基于多DSP并行結構實現MUSIC算法的設計_劉晶.pdf

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1、計算機應用《自動化技術與應用》2008年第27卷第3期ComputerApplications基于多DSP并行結構實現MUSIC算法的設計劉晶,欒曉明,陸娜,簡容坤（哈爾濱工程大學信息與通信工程學院,黑龍江哈爾濱150001）摘要:MUSIC算法是DOA估計領域最重要且比較成熟的算法之一,其硬件系統(tǒng)的實現是近年來的研究熱點。采用MUSIC算法對來波信號進行DOA估計對系統(tǒng)的實時性、計算的速率和精確度都有很高的要求。MUSIC算法的運算量大且主要集中在求協方差矩陣、矩陣的特征值分解和譜峰搜索三部分,文中提出了幾種簡化運算的方法降低了計算量,并且采用了基于4片TMS320C6

2、713芯片構成的多處理器并行結構以及相應的任務分配方法提高了運算效率,增大了系統(tǒng)的加速比。關鍵詞:MUSIC算法;并行處理器結構;TMS320C6713中圖分類號:TN911.72文獻標識碼:A文章編號:1003-7241(2008)03-0019-04TheImplementationofMUSICAlgorithmBasedonaMulti-DSPParallelSystemLIUJing,LUANXiao-ming,LUNa,JIANRong-kun(CollegeofInformationandCommunicationEng.,HarbinEngineering

3、University,Harbin150001China)Abstract:MUSICalgorithmisanalgorithmintheDOAestimation,itrequiresintensivelyreal-timeestimation,fastcalculationandhighprecision.Computationofthealgorithmmainlyconcentratedonthecovariancematrix,matrixeigenvaluedecompo-sitionandpeakssearching.Inordertoreducethec

4、omputationalcomplexityofcalculation,asimplifiedcalculationmethodisproposed.Thesystemisaparallelstructurewithmulti-piecesofTMS320C6713,andanewmethodofassigningdutiesisproosedtoenhancetheprocessingspeedandaccelerationratio.Keywords:MUSIC;distributedparallelstructure;TMS320C67131引言任務模塊進行合理改良

5、過的并行任務分配,加大了系空間譜估計是近20年得到長足發(fā)展的一種陣列信統(tǒng)的加速比。號處理方法,主要用于研究處理帶寬內空間信號到達方2基本MUSIC算法[1]向（DOA）問題,MUSIC算法作為DOA估計的重要算法之一,一直是研究的熱點。在實際工程利用硬件實現理想情況下,基本MUSIC算法[1]如下:考慮一元均MUSIC也成為廣泛關注的熱點。勻線陣,設有p(p

6、內部規(guī)律做合理地簡化。這里提出提出一種采用X(k)=+ASN(kk)()kK=1,2,...,(1)計算機仿真信號源數據,利用TI公司的浮點處理芯片式中,X(k)=[x(k),x(k),?,x(k)]T是M個陣元12MMS320C6713構成松耦合式4片DSP并行處理結構來的輸出,A=[a(θ),a(θ),?a(θ)],a(θ)=[1,e-jωi,?,12pi實現硬件系統(tǒng)的核心部分（MUSIC算法處理部分）的e-j(M-1)ωi]是矩陣的操縱矢量,ω=2πd/λsin(θ),λii方法,大大地提高了運算速度。另外對算法內部主要是載波波長,d是陣元的數目。S(k)=[s(k

7、),s(k),?,s(k)]T12p是傳入的信號函數,N(k)=[n(k),n(k),?,n(k)]T是12p收稿日期:2007-10-19TechniquesofAutomation&Applications

8、19《自動化技術與應用》2008年第27卷第3期計算機應用ComputerApplications加性噪聲信號,其中n(k)(i=1,2,?,p)是均值為零,方2、一次復數加運算相當于兩次實數加運算,一次i差是δ2的白噪聲,并且噪聲與信號互不相關。復數乘運算相當于四次實數乘運算,而在MUSIC算法X(k)的協方差矩陣R