空间谱估计快速实现的研究

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1、万方数据分类号UDC密级学位论文空间谱估计快速实现研究作者姓名：聂来森指导教师：汪晋宽教授东北大学信息科学与工程学院申请学位级别：硕士学位学科类别：工学学科专业名称：通信与信息系统论文提交日期：2011年6月论文答辩日期：2011年6月学位授予日期：2011年7月评阅人：张玉燕、马淑华东北大学2011年6月万方数据AThesisinCommunicationandInformationSystemsResearchonfastimplementationofspatialspectrumestimation

2、ByNieLaisenSupervisor：ProfessorWangJinkuanNortheasternUniversityJune2011万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：燃日期：2DIl、石、21学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全

3、了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年，刈。学位论文作者签名：毪夹警酶．签字日期：伽il、6、21两年口导师签名：弓旒影签字日期：2日11,乡·z^)万方数据东北大学硕士学位论文摘要空间谱估计快速实现研究摘要空间谱估计(SpatialSpectrumEstimation)是阵列信号处理中

4、的一个重要研究方向，其应用涉及到雷达、通信、声纳、地震、勘探等众多军事及国民经济领域。经过近30年的快速发展，空间谱估计理论日趋完善，而且也得到了广泛的应用。在实际应用过程中，应用最广泛的是以多重信号分类(MUSIC，MultipleSignalClassification)算法为代表的子空间类算法，因其具有良好的超分辨性能而被广泛应用于电子对抗、信号识别等领域。众所周知，由于子空间类算法本身的复杂性和硬件技术的限制，长时间以来子空间算法仅限于应用到实时性要求不高的工程实际。然而随着通信技术的不断发展以及空

5、间谱估计应用领域拓展的需求不断提高，空间谱估计在许多方面还有待研究，例如：快速有效的波达方向估计新方法、现存算法的优化方法、降低算法复杂度等等。本文主要研究了空间谱估计中MUSIC算法的快速实现问题，首先阐述了空间谱估计的研究背景和意义，总结了国内外关于空间谱估计理论研究以及并行处理的研究现状。然后介绍了阵列信号处理的相关知识，在此基础之上详细介绍了MUSIC算法，并对MUSIC方法进行了深入的研究，给出了MUSIC算法快速实现途径：第一、给出了等距线阵、均匀圆阵、均匀方阵等阵列结构的优化方法，然后在此基础

6、之上研究了基于实数运算为主的MUSIC方法一，nitary-MUSIC算法，在一定程度上降低了空间谱估计的计算复杂度，减少了算法计算量；第二、给出了基于偶数阵元的均匀圆阵的复数域MUSIC(简称为C．MUSIC)和Unitary-MUSIC算法的谱简化计算方法，并给出了两种算法的并行化处理方案；第三、在Lyrtech硬件平台上，完成了C．MUSIC和Unitary-MUSIC算法的并行实现，其中C．MUSIC算法加速比达到3．9，Unitary-MUSIC算法加速比达到5．8。理论分析和Lyrtech平台仿

7、真实验表明上述方法切实可行。关键词：阵列信号处理；空间谱估计；多重信号分类：并行处理II万方数据ResearchonFastImplementationofSpatialSpectrumEstimationAbstractSpatialspectrumestimation，whichisoneofthemostimportantresearchfiledsinarraysignalprocessingtechniques，iswidelyusedincommunication，radar，sonar，sei

8、smicexplorationandradioastronomyetc．Asthemostimportantelementofthespatialspectrumestimation，thedirectionofarrivalhasdevelopedfast，andthevariousalgorithmsofDOAhavebeenpresentedfbr岫years，now，spatialspectrumesti