智能天線系統(tǒng)下波達方向估計算法及其FPGA設計.pdf

1、智能天線技術是3G移動通信技術的重要組成部分，也在軍用和民用領域有著大量的應用，如移動通信、電子對抗、參數估計、信號識別等。智能天線的一項核心技術是波達方向(Direction of Arrival，DOA)估計，而信號子空間法又是DOA估計中重要的一種，經過幾十年的發(fā)展，出現了大量性能優(yōu)異的算法，如:MUSIC(MultipleSIgnal Classification)、ESPRIT(Estimation of Signal Par

2、ameters via RotationalInvariance Technique)等。在各種子空間算法中，R.O.Schmidt提出的MUSIC算法是一類較為經典的算法，但因其不能分辨相干信號且計算量大，在實際應用中遇到很多問題，因此如何找到一種改進算法，并完成算法的快速實現具有十分重要的意義。
　　 本文首先研究MUSIC算法及其相關的改進算法，接著引出能夠處理相干信號的前向平滑MUSIC算法，并提出其FPGA設計方案。主

3、要在6陣元均勻直線陣下，研究前向平滑MUSIC算法的FPGA實現問題:
　　 (1)本文針對現目前達波方向估計算法，主要研究了傳統(tǒng)DOA估計方法和MUSIC算法，通過仿真分析對比幾種算法的性能，并選取前向平滑MUSIC算法進行具體的FPGA設計。
　　 (2)本文針對算法平滑處理的特性，提出自相關矩陣模塊的設計方案，用FPGA實現前向平滑。
　　 (3)本文針對現有FPGA實現特征分解(EVD)算法的不足，結合J

4、acobi算法并行的優(yōu)點，給出基于改進型并行Jacobi算法的FPAG設計方案，并驗證了EVD模塊進行矩陣分解的可行性。
　　 (4)本文通過引入索引值Index的方法，量化搜索角度并確定其搜索步長，使用比較單元完成偽譜值搜索，達到對來波信號進行DOA估計的目的。
　　 (5)本文提出了前向平滑MUSIC算法三個內部模塊的FPGA設計方案，并給出三個模塊的頂層模塊圖和內部核心算法電路圖，本文在QuartusⅡ平臺下，完成