MUSIC(Multiple Signal Classification)算法是一種在信號處理領域廣泛套用的頻譜估計方法,特別是在陣列信號處理中用於估計信號源的方向或頻率。它由Schmidt於1979年提出,基於子空間理論,能夠在接收到的信號中區分出來自不同方向的多個信號源。MUSIC算法的核心思想是對接收到的信號進行特徵分解,從而分離出信號子空間和噪聲子空間。這兩個子空間的正交性被用來進行空間譜估計,特別是在DOA(到達角度)估計方面表現出色。
MUSIC算法的基本步驟包括:
數據採集與協方差矩陣計算:通過陣列接收信號,計算接收信號矢量的協方差矩陣,反映不同陣列元素接收信號之間的相關性。
特徵值分解:將協方差矩陣進行特徵值分解,得到特徵值和特徵向量。特徵值按照大小排序,對應的特徵向量分為信號子空間和噪聲子空間。
空間譜估計:利用信號子空間和噪聲子空間的正交性,構造一個空間譜函式。在信號的DOA處,空間譜函式會出現峰值,通過搜尋這個空間譜函式的峰值,可以估計出信號的波達方向。
MUSIC算法的特點包括高解析度,能夠區分非常接近的信號源,適用於處理信號源個數少於接收感測器個數的情況。它在特定的條件下具有很高的分辨力、估計精度及穩定性。