MUSIC方法仿真.pptx
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1、MUSICMUSIC方法仿真 基于空间谱估计的波达方向(基于空间谱估计的波达方向(DOA)估计算法)估计算法MUSIC方法波达方向估计(DOA估计)波达方向(DOA)估计的基本问题就是确定同时处在空间某一区域内多个感兴趣的信号的空间位置(即多个信号到达阵列参考阵元的方向角)。最早的也是最经典的超分辨DOA估计方法是著名的MUSIC方法,MUSIC是多重信号分类(Multiple Signal Classification)的英文缩写。它是由RO Schmidt于1979年提出来的,由1986年重新发表的。MUSIC算法利用了信号子空间和噪声子空间的正交性,构造空间谱函数,通过谱峰搜索,检测信号
2、的DOAMUSIC方法波达方向估计(DOA估计)它是建立在以下假设基础上的:(1)阵列形式为线性均匀阵,阵元间距不大于处理最高频率信号波长的二分之一;(2)处理器的噪声为加性高斯分布,不同阵元间距噪声均为平稳随机过程,独立同分布,空间平稳(各阵元噪声方差相等);(3)空间信号为零均值平稳随机过程,它与阵元噪声相互独立;(4)信号源数小于阵列元数,信号取样数大于阵列元数,信号源为窄带信号,即信号通过天线阵的时间远远小于信号带宽的倒数MUSIC方法波达方向估计(DOA估计)一:阵列信号处理 当空间存在多个信号时,常常需要对这些空间信号进行分离,以便跟踪或检测我们感兴趣的空间信号,抑制那些被认为是干
3、扰的空间信号。为此,需要使用天线阵列对多个信号进行接收。对天线阵列接收的空间信号所进行的分析与处理统称为阵列信号处理。最主要的两个研究方向是自适应空域滤波(自适应阵列处理)和空间谱估计。空间谱估计技术空间谱估计技术是在波束形成技术、零点技术和时域谱估计技术的基础上发展起来的一种技术。与频谱表示信号在各个频率上的能量分布相对应,空间谱则可解释为信号在空间各个方向上的能量分布。波达方向波达方向(Direction-of-Arrival,DOA)估计指的是要确定同时处在空间某一区域内多个感兴趣信号的空间位置,即各个信号到达阵列参考阵元的方向角。DOA 估计也称空间谱估计。目标目标:研究提高在处理带宽
4、内空间信号角度的估计精度、角度分辨率和提高运算速度的各种算法。典型方法典型方法:MUSIC MUSICMUSIC算法理论:算法理论:基于特征结构分析的空间谱估计方法,是空间谱估计技术的典型代表。其测向原理是根据矩阵特征分解的理论,对阵列输出协方差矩阵进行特征分解,将信号空间分解为噪声子空间G和信号子空间S,利用噪声子空间G与阵列的方向矩阵A的列矢量正交的性质,构造空间谱函数P(w)并进行谱峰搜索,从而估计出波达方向信息。试验采用等距线阵等距线阵作为接收天线。若阵列有m个阵元个阵元组成,则信号 到达各阵元的相位差所组成的向量:称为信号的方向向量方向向量或或响应向量响应向量,如果总共有p个信号个信
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