基于压缩感知的DOA估计及其FPGA实现

发布时间：2024-09-17 16:13

　　波达方向(Direction Of Arrival,DOA)估计是阵列信号处理领域中的热门研究方向,在工程中有着广泛的应用。传统DOA估计方法具有一定的局限性,已经无法满足当前信息处理的需求。近些年来,压缩感知理论的兴起为稀疏信号处理提供了新的发展方向,它有效提升了稀疏信号处理效率。空域信号天然的稀疏特性与压缩感知理论相结合,产生了新的DOA估计方法。相比传统DOA估计方法,基于压缩感知的DOA估计算法具备单快拍、解相干的优点,有重要的研究意义与应用价值。本文首先研究了阵列信号DOA估计与压缩感知的基本理论,探讨了基于压缩感知理论框架的DOA估计模型,并分析了其单快拍、解相干的优越性。由于贪婪算法具有计算简单、重构精度高的优点,本文主要探讨了压缩感知贪婪重构DOA估计算法。研究了正交匹配追踪(Orthogonal Matching Pursuit,OMP)算法、正则化正交匹配追踪(Regularized Orthogonal Matching Pursuit,ROMP)算法、压缩采样匹配追踪(Compressive Sampling Matching Pursuit,CoSaMP)算法、...

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 DOA估计研究现状
        1.2.2 压缩感知研究现状
        1.2.3 基于压缩感知的DOA估计研究现状
    1.3 论文研究内容与章节安排
        1.3.1 主要研究内容
        1.3.2 章节安排
第2章 压缩感知及DOA估计基础理论
    2.1 引言
    2.2 压缩感知基本理论
        2.2.1 信号的稀疏表示
        2.2.2 感知矩阵的设计
        2.2.3 重构算法
    2.3 阵列DOA估计数学模型
    2.4 DOA估计经典算法
        2.4.1 MUSIC算法
        2.4.2 ESPRIT算法
        2.4.3 仿真结果与分析
    2.5 基于压缩感知框架的DOA估计
        2.5.1 基于压缩感知的DOA估计模型
        2.5.2 仿真结果与分析
    2.6 本章小结
第3章 基于压缩感知贪婪算法的DOA估计研究
    3.1 引言
    3.2 贪婪策略简述
    3.3 经典的贪婪稀疏重构算法
        3.3.1 正交匹配追踪(OMP)算法
        3.3.2 正则化正交匹配追踪(ROMP)算法
        3.3.3 压缩采样匹配追踪(CoSaMP)算法
        3.3.4 子空间追踪(SP)算法
        3.3.5 仿真结果与分析
    3.4 多路径匹配追踪及其改进算法
        3.4.1 MMP算法理论
        3.4.2 MMP算法RIP性能分析
        3.4.3 ANSN-MMP算法
        3.4.4 仿真结果与分析
    3.5 本章小结
第4章 基于ANSN-MMP算法DOA估计的FPGA设计
    4.1 引言
    4.2 系统总体设计方案
        4.2.1 系统开发工具的选择
        4.2.2 系统总体设计思路
    4.3 数据准备部分的设计
    4.4 硬件实现部分的设计
        4.4.1 感知矩阵存储模块设计
        4.4.2 残差存储模块设计
        4.4.3 复数乘积模块设计
        4.4.4 内积比较模块设计
        4.4.5 残差更新模块设计
        4.4.6 残差比较与角度输出模块设计
        4.4.7 系统综合设计
    4.5 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：4005709