現(xiàn)代譜估計(jì)技術(shù)的研究應(yīng)用與FPGA實(shí)現(xiàn).pdf

1、在工程應(yīng)用領(lǐng)域，分析信號(hào)的功率譜可以獲得信號(hào)在各個(gè)頻率上的能量分布，方便對(duì)于信號(hào)的后續(xù)處理。譜估計(jì)主要研究信號(hào)在頻域中的各個(gè)參數(shù)，目的是提取被噪聲淹沒(méi)的有用信號(hào)，對(duì)于功率譜的估計(jì)方法可分為經(jīng)典譜估計(jì)方法和現(xiàn)代譜估計(jì)方法。現(xiàn)代譜估計(jì)方法具有分辨率高的特點(diǎn)，且特別適用于短序列數(shù)據(jù)的譜估計(jì)，所以在通信、航空航天、雷達(dá)、語(yǔ)音和圖像處理等多個(gè)領(lǐng)域有著大量的應(yīng)用。
　　本文首先研究了譜估計(jì)算法的發(fā)展歷程及概況，分析了譜估計(jì)的研究意義。其次以經(jīng)

2、典譜估計(jì)算法為基礎(chǔ)，進(jìn)而研究了現(xiàn)代譜估計(jì)的一些算法，包括AR參數(shù)模型譜估計(jì)算法，MUSIC頻譜估計(jì)算法，MVDR頻譜估計(jì)算法和Burg譜估計(jì)算法。詳細(xì)介紹了各個(gè)算法的性能以及優(yōu)缺點(diǎn)，并對(duì)各個(gè)算法進(jìn)行了軟件仿真。
　　其次，在詳細(xì)研究已有算法的基礎(chǔ)上，針對(duì)MVDR算法的計(jì)算復(fù)雜度高和Burg算法中估計(jì)精度差的特點(diǎn)，提出了改進(jìn)的方法并進(jìn)行了驗(yàn)證。然后，將現(xiàn)代譜估計(jì)方法在二維微波成像和噪聲源識(shí)別處理的場(chǎng)景中進(jìn)行了驗(yàn)證。在微波成像場(chǎng)景中，

3、將這些算法擴(kuò)展到二維雷達(dá)數(shù)據(jù)，并將圖像數(shù)據(jù)用改進(jìn)后的算法與改進(jìn)前的算法進(jìn)行了分析對(duì)比，以驗(yàn)證改進(jìn)算法的有效性；在噪聲源的識(shí)別場(chǎng)景中，通過(guò)對(duì)多個(gè)聲源信號(hào)運(yùn)用現(xiàn)代譜估計(jì)方法，估計(jì)出各個(gè)頻率點(diǎn)上的噪聲功率，分析出主要噪聲源的源頭及其能量分布和頻率特性，從而為控制噪聲提供了依據(jù)。
　　最后，本文給出了改進(jìn)算法在Virtex-5的FPGA開(kāi)發(fā)板上實(shí)現(xiàn)方案的設(shè)計(jì)，在實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對(duì)減小資源消耗量和提高處理速度的方面進(jìn)行了優(yōu)化。通過(guò)硬件實(shí)現(xiàn)與軟