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正文摘录:

2006年第23期总第238基于DSP的MUSIC算法的实现董照飞(解放军94669部队安徽芜湖241007)摘要：简述了基于TI公司高性能浮点DSP(TMS320C6713)的测向系统的设计情况，重点叙述了系统的核心部分——测向单元的设计方案与结构，并对DOA估计的经典方法——MusIC算法进行了介绍，在实现过程中，采取了一些有效的措施减少了计算量，并提出实际应用中的一种简单实用的谱峰搜索方法。关键词：DSP；波达方向；MUSIC算法；谱峰搜索中图分类号：TN973.4文献标识码：B文章编号：1004—373X(2006)23—021—03TheRealizationofMUSICArithmeticBasedonDSPDONGZhaofei(Pl。A94669Unit，Wuhu，241007，China)Abstract：ThepaperintroducesthedesignofhighperformanceDSPTMS320C6713directionmeasuringsystem，especiallydescribesdesignschemeandstructureofdirectionmeasuringunit，andgivesanintroductionofMUSICalgorithmofDOAestimarion.Itadoptsmanymeasurestoreducecalculationineffect.Atlast，putsforwardakindofbriefandutilitymethodtosearchwavecrestduringtheprocessionofDOAsearching.Keywords：DSP；directionofsignalarrived；MUISCalgorithm；wavecrestsearching1引言采用抗干扰、低截获概率体制的通信信号是今后战略、战术通信的必然趋势，因此抗干扰、抗多径、抗衰落以及抗多普勒频移成为设计定向方法的主要依据。而以往传统的测向方法由于其体制原因无法完成以上要求。超分辨率的MUSIC测向算法具有测向准确度、灵敏度高的特点且具有潜在分辨多信号甚至相关信号的能力，对实现这些应用具有重要的意义。针对我军未来航空数据链中的超短波跳频通信体制研制相应的高分辨率定向设备。该设备不仅要能够实现对常规地空电台信号的测向，而且还要能够对新型宽带抗干扰电台中的高速跳频信号进行快速测向。根据未来航空数据链端机电台采用的信号体制，采用FPGA，DSP与CPU结合的设计思想来实现中频全数字式的新型定向机方案。2定向系统的一种设计方案本系统主要由2大部分组成：一是新型数据链端机电台部分；二是定向部分，也是该系统的核心部分。数据链端机电台除了进行正常的话音／数据通信外，还需向定向部分提供同步信号，保证定向部分的多通道接收机和电台同步工作。其中定向部分包括5个单元：5元天线阵、5通道接收机、数字中频处理及I)()A提取、显示控制以及端机电台波束形成(BF)。定向部分在电台辅助同步的前提下，对多收稿日期：2006—08—03通道接收机进来的信号进行一系列数字处理，提取出信号的IX)A信息，完成定向。另外，测向部分还具备对整个系统的控制显示功能以及对端机电台采用多天线通信时的波束形成功能。整个系统的主要硬件配置如图1所示。介波求形成单Ⅱ胀IU台厂一人线一㈦赣1通道接收机前端通道接收机前端21竺r+111竺DD而b历司：DD…竺兰些竖塾坚型!PI兰竺Pl!!竺DD测向部分图1系统的主要硬件配置图测向部分的5通道接收机部分(一直到零中频数字信号输出)采用某厂端机电台的前端通道，这里就不做过多描述。而测向部分的核心算法(图1中阴影框所示)主要用FPGA，DSP和嵌入式CPU来实现。其工作过程为：数据链端机电台和空中机载电台取得同步，向测向部分的五通道接收机提供同步后的本振信号和时钟信号，从而保证五通道接收机最终输出的是5通道10路零中频的有用数字信号(图1中5个AD后的5路并行FPGA输出)；当有测向需求时，CPU向DSP发出测向指令，DSP对该指令进行解析，解析正确后控制五路FPGA将数据打到一个专用FPGA(图1中阴影表示的那个)中；该FPGA对接收到的2]