海底高分辨方位估计算法仿真及其在FPGA平台上的实现

发布时间：2024-05-18 05:10

　　多波束测深声纳(MBBS:Multi-Beam Bathymetry Sonar)是一种重要的海洋地形地貌探测设备,但现有的多波束测深声纳大多还是基于常规波束形成算法。主要原因是高分辨算法的典型代表阵元域多重信号分类(MUSIC:Multiple Signal Classification)计算量过于庞大而无法实时实现。为此,本文主要从两方面研究将MUSIC算法应用于多波束测深声纳。 一方面将阵元域MUSIC算法变换到波束域,通过仿真比较分析三种典型的波束域MUSIC算法的估计性能和计算量。虽然MSB-MUSIC (Multiple Subarray Beamspace MUSIC)算法的均方根误差略大,但具有更低的计算量,而且对于相干信号也依然有效。 另一方面将基于多级维纳滤波器(MSWF:Multistage Wiener Filter)的快速子空间估计(FSE:Fast Subspace Estimate)与MSB-MUSIC算法相结合,提出了MM-MUSIC(MSWF and MSB-MUSIC)算法。和MSB-MUSIC算法相比,该算法用较小的估计性能损失换来大大降低的计算量...

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1传统处理架构随时间与应用需求之间的差距

法等的迅速发展，应用需求越来越多，算法复杂度也随之增加，而需要处理的数据量越来越大，对实时性和精度的要求越来越高，DSP器件己越来越难以满足高性能应用的需要。图1.1显示了传统处理架构随时间与应用需求之间的差距冈。一一三座密蘸夔耀耀耀耀耀耀耀耀耀耀耀耀耀耀耀....

图1.2算法开发语言与DSP系统开发工具的对应关系

FPGA的传输延迟(也就是说竹I时段有将近四分之一仅用来传输数据)。加之其他预期延迟，为满足这些系统时序，所需的Turbo编解码器性能就是十分苛求的50个用户75.8M帅s。而使用FPGA将Tutho编解码器作为基本上独立的后处理器来处理，不仅可消除DsP延迟，还能节省时间，因为....

图2.1前向空间平滑原理图

向量和噪声特征向量组成。常将信号特征向量的张成sP，将噪声特征向量的张成sPan{91，…，岛一，}称为噪声子空种类似于功率谱的函数‘5，P(。)1a万(o，)GG万a(o，)个田值叭，…，%给出p个信号的波达方向氏，…，气。由于述了空间参数(即波达方向)的分布，故常称之为空间行....

图2.2平滑处理后的阵元域MUSIC算法估计结果

仿真2.1:8阵元均匀线阵，间距为半倍波长，三个等强度相干信号入射角分别为10。、200和一400，子阵个数为4，噪比为10dB，快拍数32，仿真100次，基于三种空间平滑方法的MUSIC算法如图2.2。从图2.2可以看出，经三种空间平滑算法处理后，MUSIC算法对相干信号源均能....

本文编号：3976496