相对导航系统中MUSIC算法的FPGA实现.pdfVIP

中国空间科学学会空间机电与空间光学专业委员会2008年学术年会 范国臣，李绍滨，徐国栋 (哈尔滨工业大学卫星技术研究所，哈尔滨150080) 摘要：本文针对当前国内使用并行DSP实现MUSIC(MultipleSignal 模块有机结合起来并应用于卫星相对导航系统中。 关键词：多信号分，算法；DOA估计，FPGA 中图分类号：V446 文献标识码：A 分，本文所有设计将按此进行模块设计。 引 言 协 预 方 {蓬 处 差 g 理 _j 一饕 在基于信号子空间的各种DOA估计算法 模 镶 ’I蔫 !覆 块 块 I藩 中，由R．O．Schmidt提出的MUSIC(Multiple J．．一 Classification)算法具有高精度和高分辨 Signal 率的特性[1]，但是由于MUSIC算法的复杂性，至 图1 MUSIC算法的模块划分 今无法应用在实时性要求较高的场合，因此研究 下面研究三个模块基本组成： MUSIC算法的高速实现有着十分重要的意义。 对于协方差模块，其功能是根据N×M的数 本论文针对当前国内使用并行DSP实现MUSIC 据矩阵(N对应阵元阶数，M对应采样点数)得到 算法的不足，提出MUSIC算法的FPGA实现方 协方差矩阵，从本质讲，该模块是计算一个N×M 案，该方案借助FPGA能够实现大量并行运算、 矩阵与其自身转置(MXN矩阵)相乘，从而得到 适合开发算法的优势，大大提高了MUSIC算法 一个N×N的对称协方差矩阵。 的执行速度和实时性能。 算法的难点，其功能是根据协方差矩阵计算出特 2 MUSIC算法的FPGA模块划分 征值和特征向量，该模块首先需要确定特征值分 解算法[2]。 本课题在MUSIC算法的FPGA实现中采 对于谱峰有哪些信誉好的足球投注网站模块，其功能是构造伪谱函数， 用了自定向下的设计思想，现对整个系统进行模 找出峰值点。在设计本模块时，首先可以把计算 块划分，然后再分别实现每个功能子模块，最后将 MUSIC伪谱函数最大值的问题，等价转化为求 各个子模块连接调试，从而完成整个算法的功能。 最小值问题。其次对于方向矢量，可以通过4个 一般对MUSIC算法的运算划分为以下三个步 ROM表把a。(口)(o≤口≤180)的值进行存储，运 骤：(1)计算协方差矩阵；(2)特征值分解；(3)谱峰