基于多核DSP芯片的测向算法的设计与实现

摘要

无线电测向是使用一定的算法和设备从接收到的无线电中估计信号的入射方向的一类问题。在现代社会中，随着无线电设备的增多和相关芯片技术的提升，这个问题得到了非常多的关注和研究。尤其在当下的信息化时代，很多事情都建立在无线电通信的基础上，所以无线电测向在其中发挥着非常重要的作用。在信息化战争中，因为无线电测向只需单方面接收信号来测定方向，具有非常高的隐蔽性，所以备受青睐。
　　本研究主要内容包括：⑴基于无线电测向的均匀线阵和均匀圆阵两个基本数学模型，分析接收信号的二阶统计特性，并研究信源个数估计问题。由信源个数估计的必要性引入估计算法，主要研究了信息论法和盖氏圆法，并分别对这两种方法进行了仿真分析，给出了它们的优缺点及适用情况。⑵研究单信源测向。测向方法根据能够估计的信号个数的不同，可分为单信源测向法和多信源测向法两大类。这里首先针对单信源测向进行研究，并对其中的比幅测向法和相关干涉测向法进行了深入的仿真分析，给出了方法的优缺点及适用情况。⑶研究多信源测向，主要包括下面几种算法：多重信号分类算法（MUSIC）、ROOT-MUSIC算法、基于波束空间的 MUSIC算法、BS-MUSIC算法和基于高阶统计量的MUSIC算法。文章详细研究了每种算法的理论基础，对算法进行了详细的仿真实验，并对结果进行了深入的分析。在此基础上，文章提出了一种计算量上的改进算法。这部分的最后，将MUSIC算法应用到了均匀圆阵中，实现了二维测向，并且为了减少计算量，文章给出了基于均匀圆阵的波束域的二维MUSIC算法。⑷基于上面对于测向方法的研究，将算法细化成模块进行实现，并针对每个模块详细地给出了具体的实现方法，最后在多核DSP芯片TMS320C6678中实现了基于均匀圆阵的信源个数估计、单信源测向和多信源测向。

目录

声明

第一章 绪 论

1.1 论文研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究内容及章节安排

第二章 测向模型与信源数估计的研究

2.1 测向天线阵列的数学模型

2.2 信源个数估计算法及仿真分析

2.3 本章小结

第三章 测向算法研究及仿真

3.1 比幅测向法

3.2 相关干涉测向算法

3.3 本章小结

第四章 空间谱估计法

4.1 多重信号分类法

4.2 ROOT-MUSIC算法

4.3 基于波束空间的MUSIC算法

4.4 基于高阶统计量的空间谱估计算法

4.5 改进的基于波束空间的MUSIC算法

4.6 基于均匀圆阵的高分辨估计算法

4.7 本章小结

第五章 算法的多核DSP软件实现

5.1 多核DSP芯片TMS320C6678的介绍

5.2 软件总体方案设计

5.3 信源个数估计的实现

5.4 相关干涉测向算法的实现

5.5 2D-UCA-BS-MUSIC的实现

5.6 本章小结

第六章 总结与展望

致谢

参考文献