Ước lượng hướng đến cho các nguồn tín hiệu băng rộng sử dụng các bộ FDFIB

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - VÕ ĐĂNG KHOA ƯỚC LƯỢNG HƯỚNG ĐẾN CHO CÁC NGUỒN TÍN HIỆU BĂNG RỘNG SỬ DỤNG CÁC BỘ FDFIB Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử Mã số: 605270 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2012 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA –ĐHQG –HCM Cán hƣớng dẫn khoa học : TS ĐỖ HỒNG TUẤN Cán chấm nhận xét : PGS TS PHẠM HỒNG LIÊN Cán chấm nhận xét : TS TRƢƠNG QUANG VINH Luận văn thạc sĩ đƣợc bảo vệ Trƣờng Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày 26 tháng 12 năm 2012 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: TS LÊ CHÍ THƠNG TS ĐỖ HỒNG TUẤN PGS TS PHẠM HỒNG LIÊN TS TRƢƠNG QUANG VINH TS HOÀNG TRANG Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Bộ môn quản lý chuyên ngành sau luận văn đƣợc sửa chữa (nếu có) Chủ tịch hội đồng đánh giá LV Bộ môn quản lý chuyên ngành ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HÕA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự - Hạnh phúc Tp Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng 11 năm 2012 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: VÕ ĐĂNG KHOA MSHV: 11140025 Ngày, tháng, năm sinh: 04/03/1987 Nơi sinh: Long An Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử Mã số: 605270 I TÊN ĐỀ TÀI: ƯỚC LƯỢNG HƯỚNG ĐẾN CHO CÁC NGUỒN TÍN HIỆU BĂNG RỘNG SỬ DỤNG CÁC BỘ FDFIB II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Tìm hiểu tổng quan kỹ thuật ƣớc lƣợng hƣớng đến băng rộng hệ thống anten thông minh Đánh giá chất lƣợng phƣơng pháp ƣớc lƣợng hƣớng đến băng rộng sử dụng FDFIB hai trƣờng hợp dãy anten có điều kiện lý tƣởng dãy anten có điều kiện khơng lý tƣởng Chất lƣợng phƣơng pháp FDFIB đƣợc so sánh với phƣơng pháp truyền thống tiêu chí nhƣ: sai số ƣớc lƣợng, xác suất ƣớc lƣợng Giới thiệu phƣơng pháp MNT áp dụng trƣờng hợp dãy anten không lý tƣởng So sánh chất lƣợng phƣơng pháp so với phƣơng pháp trƣớc trƣờng hợp dãy anten không lý tƣởng III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 02/07/2012 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 30/11/2012 V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS ĐỖ HỒNG TUẤN Nội dung đề cƣơng Luận văn Thạc sĩ đƣợc Hội đồng chuyên ngành thông qua CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MƠN ĐÀO TẠO TRƯỞNG KHOA….……… LỜI CẢM ƠN Tơi xin cảm ơn thầy cô Trƣờng Đại học Bách Khoa Tp.HCM, khoa Điện – Điện tử truyền đạt kiến thức quý báu giúp đỡ năm học trƣờng Tôi xin chân thành cảm ơn thầy cô Bộ môn Điện tử - Viễn thơng Trƣờng Đại Học Bách Khoa TP.Hồ Chí Minh tạo điều kiện thuận lợi cho thực luận văn Đồng thời, xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc đến thầy, TS Đỗ Hồng Tuấn, ngƣời hƣớng dẫn suốt trình thực luận văn