假期工作总结
这个暑假是忙碌的,乐在其中。总结一下这一个月的工作成果。
1> 第一阶段看了2本书、一些论文,基本理解了DOA无线电测向技术,几种成熟算法MUSIC\ESPRIT\子空间拟合、高阶累积量、宽带信号测向。
我觉得有可行性的算法只有四维或五维MUSIC 和 平移\旋转不变子空间。MUSIC算法运算量很大,至少要10个多核高性能DSP协同完成,不过现在看来是可以接受的。平移\旋转不变子空间 运算量小,但对天线阵列的形状有特殊要求,更重要的是,算法只在空间域,还没有研究空间域、极化域、频域的4维或5维联合估计,这是未来需要研究的工作之一。
2>第二阶段,首先看了之前师兄完成的4维MUSIC算法,修改了一些函数实现(坐标正\反变换、阵列流型、信号发生器、生成导向矢量、计算4维谱、空间角度差函数),不过都是小事。
阵列流型,原先仿真只按一个频率生成阵列流型,但是我觉得每个信号的频率是不同的,所以改成了按每个信号频率生成阵列流型。
信号发生器,仿真信号由一个函数生成,信号形式由参数决定,保证仿真时信号的正确性,功率为1,信号的频率特性(单音,宽带,窄带,基带)。这些都通过了验证,并且还验证了不同采样率下,信号频率和信号相关性的关系。
空间角度差函数,之前的实现我没看懂怎么推导出来的,式子复杂。我用正交变换的方法,加上三余弦公式,得到了一个非常简单的求地坐标系下,空间两射线的空间角。
3>对于原实现的一些改进。谱峰搜索算法是我原来觉得最不好的地方,完全是由指标决定参数,而且不能保证在任何情况下谱峰定位的正确性。这个问题困扰了我几天,终于想到了方法。并且实现了自己原创的多元函数极值点算法。第一天仿真了一维条件下的 快排算法和谱峰搜索。第二天完成了多维条件下的快排算法。并且实验了二元条件下的谱峰搜索。其他多维空间下的算法是一样的,很容易推广。但是,算法有一个缺点,就是必须是串行的。现在已经想到了并行多元函数极值点算法,还没有实现,这是未来要完成的工作之二。还有特殊算法的优化。
4>完成了之前没有做的一个算法,信号源估计算法。主要钻研了一下 基于酉变换的盖氏圆估计方法,因为这个方法是可以在色噪声条件下估计信号源的,正则相关算法虽然也能做到,但是运算量大,其他算法则不能在色噪声条件下估计。盖氏圆方法看着很好,实际效果随信号个数是指数下降的。经过很多天的仿真,基本搞清楚了信号半径,噪声半径 与 很多变量的关系(信噪比,信号数,快拍数,空间角的关系),还有平均半径与第一信号半径,噪声半径,信号数的关系。最终提出了一个,我觉得比较好的计算门限的方法,这个方法可以根据信号数(部分决定第一信号半径)而调整门限。而论文里的方法,会因为信号数的上升,导致性能更加恶劣。下一步要研究的内容是修正的盖氏圆方法。
5>这几天完成了最后的一些内容,写了自己实现的四维MUSIC算法。未来一段时间内,主要的工作是完善4维搜索和控制方法。这几天一直在思考四维空间怎么能够直观表示出来,终于想到了二维表示方法,现在可以很直观看到算法的空间分辨率,同理可以直观看到算法的极化域分辨率。这种方法可以说是意义重大。以后就可以分析 空间角度分辨率,极化域分辨率和各个参数的关系。比现在这样盲目的测试有意义地多。
第二部分,未来工作安排
第一,完成谱峰搜索的可控优化。 排序算法和极值判断的融合。排序循环加判断条件。排序顺序先排大,后排小。
第二,并行化谱峰搜索实现。验证4维中任意一维或多维分割,是否等效于原算法。最重要的是4维搜索先降维成2维时,2维并行谱搜索算法的正确性。
第三,并行谱计算的实现,谱计算的M语言仿C语言的加速方法:导向矢量查表、10°以内,sin(x)与x差距0.5%、
第四,修正的盖氏圆方法
第五,实值MUSIC算法
第六,4维条件下的ESPRIT算法
增加第七, 研究CPU运算和CUDA. 学习通用并行算法.这个东西有意思.哈哈.
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