music算法及其并行实现

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1、MUSIC算法及其并行实现作者姓名周丹凤导师姓名、职称武筱林教授一级学科电子科学与技术二级学科电路与系统申请学位类别工学硕士提交学位论文日期2014年11月学校代码10701学号1202120903分类TN82号TN911.7密级公开西安电子科技大学硕士学位论文MUSIC算法及其并行实现作者姓名：周丹凤一级学科：电子科学与技术二级学科：电路与系统学位类别：工学硕士指导教师姓名、职称：武筱林教授提交日期：2014年11月MUSICalgorithmanditsParallelimplementationAthesissubmittedtoX

2、IDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinElectronicScienceandTechnologyByZhouDanfengSupervisor:Prof.WuXiaolinNov2014西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的

3、研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文若有不实之处，本人承担一切法律责任。本人签名：日期：西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，获得学位后结合学

4、位论文研究成果撰写的文章，署名单位为西安电子科技大学。保密的学位论文在年解密后适用本授权书。本人签名：导师签名：日期：日期：摘要摘要如今，在阵列信号处理的整个领域中，波达方向（DirectionofArrival,DOA）估计已经成为其中一个非常重要的问题，它在雷达、无线通讯等非常多的领域都有着及其广泛的应用。波达方向估计是用来确定辐射源辐射方向的一种技术，它能通过阵列接收到的信息，然后按照一定的预处理方法来估计出信源的方位。能实现波达方向估计的算法有很多，其中以数字波束形成为代表的传统算法有个明显的缺陷就是受到瑞利限的制约，即估计精度低

5、、不能分辨出一个波束宽度中的几个信源，而后来出现的以多重信号分类MUSIC算法为代表的超分辨率算法解决了这个问题，这类算法不再受到瑞利限的限制。本文从经典的MUSIC算法出发，分析这个算法在波达方向估计上的应用，然后在不影响信源方位角估计精度的基础上，使用并行处理技术提高其运行计算速度，让该算法在对实时性有重要要求的领域也能得到运用。本文首先介绍了MUSIC算法的有关基本理论，通过实验详细分析了该算法在波达方向估计问题上的处理能力，分析信噪比、阵元间距等等对MUSIC算法在DOA估计过程的影响。鉴于阵列接收到信号后进行相关处理得到的协方差

6、矩阵是Hermite矩阵，我们针对这一矩阵特点提出一种从复数域转到实数域的预处理方法，使待处理的Hermite矩阵(复矩阵)转化成对应的实矩阵，大大节省了处理需要的时间，而且让算法也更适合在硬件DSP上实现。同时由于期间还进行一项前后向平滑处理，因此这种实数化方法不仅针对非相干信号源(本文主要考虑的情况)的DOA估计有效，对相干信号源DOA估计同样有效。从耗时性、硬件适用性、并行性等多个方面进行考虑，本文针对MUSIC算法的核心部分——特征空间分解，在众多常用特征分解算法里选择了QL算法，然后又对MUSIC算法各个模块的串行实现进行详细分

7、析。最后，通过实验证明了本文所提出的并行方法是可行的。又通过实验数据验证了在不影响算法波达方向估计性能的情况下，耗时量得到明显的减少。关键词：多重信号分类算法，波达方向估计，并行处理论文类型：基础研究类I西安电子科技大学硕士学位论文IIABSTRACTABSTRACTNow,inthefieldofarraysignalprocessing,DOA(DirectionofArrival,DOA)estimationhasbecametooneoftheveryimportantissue,andithaveawiderangeofappl

8、icationsinmanyfieldslikeradar,wirelesscommunications,sonar,etc.DOAestimationisatechniquethatbeus