典型陣列快速M(fèi)USIC算法研究

張興良* 王可人 樊甫華

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典型陣列快速M(fèi)USIC算法研究

張興良王可人 樊甫華

(電子工程學(xué)院信息系 合肥 230037)

由于MUSIC(MUltiple SIgnal Classification)算法需要大量的乘法運(yùn)算和三角函數(shù)求值，導(dǎo)致其實(shí)時(shí)處理能力較弱。為此，該文首先對(duì)均勻線陣和均勻圓陣的陣列結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，提取導(dǎo)向矢量的一些性質(zhì)。然后，利用Hermite矩陣的性質(zhì)對(duì)復(fù)數(shù)乘法進(jìn)行分解，再組建兩個(gè)實(shí)值向量以減少乘法運(yùn)算次數(shù)。最后，利用導(dǎo)向矢量的性質(zhì)提出一種基于查表的新算法。新算法既沒(méi)有三角函數(shù)求值運(yùn)算，又不需要大量的存儲(chǔ)空間。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明新算法在沒(méi)有改變MUSIC算法譜估計(jì)的效果的前提下，將MUSIC算法的運(yùn)算速率提高了50倍以上。因此，新算法具有廣闊的應(yīng)用前景。

典型陣列；導(dǎo)向矢量；查表法；快速M(fèi)USIC(MUltiple SIgnal Classification)算法

1 引言

傳統(tǒng)的空間信號(hào)譜分析法是傅里葉變換法，由于陣列尺寸有限，該方法的分辨率受到瑞利限的約束。以多重信號(hào)分類(lèi) (MUltiple SIgnal Classification, MUSIC)算法為代表的子空間類(lèi)處理方法，即所謂超分辨空間譜估計(jì)算法，突破了瑞利限的限制，實(shí)現(xiàn)了譜估計(jì)理論的重大飛躍。近年來(lái)，這類(lèi)算法廣泛應(yīng)用在通信、雷達(dá)和航天等諸多領(lǐng)域，其優(yōu)點(diǎn)早已得到實(shí)踐證明。

遺憾的是，超分辨空間譜估計(jì)算法需要大量的乘法和三角函數(shù)求值，因此其計(jì)算耗時(shí)難以滿(mǎn)足工程需要。在圓陣、方陣等2維陣列中，該問(wèn)題表現(xiàn)得更加突出。實(shí)際上，巨大的計(jì)算量已成為超分辨空間譜估計(jì)技術(shù)完全走向?qū)嵱没闹饕款i之一。

快速空間譜估計(jì)算法一直是國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)，目前主要的研究思路有3種。……