多路延迟结构的修正MUSIC算法频率估计

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1、万方数据第31卷第4期系统工程与电子技术V01．31No．42009年4月SystemsEngineeringandElectronicsApr．2009文章编号：1001—506X(2009)04—0795—04多路延迟结构的修正MUSIC算法频率估计王鑫1’2，赵春晖1，戎建刚2(1．哈尔滨工程大学信息与通信工程学院，黑龙江哈尔滨150001；2．航天科工集团8511研究所，江苏南京210007)摘要：提出将多路延迟数字测频结构与高分辨率谱估计的MUSIC算法相结合，有效地实现了信号频率估计。针对MUSI

2、C算法在低信噪比条件下频率估计性能下降的缺点，研究的修正MUSIC算法通过对接收数据共轭重构，产生新的协方差矩阵，有助于改善特征值的分布，使其具有平均的意义，从而提高了信号频率估计的性能。实验结果证明，相对于常规MUSIC算法，该方法在相同的信噪比和快拍数条件下，具有更高的频率估计精度和稳健性，而且计算量也无明显增加。关键词：修正MUSIC算法；频率估计；多路延迟}重构；协方差矩阵中图分类号：TN911文献标志码：AFrequencyestimationofmodifiedMUSICalgorithmbase

3、dOilmulti—pathdelaystructureWANGXinl”，ZHAOChun-huil，RONGJian—gan92(j．Coll．ofInformationandCommunicationEngineering，HarbinEngineeringUniv．，Harbin150001，China；2．The8511thInst．ofChinaAerospaceScience&IndustryCorporation，Nanjing210007，China)Abstract：Anewfrequen

4、cyestimationmethodbasedonthedigitalfrequencymeasurementstructureofmulti—pathdelayandhighresolutionspectrumevaluationMUSICalgorithmisproposed，whichcanestimatesig—nalfrequencyeffectively．ButthefrequencyestimationperformanceinlowSNRwilldecrease．Thispapergivesa

5、modifiedMUSIC(MMUSIC)algorithm．whichcangetanewcovariancematrixbyreconstructingthereceiveddataandtheirconjugatings．Thismethodcanchangetheeigenvaluedistributionsofthecovariancematrixandmakeithaveaveragedsignificance．thusitimprovestheperformancesofthesignalfre

6、quencyestimation．WiththesameSNRandsnapshotnumber，theperformancesoftheMMUSICalgorithmhasbetterfrequencyestima—tionaccuracythanthetraditionalMUSICalgorithm．Simulationresultsshowthatithasbetterfeasibilityandro—bustness．aswellasthecomputationalcomplexitywillnot

7、increaseobviously．Keywords：．modifiedMUSICalgorithm；frequencyestimation；multi—pathdelay；reconstruct；covariancematrix0引言由于现代电子战的高密集信号环境以及多径效应，接收机往往要处理多信号同时或短时间间隔到达的情况。因此研究具有同时多信号频率分辨能力的频率估计方法就显得非常重要。目前较常用的方法都利用DFT将信号变换到频域上处理。文献[1]提出的基于延时和FFT技术的测频方法原理简单，运算量小，但

8、是FFT中存在频谱泄漏效应，使得该方法具有很大的限制。为了完成信号频率的超分辨估计，本文提出了将多路延迟数字测频结构心3与高分辨率谱估计的修正MUSIC(MMUSIC)算法¨。41相结合的频率估计方法。它通过对各路ADC输出的数据阵进行共轭重构，可以改善协方差矩阵特征值的分布，提高信号的频率估计精度。根据理论分析和实验仿真证明，相对于文献E53提出的以阵列信号模型[6。为基础的常规MUSIC频率估计