MATLAB实现基于MUSIC和ESPRIT算法的通信信号波达方向估计系统

资 源 简 介

本项目采用MATLAB开发，通过多通道阵列接收信号，利用经典MUSIC和ESPRIT算法实现通信信号源方向的精确估计。系统提供高效的波达方向（DOA）分析，适用于雷达、通信等信号处理应用场景。

详 情 说 明

基于MUSIC和ESPRIT算法的通信信号波达方向估计MATLAB系统

项目介绍

本项目为基于MUSIC（多重信号分类）和ESPRIT（旋转不变子空间）算法的通信信号波达方向（DOA）估计系统。系统通过处理由阵列天线采集的多通道接收信号，实现对单/多信号源方向的精确估计，并提供两种算法的性能对比分析。该系统适用于阵列信号处理、通信系统测试及雷达信号处理等应用场景。

功能特性

• 多信号源检测：支持单信号源及多信号源的波达方向估计
• 双算法实现：集成MUSIC和ESPRIT两种经典DOA估计算法
• 信噪比适应性：具备在不同信噪比条件下的性能分析能力
• 阵列结构支持：兼容线阵和圆阵等多种阵列几何结构
• 可视化分析：提供空间谱图、方位角分布图等直观结果展示
• 性能对比：输出算法计算效率、估计精度等关键性能指标对比

使用方法

1. 信号输入配置

- 设置阵列接收信号矩阵（M×N维复数矩阵） - 指定信号源数量估计值 - 配置阵列几何参数（阵元间距、阵列类型） - 输入信号参数（载波频率、采样频率） - 可选设置噪声参数（信噪比）

1. 算法执行

- 运行主程序启动DOA估计流程 - 系统自动执行MUSIC和ESPRIT算法计算 - 生成波达方向估计结果

1. 结果分析

- 查看输出的方位角估计值数组 - 分析MUSIC空间谱分布特性 - 评估算法性能指标（均方根误差等） - 通过可视化图表对比算法效果

系统要求

• 软件环境：MATLAB R2018a或更高版本
• 必要工具箱：信号处理工具箱、统计和机器学习工具箱
• 硬件配置：推荐4GB以上内存，支持复数矩阵运算

文件说明

主程序文件实现了系统的核心处理流程，包括信号数据预处理、阵列几何配置、MUSIC算法执行与谱峰搜索、ESPRIT算法实现与参数估计、结果可视化展示以及两种算法的性能对比分析功能。该文件整合了所有关键模块，为用户提供完整的波达方向估计解决方案。