基于硬件系統(tǒng)實現(xiàn)改進MUSIC算法的方法的研究.pdf

1、超分辨陣列測向技術是在波束形成技術和時域譜估計技術的基礎上發(fā)展起來的新技術，其主要目標是研究提高測向性能和運算速度的各種算法。經過40余年的研究已發(fā)展出多種波達方向(Direction of—Arrival，DOA)估計的超分辨算法。陣列測向大多應用在移動通信中的空分多址及復雜密集信號環(huán)境中的電子偵察和對抗等領域。 空間譜估計的算法大致分兩大類：一是基于極大似然估計和最大后驗概率估計統(tǒng)計理論的算法，包括極大似然估計法(ML)、最

2、大熵法等；另一類是基于對協(xié)方差矩陣進行子空間分解或投影的算法，典型的有MUSIC、ESPRIT、子空間擬合、多維MUSIC等。其中，MUSIC法是一種經典的空間譜估計主流算法，具有超強的分辨性能，但它無法實現(xiàn)對相干信號進行測向分辨。 論文的重點工作放在對MUSIC算法的改進，以及在DSP與FPGA相結合的硬件系統(tǒng)上實現(xiàn)改進MUSIC算法上。從基本MUSIC算法入手，分析影響MUSIC算法性能的因素及校正方法。由于MUSIC算法在

3、對相干信源進行估計時性能嚴重下降甚至失效，文中詳細介紹空間平滑法、修正MUSIC算法和空間濾波法三種解相干方法，這三種方法各有其自身的優(yōu)缺點。利用MATLAB仿真實驗驗證各種改進的MUSIC算法的測向分辨能力。 本文所涉及的測向系統(tǒng)是以浮點DSP處理芯片TMS320C6713和FPGA處理芯片EPF10K10TC144-4為核心的測向處理平臺。針對前后向空間平滑MUSIC算法的各個步驟，提出了DSP與FPGA的軟仿真環(huán)境下測向方