Trong thời gian qua, thầy nhiệt tình hƣớng dẫn, sửa chữa đƣa nhiều đóng góp q báu, giúp tơi hồn thành luận văn Xin cảm ơn gia đình tất bạn b , đồng nghiệp c ng chia s , giúp đỡ thời gian qua Xin chúc q thầy cơ, gia đình, bạn b đồng nghiệp lời chúc sức kho thành công p HCM, ngày 30 tháng 11 năm 2012 Học viên thực Võ Đăng Khoa TÓM TẮT LUẬN VĂN Nội dung luận văn trình bày so sánh chất lƣợng phƣơng pháp ƣớc lƣợng hƣớng đến cho tín hiệu băng rộng, tập trung chi tiết vào phƣơng pháp FDFIB Sau trình bày thêm phƣơng pháp ƣớc lƣợng đƣợc sử dụng trƣờng hợp dãy anten có điều kiện khơng lý tƣởng Luận văn đƣợc chia làm chƣơng với dàn rõ ràng Nội dung luận văn gồm phần trọng tâm sau:  Giới thiệu tổng quát hệ thống anten dẫn giải lý thuyết liên quan đến kỹ thuật ƣớc lƣợng hƣớng đến (Chƣơng 2, & 4)  Trình bày kết mơ khảo sát chất lƣợng phƣơng pháp vấn đề sau (Chƣơng 5):  Ảnh hƣởng tỉ số tín hiệu nhiễu sai số phƣơng pháp  Ảnh hƣởng số lƣợng beamformer chất lƣợng phƣơng pháp FDFIB  Ảnh hƣởng việc lựa chọn tần số hội tụ chất lƣợng phƣơng pháp FDFIB  Ảnh hƣởng dãy anten thực không lý tƣởng chất lƣợng phƣơng pháp ƣớc lƣợng FDFIB MNT  Đƣa kết luận dựa kết mô số hƣớng phát triển để hoàn thiện luận văn (Chƣơng 6) i ABSTRACT The content of this thesis proposed comparisons of performance of wideband Direction-of-Arrival Estimation Methods, particularly focused on details of the FDFIB method In the second part, an estimation method that can be applied in case of imperfect array antenna model, will be discussed The thesis is divided into six chapters with a well-defined outline The thesis was focused on the following problems:  General introduction about antenna systems and explanations on the theory that relate to the DOA Estimation technique (Chapter 2, & 4)  Discussion about the results of simulation performance of DOA estimation on the following topics (Chapter 5):  Effect of SNR on RMSE of methods  Effect of number of beamformer on performance of FDFIB method  Effect of focusing frequency’s selection on performance of FDFIB method  Effect of imperfect array antenna model on performance of FDFIB and MNT estimation methods  Conclusions drawn based on the simulation results and disscus some further issue for thesis improvement (Chapter 6) ii MỤC LỤC Đề mục Trang TÓM TẮT LUẬN VĂN i ABSTRACT ii MỤC LỤC iii DANH S CH H NH V vi C C THUẬT NG VI T TẮT vii CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 Tổng quan 1.1.1 Bối cảnh 1.1.2 Lý hình thành đề tài 1.1.3 Phát biểu toán 1.2 Phạm vi đề tài giả sử CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT .6 2.1 Nhiễu kênh truyền vô tuyến 2.1.1 Nhiễu trắng AWGN (Addition White Gaussian Noise) 2.1.2 Can nhiễu đồng kênh (Co-channel interference) 2.1.3 Giao thoa đa truy cập (Multiple access interference) .7 2.1.4 Nhiễu đa đƣờng (multipath