基于多核DSP的MUSIC算法研究与实现

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1、分类号：密级：ＵＤＣ：编号：工学硕士学位论文基于多核DSP的MUSIC算法研究与实现硕士研究生：魏民指导教师：刘鲁涛副教授学科、专业：电子科学与技术论文主审人：陈涛教授哈尔滨工程大学2018年3月分类号：密级：ＵＤＣ：编号：工学硕士学位论文基于多核DSP的MUSIC算法研究与实现硕士研究生：魏民指导教师：刘鲁涛副教授学位级别：工学硕士学科、专业：电子科学与技术所在单位：信息与通信工程学院论文提交日期：2018年1月论文答辩日期：2018年3月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationforth

2、eDegreeofM.EngResearchandImplementationofMUSICAlgorithmBasedonMulti-CoreDSPCandidate:WeiMinSupervisor:A.Prof.LiuLutaoAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:ElectronicScienceandTechnologyDateofSubmission:January.2018DateofOralExamination:March.2018University:Harb

3、inEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨

4、工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工业大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日基于多核DSP的MUSIC算法研究与实现摘要波达方向估计（Di

5、rectionofArrival,DOA）是阵列信号处理的重要研究课题之一。多重信号分类（MultipleSignalClassification,MUSIC）算法是波达方向估计的重要算法，具有超分辨，高精度的优点，拥有工程实现价值。但是由于MUSIC算法运算复杂、在硬件实现上耗时长、对阵列结构依赖性强的问题，这些都是硬件实现上的挑战。MUSIC算法的主要运算量集中在协方差矩阵的特征分解和谱峰搜索运算这两方面，因此对MUSIC算法的改进也主要集中在这两方面。针对特征分解而提出了快速自相关矩阵分解类算法，例如梯度算法、幂迭代算法。针对谱峰搜索运算提出

6、了快速搜索类算法，例如降低搜索维度类算法、对称压缩类搜索算法、免搜索类算法。采用硬件实现空间谱估计算法，一般使用数字信号处理器或者现场可编程门阵列以及两者组合实现这三种方式。本文针对二维均匀圆阵结构，在对协方差矩阵进行特征分解时将原本的复数域运算转换到实数域进行，采用Householder和Givens组合的方法进行特征分解，具有稳定性好、精度高、易收敛的优点。在进行谱峰搜索时使用了分级搜索的策略，先用较大步进进行粗搜索，再用较小步进进行细搜索，并且在计算谱峰值时采用了基于导向矢量特性的对称压缩谱思想使得搜索的范围压缩。硬件上选用了TI八核处理器T

7、MS320C6678，利用BIOS、核间通信、共享内存模块将运算分配到多个核上同时进行。算法和硬件的组合快速的实现了MUSIC算法。关键词：MUSIC算法；均匀圆阵；对称压缩；多核DSP；核间通信哈尔滨工程大学硕士学位论文基于多核DSP的MUSIC算法研究与实现ABSTRACTDirectionofArrivalisoneoftheimportantcontentsofarraysignalprocessing.MultipleSignalClassification(MUSIC)algorithmisanimportantmethodofDOAe

8、stimation,whichhastheadvantagesofsuperresolutionandhighprecis