基于MUSIC算法的非相干信号DOA估计MATLAB实现

资 源 简 介

本项目提供了一个完整的MATLAB实现，用于非相干信号到达方向（DOA）估计。通过经典MUSIC算法处理阵列信号，实现信号预处理、协方差矩阵分析、噪声子空间构建与空间谱估计，可高效定位多个空间信号源方向。

详 情 说 明

基于MUSIC算法的非相干信号到达方向（DOA）估计系统

项目介绍

本项目实现了一种基于经典MUSIC（Multiple Signal Classification）算法的非相干信号到达方向估计系统。系统能够处理阵列接收到的信号数据，通过完整的信号处理流程准确估计空间中多个非相干信号源的波达方向。该算法在阵列信号处理领域具有重要应用价值，特别适用于雷达、声纳、无线通信等领域的源定位场景。

功能特性

• 完整的MUSIC算法实现：包含信号预处理、协方差矩阵估计、特征值分解、噪声子空间构建和空间谱估计等全套处理模块
• 高精度DOA估计：基于特征子空间分解原理，实现对非相干信号源方向的精确估计
• 参数灵活配置：支持阵列几何、信号波长、搜索角度范围等关键参数的自定义设置
• 结果可视化：提供空间谱曲线绘制和谱峰位置标记功能，直观展示估计结果
• 性能评估：包含均方根误差（RMSE）计算模块，可量化评估估计精度

使用方法

1. 准备输入数据：

- 设置阵列接收信号矩阵（N×K维复数矩阵，N为阵元数，K为快拍数） - 配置阵元位置坐标向量（M×1维，M为阵元数） - 指定信号源数量估计值 - 定义角度搜索范围[θ_min, θ_max]（单位：度） - 输入信号波长参数

1. 运行主程序：执行系统主函数，系统将自动完成整个DOA估计流程

1. 查看输出结果：

- 获取估计出的信号源方向角向量（单位：度） - 分析MUSIC空间谱的角度-谱值关系曲线 - 观察标记了估计角度的空间谱可视化图形 - 查看均方根误差评估指标

系统要求

• MATLAB R2018a或更高版本
• 信号处理工具箱（Signal Processing Toolbox）
• 线性代数计算支持
• 图形显示功能

文件说明

主程序文件实现了系统的核心处理流程，包括阵列信号的数据输入与参数配置、接收信号协方差矩阵的精确计算、基于特征值分解的信号与噪声子空间有效分离、MUSIC空间谱函数的构造与峰值搜索定位，以及最终的方向估计结果输出与可视化展示功能。该文件整合了完整的算法链路，确保用户可通过简洁的接口调用获得准确的DOA估计结果。