用matlab设计空间谱估计器,10个阵元,接收信号方向为[60°,80°,85°,120°,130°],信号功率均为5dB,实现特征子空间法(如MUSIC、ESPRIT)与传统谱估计方法(如 CBF, Capon,线性预测、ML等)的空间谱估计
时间: 2024-06-03 09:08:07 浏览: 62
MUSIC空间谱估计算法matlab实现
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以下是一个可能的MATLAB代码实现,其中使用了MUSIC、ESPRIT、CBF和Capon四种空间谱估计方法:
% 参数设置
N = 10; % 阵元数
theta = [60 80 85 120 130]; % 信号方向
P = 5; % 信号功率(dB)
SNR = 20; % 信噪比(dB)
K = length(theta); % 信号数
M = 1000; % 采样数
d = 0.5; % 阵元间距(单位:波长)
% 构造阵列
w = exp(-1j*2*pi*d*(0:N-1)'*sind(theta));
A = w./sqrt(N);
% 生成信号
s = sqrt(10^(P/10)/2)*(randn(K,M)+1j*randn(K,M));
x = A*s;
% 加入噪声
sigma2 = 10^(-SNR/10)*norm(x,'fro')^2/(N*M);
n = sqrt(sigma2/2)*(randn(N,M)+1j*randn(N,M));
y = x + n;
% 特征子空间法(MUSIC和ESPRIT)估计空间谱
theta_range = 0:0.5:180; % 估计角度范围
R = y*y'/M;
[E,D] = eig(R);
[E,ind] = sort(diag(D),'descend');
E = E(:,ind);
En = E(:,K+1:N);
S_music = zeros(length(theta_range),1);
S_esprit = zeros(length(theta_range),1);
for i = 1:length(theta_range)
a = exp(-1j*2*pi*d*(0:N-1)'*sind(theta_range(i)));
S_music(i) = 1/abs(a'*En*En'*a);
S_esprit(i) = 1/abs(a'*E(:,1:K)*E(:,1:K)'*a);
end
% 传统谱估计方法(CBF和Capon)估计空间谱
S_cbf = zeros(length(theta_range),1);
S_capon = zeros(length(theta_range),1);
for i = 1:length(theta_range)
a = exp(-1j*2*pi*d*(0:N-1)'*sind(theta_range(i)));
S_cbf(i) = abs(a'*y*y'*a);
S_capon(i) = 1/abs(a'*inv(R)*a);
end
% 画图比较各种方法的估计结果
figure;
plot(theta_range,S_music,'b',theta_range,S_esprit,'r',theta_range,S_cbf,'g',theta_range,S_capon,'m');
legend('MUSIC','ESPRIT','CBF','Capon');
xlabel('Angle (degree)');
ylabel('Spatial spectrum');
title('Comparison of different spatial spectrum estimation methods');
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