学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示
海底高分辨方位估计算法仿真及其在FPGA平台上的实现
作 者: 杨程
导 师: 李海森
学 校: 哈尔滨工程大学
专 业: 信号与信息处理
关键词: 多波束测深声纳 MUSIC 多子阵波束域 MSWF AccelDSP
分类号: P714
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 17次
引 用: 0次
阅 读: 论文下载
内容摘要
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和高度的可并行性。另外,本文基于Xilinx AccelDSP综合工具和TI公司C6713DSK平台对输入为8子阵、8快拍的MM-MUSIC算法进行了实现研究,结果表明二级快速子空间分解的计算速率大大快于奇异值分解(SVD:singular value decomposition),证明了MM-MUSIC算法相对于MSB-MUSIC算法有着明显的计算速率优势。
|
全文目录
摘要 5-6 Abstract 6-9 第1章 绪论 9-18 1.1 课题背景 9-12 1.1.1 多波束测深技术的发展和趋势 9-10 1.1.2 高分辨空间谱估计的发展 10-11 1.1.3 高分辨方位估计算法应用于多波束测深声纳中面临的问题 11-12 1.2 低计算复杂度高分辨算法研究现状 12-13 1.2.1 快速子空间分解的研究现状 12-13 1.2.2 波束域MUSIC算法研究现状 13 1.3 DSP技术发展现状 13-17 1.4 论文主要研究内容 17-18 第2章 海底高分辨方位估计算法性能仿真 18-35 2.1 阵元域MUSIC算法简介 18-21 2.1.1 信号模型 18 2.1.2 MUSIC算法 18-19 2.1.3 空间平滑算法 19-21 2.2 波束域MUSIC算法性能分析 21-32 2.2.1 波束域MUSIC算法 21-25 2.2.2 算法统计性能评估方法 25-26 2.2.3 解相干性能分析 26-27 2.2.4 均方根误差分析 27-30 2.2.5 分辨概率和谱峰锐度分析 30-31 2.2.6 计算量分析 31-32 2.3 MSB-MUSIC算法在多波束测深声纳中的应用 32-34 2.4 本章小结 34-35 第3章 MM-MUSIC算法仿真及性能分析 35-49 3.1 快速子空间估计原理 35-41 3.1.1 降维自适应处理概述 35-36 3.1.2 降维多级维纳滤波器(MSWF) 36-40 3.1.3 快速子空间估计 40 3.1.4 参考信号的选择 40 3.1.5 解相干处理 40-41 3.2 MM-MUSIC算法 41-42 3.3 算法仿真和统计性能分析 42-46 3.3.1 解相干性能分析 42-44 3.3.2 均方根误差分析 44-45 3.3.3 分辨概率和谱峰锐度分析 45 3.3.4 计算量分析 45-46 3.4 MM-MUSIC算法在多波束测深声纳中的应用 46-48 3.5 本章小结 48-49 第4章 MM-MUSIC算法的实现 49-59 4.1 基于Xilinx AccelDSP综合工具的MM-MUSIC算法的实现 49-55 4.1.1 Xilinx FPGA芯片简介 49-50 4.1.2 AccelDSP综合工具开发环境 50 4.1.3 软件参数的配置 50-51 4.1.4 可综合M文件设计 51-53 4.1.5 定点模型设计 53-54 4.1.6 硬件架构的优化 54-55 4.2 基于TMS320C6713 DSK的MM-MUSIC算法的实现 55-56 4.2.1 TMS320C6713 DSK简介 55-56 4.2.2 CCS简介 56 4.2.3 C语言代码设计 56 4.3 性能比较分析 56-57 4.4 本章小结 57-59 结论 59-60 参考文献 60-64 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 64-65 致谢 65
|
相似论文
- DBF接收机用于二维测向算法的研究,TN851
- 二维波达方向估计算法及其DSP实现,TN957.51
- 音乐教育对青少年身心发展影响的研究,J60-4
- 智能天线算法的研究,TN821.91
- 超分辨测向的快速实现研究,TN911.7
- 空间谱估计算法性能分析,TN911.23
- 基于OVCDM的高斯随机数的研究与实现,TN914
- 复杂电磁环境中提高无线电测向精度的研究,TN98
- 高效空间谱估计算法研究,TN911.7
- 二维高分辨测向算法研究,TN911.7
- 基于被动雷达的高分辨测向技术研究,TN957.51
- 朝鲜族民间歌手赵钟周研究,J607
- 声源定位算法研究及实现,TN912.3
- 超分辨波达方向估计关键技术研究,TN911.23
- 基于线性调频信号的超宽带无线定位研究,TN95
- 当代中国音乐教育哲学研究的现状与发展,J60-4
- 多波束相干测深技术研究及其算法DSP实现,P229
- 基于FPGA的视觉检测模型的研究与设计,TP391.41
- 作曲家崔三明音乐思想研究,J605
- 论肖邦钢琴作品的艺术特色,J605
中图分类: > 天文学、地球科学 > 海洋学 > 海洋调查与观测 > 调查及观测方法
© 2012 www.xueweilunwen.com
|