exponenta event banner

musicdoa

Оценить направления поступления сигналов с помощью MUSIC

Описание

пример

doas = musicdoa(covmat,nsig) использует алгоритм MUSIC для оценки направлений поступления, doasиз nsig плоские волны, принятые на однородной линейной решетке (ULA). Аргумент covmat - положительно-определенная эрмитова матрица, представляющая сенсорную ковариационную матрицу. Обнаруженные источники появляются как пики в пространственном спектре. Аргумент nsig - количество поступающих сигналов. Чувствительные элементы разнесены на половину длины волны в единицах длин волн. Функция заставляет точную сопряженную симметрию covmat путем усреднения ковариационной матрицы с ее сопряженным транспонированием.

пример

[doas,spec,specang] = musicdoa(covmat,nsig) также возвращает пространственный спектр, spec, и nsig углы пиков спектра, specang.

пример

[___] = musicdoa(covmat,nsig,___,'ScanAngles',scanangle) задает сетку широкополосных углов для поиска пиков спектра.

пример

[___] = musicdoa(covmat,nsig,___,'ElementSpacing',dist) задает интервал между элементами массива.

Примеры

свернуть все

Рассчитайте направления поступления 3 некоррелированных сигналов, поступающих в 11-элементную ULA с интервалом в половину длины волны. Предположим, что сигналы поступают от широкополосных углов 0 °, -12 ° и 85 °. Шум в каждом элементе является гауссовым белым шумом и не коррелируется между элементами. SNR равен 5 дБ.

Укажите количество элементов ULA и интервал между элементами (в длинах волн).

nelem = 11;
d = 0.5;
snr = 5.0;
elementPos = (0:nelem-1)*d;

Укажите количество сигналов и их широкополосные углы поступления.

nsig = 3;
angles = [0.0 -12.0 85.0];

Создайте ковариационную матрицу датчика.

covmat = sensorcov(elementPos,angles,db2pow(-snr));

Оцените широкополосные углы прибытия.

doas = musicdoa(covmat,nsig)
doas = 1×3

   -12     0    85

Расчетные углы соответствуют заданным углам.

Рассчитайте направления поступления 3 некоррелированных сигналов, поступающих в 11-элементную ULA с интервалом в половину длины волны. Предположим, что сигналы поступают от широкополосных углов 0 °, -12 ° и 85 °. Шум в каждом элементе является гауссовым белым шумом и не коррелируется между элементами. SNR равен 2 дБ.

Укажите количество элементов ULA и интервал между элементами (в длинах волн).

nelem = 11;
d = 0.5;
snr = 2.0;
elementPos = (0:nelem-1)*d;

Укажите количество сигналов и их широкополосные углы поступления.

nsig = 3;
angles = [0.0 -12.0 85.0];

Создайте ковариационную матрицу датчика.

covmat = sensorcov(elementPos,angles,db2pow(-snr));

Вычислите спектр MUSIC и оцените широкополосные углы прихода.

[doas,spec,specang] = musicdoa(covmat,nsig);

Постройте график спектра MUSIC.

plot(specang,10*log10(spec))
xlabel('Arrival Angle (deg)')
ylabel('Magnitude (dB)')
title('MUSIC Spectrum')
grid

Figure contains an axes. The axes with title MUSIC Spectrum contains an object of type line.

Расчетные углы соответствуют заданным углам.

Рассчитайте направления поступления 4 некоррелированных сигналов, поступающих в 11-элементную ULA. Расстояние между элементами составляет 0,5 длины волны. Предположим, что сигналы поступают от широкополосных углов -60,2 °, -20,7 °, 0,5 ° и 84,8 °. Шум в каждом элементе является гауссовым белым шумом и не коррелируется между элементами. SNR равен 0 дБ.

Укажите количество элементов ULA и интервал между элементами (в длинах волн).

nelem = 11;
d = 0.5;
snr = 5.0;
elementPos = (0:nelem-1)*d;

Укажите количество сигналов и их широкополосные углы поступления.

nsig = 4;
angles = [-60.2 -20.7 0.5 84.8];

Создайте ковариационную матрицу датчика.

covmat = sensorcov(elementPos,angles,db2pow(-snr));

Вычислите спектр MUSIC и оцените широкополосные углы прихода в диапазоне от -70 ° до 90 ° с шагом 0,1 °.

[doas,spec,specang] = musicdoa(covmat,nsig,'ScanAngles',[-70:.1:90]);

Постройте график спектра MUSIC.

plot(specang,10*log10(spec))
xlabel('Arrival Angle (deg)')
ylabel('Magnitude (dB)')
title('MUSIC Spectrum')
grid

Figure contains an axes. The axes with title MUSIC Spectrum contains an object of type line.

disp(doas)
    0.5000   84.8000  -60.2000  -20.7000

Расчетные углы соответствуют заданным углам.

Рассчитайте направления поступления 4 некоррелированных сигналов, поступающих в 11-элементную ULA. Расстояние между элементами составляет 0,4 длины волны. Предположим, что сигналы поступают от широкополосных углов -60 °, -20 °, 0 ° и 85 °. Шум в каждом элементе является гауссовым белым шумом и не коррелируется между элементами. SNR равен 0 дБ.

Укажите количество элементов ULA и интервал между элементами (в длинах волн).

nelem = 11;
d = 0.4;
snr = 0.0;
elementPos = (0:nelem-1)*d;

Укажите количество сигналов и их широкополосные углы поступления.

nsig = 4;
angles = [-60.0 -20.0 0.0 85.0];

Создайте ковариационную матрицу датчика.

covmat = sensorcov(elementPos,angles,db2pow(-snr));

Вычислите спектр MUSIC и оцените широкополосные углы прихода.

[doas,spec,specang] = musicdoa(covmat,nsig,'ElementSpacing',d);

Постройте график спектра MUSIC.

plot(specang,10*log10(spec))
xlabel('Arrival Angle (deg)')
ylabel('Magnitude (dB)')
title('MUSIC Spectrum')
grid

Figure contains an axes. The axes with title MUSIC Spectrum contains an object of type line.

Расчетные углы соответствуют заданным углам.

Входные аргументы

свернуть все

Сенсорная ковариационная матрица, заданная как комплекснозначная, положительно-определенная матрица M-by-M. Величина M - это количество элементов в массиве ULA. Функция вынуждает свойство герметичности путем усреднения матрицы и ее сопряженного транспонирования.

Типы данных: double
Поддержка комплексного номера: Да

Количество поступающих сигналов, указанное как положительное целое число. Количество сигналов должно быть меньше количества элементов в массиве ULA.

Пример: 2

Типы данных: double

Углы широкополосного поиска, заданные как действительный вектор. Углы должны лежать в диапазоне (-90 °, 90 °) и быть в возрастающем порядке.

Пример: [-40:0.5:50]

Типы данных: double

Расстояние между элементами массива, определяемое как действительный положительный скаляр.

Пример: 0.45

Типы данных: double

Выходные аргументы

свернуть все

Направления угла прихода, возвращаемые как действительный вектор 1-by-D, где D - количество поступающих сигналов, указанное в nsig. Угловые единицы в градусах. Угловые значения лежат в диапазоне, заданном scanangle.

Пространственный спектр, возвращаемый как положительный действительный вектор. Измерение spec равно размерности scanangle.

Широкополосный угол спектра, возвращаемый как действительный вектор. Измерение specang равно размерности scanangle.

Расширенные возможности

.
Представлен в R2016b