fading) 2.2 Anten dãy anten 2.2.1 Anten 2.2.2 Dãy anten 10 2.3 Hệ thống anten thông minh 11 2.3.1 Phân loại .11 2.3.2 Những ƣu, nhƣợc điểm anten thông minh .12 2.4 Đa truy nhập phân chia theo không gian 14 2.5 Kỹ thuật ƣớc lƣợng hƣớng đến cho nguồn tín hiệu băng hẹp 16 iii 2.5.1 Vector lái ma trận vector lái 16 2.5.2 Phƣơng pháp trị riêng ma trận tƣơng quan 18 2.5.3 Ƣớc lƣợng không gian tín hiệu khơng gian nhiễu 19 2.5.4 Thuật toán MUSIC 20 2.5.5 Thuật toán ESPRIT 21 2.6 Mơ hình tín hiệu băng rộng 24 CHƯƠNG 3: KỸ THUẬT ƯỚC LƯỢNG HƯỚNG ĐẾN BĂNG RỘNG CHO MƠ HÌNH DÃY ANTEN LÝ TƯỞNG .25 3.1 Các phƣơng pháp ƣớc lƣợng khơng gian tín hiệu 25 3.2 Phƣơng pháp ƣớc lƣợng khơng gian nguồn tín hiệu khơng tƣơng quan 26 3.3 Các phƣơng pháp ƣớc lƣợng không gian nguồn tín hiệu tƣơng quan 26 3.1.1 Phƣơng pháp CSM lựa chọn không gian tối ƣu 28 3.1.2 Phƣơng pháp biến đổi TCT 30 3.4 Phƣơng pháp ƣớc lƣợng hƣớng dến dựa vào beamformer bất biến tần số Frequency Invariance Beamformer 36 3.4.1 Phƣơng pháp ƣớc lƣợng sử dụng FIB xử lý miền thời gian TDFIB 36 3.4.2 Phƣơng pháp ƣớc lƣợng sử dụng FIB xử lý miền tần số FDFIB 37 CHƯƠNG 4: KỸ THUẬT ƯỚC LƯỢNG HƯỚNG ĐẾN BĂNG RỘNG CHO MƠ HÌNH DÃY ANTEN THỰC KHƠNG LÝ TƯỞNG 41 4.1 Mơ hình tín hiệu băng rộng với mảng thực 41 4.2 Phƣơng pháp TCT FDFIB với mảng thực 42 4.3 Phƣơng pháp biến dổi danh định – MNT 43 CHƯƠNG 5: CÁC KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 45 5.1 Các kết ƣớc lƣợng hƣớng đến trƣờng hợp tín hiệu băng hẹp 45 5.2 Các kết ƣớc lƣợng hƣớng đến trƣờng hợp tín hiệu băng rộng dãy anten lý tƣởng .49 5.2.1 Phổ ƣớc lƣợng theo phƣơng pháp CSM FDFIB góc đến 300, 400, 500 51 5.2.2 Hàm RMSE phƣơng pháp FDFIB CSM 52 iv 5.2.3 Hàm xác suất ƣớc lƣợng Ps phƣơng pháp FDFIB CSM 54 5.2.4 Khảo sát ảnh hƣởng số beam kết ƣớc lƣợng sử dụng phƣơng pháp FDFIB 56 5.2.5 Khảo sát ảnh hƣởng việc lựa chọn tần số hội tụ phƣơng pháp FDFIB 57 5.3 Các kết ƣớc lƣợng hƣớng đến trƣờng hợp tín hiệu băng rộng dãy anten thực khơng lý tƣởng 60 5.3.1 Các kết ƣớc lƣợng phƣơng pháp FDFIB với dãy anten thực 60 5.3.2 Các kết ƣớc lƣợng sử dụng phƣơng pháp biến đổi danh định MNT cho dãy anten thực không lý tƣởng 61 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN CHUNG VÀ CÁC HƯỚNG PHÁT TRIỂN 67 6.1 Các kết luận 67 6.2 Hƣớng phát triển đề tài 69 PHỤ LỤC 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO LÝ LỊCH TRÍCH NGANG v DANH SÁCH HÌNH V n h nh Trang Hình 1.1: Một ứng dụng kỹ thuật ƣớc lƣợng hƣớng đến: Định vị thuê bao mạng di động Hình 2.1: Mật độ phổ công suất AWGN Hình 2.2: Phân bố xác suất theo hàm Gaussian Hình 2.3: Hiện tƣợng can nhiễu đồng kênh Hình 2.4: Giao thoa đa truy cập Hình 2.5: Hiện tƣợng đa đƣờng Hình 2.6: Mơ hình phân tích xạ anten hệ toạ độ khơng gian chiều Hình 2.7: Bức xạ anten vô hƣớng Hình 2.8: Bức xạ anten vơ hƣớng anten có