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正文摘录:

董照飞：基于DsP的MU曼!￡篁鎏旦堡塑数据进行存贮和预处理，生成一个10×10(数据的实部与虚部按照一定的规律排列)的协方差矩阵，准备完成后向[)SF，发出准备完毕信号；I=)St’收到该信号后，从FPGA中将该矩阵读取到自己的存贮空间中，进行改进型MUSI(：算法的运算，提取出信号的D()A信息，然后将该信息缓存并向cPU发出计算完毕指令；CPU收到I)St’发来的计算完毕指令后，从I)St，的缓存中读取D()A数据，经过一系列变换和处理后，以数据或图形方式显示出信号的方位信息，从而完成测向。当看到有多个不同方向来的信号(可看成干扰)影响到通信质量时，可以通过CPU发出端机电台启用波束形成工作的指令。此时，cPu从DsP中读取协方差矩阵以及各个信号对应的导引向量，通过计算得到天线各阵元的加权系数，并对各个天线阵元进行加权，控制每个阵元信号的幅度和相位，使天线的方向图在期望方向上形成波束，在干扰方向上形成零陷，同时控制电台端机将天线切换到多天线工作模式，以实现改善接收质量、抑制干扰的目的。2.1天线及通道接收机单元该系统采用建立在波达方向的估计和波束形成基础上的智能天线Ⅲ，此举可抑制干扰信号、改善感兴趣信号的信噪比，降低数字通信的误码率，使通信质量得到很大改善。每一个天线阵元对应一个通道接收机，将该阵元接收下来的信号进行变频、滤波、放大等处理，生成固定频率的模拟中频信号。然后对该中频信号进行AD采样、直接数字下变频(DDs)、数字滤波等处理.变成数字零中频信号，送给后面的数据处理与D()A估计单元。2.2数据处理与D()A估计单元数据处理与D()A估计单元主要包括数字零中频信号存贮与预处理模块与D()A计算和处理模块。在信号存贮与预处理模块形成协方差矩阵，并根据特定的应用场合对其进行优化处理；D()A计算和处理模块从上一模块中读取数据协方差矩阵，然后采用空间谱D()A估计算法对协方差矩阵进行奇异值分解(sVD)、信号和噪声子空间构造、谱峰搜索等处理，得到多个信号的D()A值和相应的导引向量。2.3显示与控制单元显示与控制单元包括2个模块：一是方位显示.E／’~控5制模块，二足感兴趣信号(s()I)权值计算／控制模块。主要完成D()A信息显示处理、显示控制、数据传输控制以及计算S()I权值，同时产生控制信号等功能。2.4波束形成单元波束形成单元主要包括S()I权值加载／DBF模块，主要是在显示控制单元的控制下，读取S()I的权值，在S()I方向上形成强波束，改善电台通信质量。系统除以上的几个模块外，还包括电源模块以及结构模块等，在这里就不做介绍了。223MLJSI(：算法实现方法及流程测向部分真正重点设计的部分集中在5通道接收机零中频数字信号输出之后，即在5路DDC之后开始进行设计，下面主要介绍MLJSI(：测向算法及工作流程。设空问D个互不相关的信号从不同的方位角臼，，吼·…，％入射到一个M(我们的系统设计足M—j，下同)元均匀圆阵，以水平正东方向为方位O。，各阵元噪声”，(})互不相关，!-二1.2，…，M为空间白噪声，方差为孑，噪声与信号互不相关。在这些假定下，阵列的输出为：X(r)一AS(f)+N(f)(1)其中x(r)为阵列输出矢量.s(f)为信号矢量.N(f)为噪声矢量，A为阵列方向矩阵。x(f)一rz、。(f)“j(f).…+.1『M(，)]’(2)s(f)==[s1(f).s!(f)，….sD(f)]’(3)N(f)一『’”。(f)，，?!(f)，…，”M(f)]’(4)A--[＆(p。)，“(吼)，…。Ⅱ(％)](5)其中.上标“T”表示转置运算.“(＆)为一个M×1维的方向向量，是一1，2，…，D。a(只)：：re，!一。’‘q’，…，e·!“…‘q‘”’’。’]’(6)求出阵列输出矢量x(z)的相关矩阵R。：R。-_E[x(f)x’。(f)]_-AE[s(f)s’。(r)]A”+矿I—AR。。A”+∥J(7)其中。上标“H’’表示复共轭转置运算。E[]为数学期望运算。对R。进行特征分解后，将其特征值按降序排列并相应地调整特征向量后有：又，≥A：≥…≥A。-＞h.一--“：…。一A”l『11.t，!，….uD。￡如.1，lfJD.!，….t，M(8)以各个最小特征值所对应的特征向量”。∥‰：，…，蛳为列构造一个M×(M—D)维的矩阵：EN-_--[uml.uD川…，uAf]构造空问谱函数：P...。，。(口)一1jllE：·。(臼)I1：并进行谱峰搜索。P。。，。(口)的D个最大值所对应的臼值就是D个信号源的方位角。但实际中是使用有限个数据样本来估计自相关矩阵R。的.所有对应于噪声功率的特征随许不相同.而是一组差别不大的值。所以我们采用一种效果理想、计算量小的一种统计方法：MDI，准则。j来一致估计‘信号源的数日。在基于MDI。的方法中，信号数是使下述准则最小的自变量：『li、A寸’曙l藏lM—d：篡，“}+专矗(M洲㈩棚