基于稀疏重構(gòu)的陣列信號(hào)DOA估計(jì)算法研究與多核DSP實(shí)現(xiàn)中期報(bào)告

基于稀疏重構(gòu)的陣列信號(hào)DOA估計(jì)算法研究與多核DSP實(shí)現(xiàn)中期報(bào)告前言陣列信號(hào)處理是信號(hào)處理領(lǐng)域的一個(gè)重要研究方向，在多個(gè)領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。陣列信號(hào)處理可以用于雷達(dá)、無線通信、聲納等方面。當(dāng)多個(gè)天線或傳感器接收到同一個(gè)信號(hào)時(shí)，通過陣列信號(hào)處理可以確定信號(hào)來向和方向。其中，信源定位技術(shù)是陣列信號(hào)處理領(lǐng)域中的一個(gè)重要問題?；谙∈柚貥?gòu)的信源定位算法是一種新型的算法，它能夠準(zhǔn)確地估計(jì)信號(hào)的到達(dá)角度。本文主要研究基于稀疏重構(gòu)的陣列信號(hào)DOA估計(jì)算法，并在多核DSP上進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。具體研究內(nèi)容包括算法原理、實(shí)現(xiàn)步驟和實(shí)驗(yàn)結(jié)果等方面。算法原理1.問題描述考慮一個(gè)具有M個(gè)傳感器的陣列系統(tǒng)，接收信號(hào)可以表示為：y(n)=As(n)其中，y(n)是M維接收信號(hào)，s(n)是N維信號(hào)向量，A是M×N的接收矩陣。傳感器接收到的信號(hào)是經(jīng)過一定傳輸?shù)膸г胄盘?hào)，我們需要估計(jì)信號(hào)的到達(dá)角度。2.算法流程稀疏重構(gòu)算法的主要思想是將接收信號(hào)分解成原始信號(hào)和噪聲的和，然后使用L1正則化技術(shù)進(jìn)行求解。具體算法流程如下：(1)利用SVD分解，將接收矩陣A分解為A=UΣVT(2)根據(jù)接收信號(hào)y(n)和分解后的矩陣，求解s(n)。具體求解方法是：先用最小二乘方法求解，然后再使用L1正則化方法優(yōu)化得到s(n)的估計(jì)值s^(n)。(3)基于得到的s^(n)，可以估計(jì)出到達(dá)信號(hào)的角度。實(shí)現(xiàn)步驟1.算法實(shí)現(xiàn)算法實(shí)現(xiàn)主要包括以下步驟：(1)讀取輸入信號(hào)y(n)和接收矩陣A(2)使用SVD分解方法分解矩陣A為A=UΣVT(3)根據(jù)前面算法流程，求解s^(n)(4)基于得到的s^(n)，計(jì)算信號(hào)的到達(dá)角度(5)輸出結(jié)果2.DSP實(shí)現(xiàn)在DSP上實(shí)現(xiàn)算法需要考慮以下問題：(1)數(shù)據(jù)讀取與存儲(chǔ)：需要合理地設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)讀取和存儲(chǔ)方案來保證算法能夠正常運(yùn)行。(2)計(jì)算資源分配：需要根據(jù)算法的計(jì)算量和DSP的計(jì)算資源來合理地分配計(jì)算資源，保證算法能夠高效地運(yùn)行。(3)并行處理：多核DSP可以支持并行處理，因此可以將算法的計(jì)算任務(wù)劃分為多個(gè)子任務(wù)，利用多核DSP的并行處理能力來提升算法的執(zhí)行效率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果本文在多核DSP上實(shí)現(xiàn)了基于稀疏重構(gòu)的陣列信號(hào)DOA估計(jì)算法，并進(jìn)行了多組實(shí)驗(yàn)。通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，本文實(shí)現(xiàn)的算法具有較好