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第 33卷 第 2期 吉首大学学报 (自然科学版) VolJ33 NO．2 2012年 3月 JournalofJishouUniversity(NaturalScienceEdition) M ar．2O12 文章编号 ：1007—2985(2012)02—0067—05 Root—MUSIC，PM，MUSIC算法的比较 黄光亚 (吉首大学信息科学与工程学院，湖南 吉首 416007) 摘 要 ：对测 向算法(DOA)中的2种 降低运算量 的算法，即求根 的MUSIC算法(R0ot-MusIc)和传播算子算法(PM)， 与多重信号分集算法(MusIC)进行比较 ，并对两者降低运算量的作用进行 了有效性分析和验证．Root—MUSIC算法通过求 根降低运算量 ，PM通过矩阵乘法代替矩阵分解 降低运算量．仿真结果表 明，在阵元数较 少时 Root—MUSIC是最有效的算 法 ，否则PM 算法更为有 效． 关键词 ：Root—MUSIC；PM；MUSIC；DOA 中图分类号 ：TN957．5l 文献标 志码 ：A DOI：lO．3969／j．issn．1007—2985．2012．02．016 波达方 向 (DOA)的估计方法是智能天线技术 中的重要技术之一．智能天线技术被认为是 TD- SCDMA系统中的关键技术之一，它利用数字信号处理技术来产生对准期望用户所在方向的波束 ，旁瓣和 零陷对准干扰信号到达方 向，达到集 中信号强度并消除部分干扰的 目的口]．智能天线达到这一功能的前提 就是准确判断期望用户信号的来波方向，因此波达方向估计成为智能天线中的重要技术之一． 波达方向估计是阵列信号处理领域中的重要研究方向，它是雷达、声纳及智能天线等领域共 同研究的 重要课题．波达方 向估计的算法 中最为经典 的算法是 Schmidt于 1979年提 出的多重信号分集算法—— MUSIC(MultipleSignalClassification)算法．在此算法之后 ，从算法精度 、算法的运算量等角度提 出了大 量的改进算法，其 中文 中讨论的2种算法就在此之列 ：一是求根的MUSIC算法，即Root—MUSIC算法；二 是传播算子算法 ，即PM算法． 对于波达方向的估计是智能天线波束形成 的前提，其及时有效 的特点要求 DOA算法的运算应尽可 能的准确和简便 ，因此 DOA算法 的运算量成为关注 的重点．笔者对 Root—MUSIC算法 、PM 算法与 MUSIC算法进行比较，对其降低运算量的有效性以及适用性进行分析． 1 阵列信号模型 在智能天线以及阵列信号处理领域里研究测向算法 ，通常假设接受天线位于信号源的辐射远场，即假 设阵元接收到得信号可以认为是平面波，且测向算法假定接收信号的调制带宽远小于载频 ，认为阵元接收 到得信号为窄带信号，TD-SCDMA系统中工作于 2010~2025MHz之间Ⅲ ，带宽为 1．6MHz，符合窄带 信号的假设要求． * 收稿 日期 ：2011—09—26 基金项 目：吉首大学 2010--2011年校级科研资助课题(09JD013)；湖南省教育厅科学研究项 目(11C1058) 作者简介：黄光亚(1981一)。女，湖南吉首人，吉首大学信息科学与工程学院助教，硕士，主要从事智能天线测向技术 研究． 万方数据 68 吉首大学学报(自然科学版) 第 33卷 在 TD—SCDMA 中将均匀圆阵由全向天线构成用于系统 的全面覆盖 ，均匀直线阵 由定 向天线构成用 于系统扇区的覆盖口．笔者 以均匀直线阵作为讨论对象，考虑由M 个阵元组成的均匀线阵，各阵元间距为 d，为避免相位模糊 ，d小于入射信号最高频率所对应波长的 1／2．空间中有 P个远场平面波，占有相 同的 带宽且为窄带信号 ，其入射方向分别为0， ，…0 ，则第 Tn个传感器上接收到的信号可表示为 ] P 57／(￡)一22S(￡+(一1)dsin ／c)+n(f)． 其中：5(f)为入射窄带信号；(￡)为加性