hƣớng 10 Hình 2.9: Các kiểu phân bố phần tử anten dãy anten 10 Hình 2.10: Hệ thống anten thơng minh 11 Hình 2.11: Cách tạo búp sóng dãy anten pha dãy anten thích nghi 12 Hình 2.12: Giảm số cell cluster b ng cách làm cực tiểu can nhiễu 13 Hình 2.13: Anten thu phát theo kĩ thuật SDMA 14 Hình 2.14: Tín hiệu đến phần tử thứ k 16 Hình 2.15: Phổ spectral MUSIC với nguồn tín hiệu đến hƣớng -30, -5, 40 21 Hình 2.16: Ví dụ chia dãy M=6 phần tử anten thành dãy 22 Hình 2.17: Phổ loại tín hiệu khảo sát 24 Hình 3.1: Phƣơng pháp ƣớc lƣợng không gian 25 Hình 3.2: Phƣơng pháp ISS 26 Hình 3.3: Phƣơng pháp CSS 27 Hình 3.4: Phƣơng pháp TDFIB 36 Hình 3.5: Cấu trúc phƣơng pháp ƣớc lƣợng hƣớng đến sử dụng FDFIB 39 Hình 3.6: Cấu trúc beamformer thứ j-th 39 vi Chƣơng 5: Các kết DOA = 400 DOA = 500 Trang 59 Chƣơng 5: Các kết Từ khảo sát trên, ta rút số nhận xét nhƣ sau: Việc chọn lựa tần số hội tụ tối ƣu rõ ràng có ảnh hƣởng đến kết ƣớc lƣợng phƣơng pháp FDFIB Nếu ta chọn tần số hội tụ f0 không ph hợp gây bias cho kết phƣơng pháp FDFIB Với liệu đƣa vào nhƣ trên, tần số hội tụ tối ƣu tốt thấy n m khoảng tần số [0.85 0.9] Tuy nhiên việc chọn f0 phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác dẫn đến lựa chọn tối ƣu gặp nhiều khó khăn 5.3 CÁC KẾT QUẢ ƯỚC LƯỢNG HƯỚNG ĐẾN TRONG TRƯỜNG HỢP TÍN HIỆU BĂNG RỘNG DÃY ANTEN THỰC KHÔNG LÝ TƯỞNG Ta sử dụng dãy anten gồm 16 phần tử, thông số mô giữ nguyên nhƣ phần 5.2 Trong phần ta xét thêm số yếu tố không lý tƣởng dãy anten nhƣ sau:  Khoảng cách phần tử anten Tuy nhiên có lỗi vị trí ngẫu nhiên phần tử anten với  P   P  0.083 , ứng với lỗi vị trí dm   0.25 ,0.25   Độ lợi pha dãy anten không đồng tần số mà thay đổi lƣợng ngẫu nhiên:  Độ lợi thay đổi lƣợng ngẫu nhiên có trung bình G  phƣơng sai  G  0.033 ứng với m   0.1,0  Pha thay đổi lƣợng ngẫu nhiên có trung bình Ph  phƣơng sai  Ph  1.670 ứng với  m   50 ,50  5.3.1 Các kết ớc l ng ph ng pháp FDFIB với d y anten thực Phổ ƣớc lƣợng sử dụng phƣơng pháp FDFIB với dãy anten thực không lý tƣởng: Trang 60 Chƣơng 5: Các kết Kết phổ không tốt, đỉnh phổ không rõ ràng Phổ ƣớc lƣợng ứng với phƣơng pháp FDFIB trƣờng hợp không cho phép xác định đƣợc đỉnh phổ, nghĩa phƣơng pháp FDFIB khơng có hiệu trƣờng hợp dãy anten thực Để ƣớc lƣợng trƣờng hợp dãy anten thực, ta sử dụng phƣơng pháp biến đổi danh định (MNT) nhƣ trình bày phần 4.3 5.3.2 Các kết ớc l ng sử dụng ph d y anten thực không lý t ởng ng pháp biến đổi danh định MNT cho Xét ảnh hƣởng dãy anten: thực, không lý tƣởng, ta vẽ phổ ƣớc lƣợng sử dụng phƣơng pháp MNT phƣơng pháp FDFIB tuý Trang 61 Chƣơng 5: Các kết Nhận xét: với dãy anten không lý tƣởng, phƣơng pháp FDFIB cho kết không tốt, đỉnh phổ không rõ ràng Ngƣợc lại, phƣơng pháp biến đổi danh định (MNT) cho kết tốt: đỉnh phổ rõ ràng, sai số ƣớc lƣợng nhỏ Ta khảo sát hàm sai số ƣớc lƣợng RMSE phƣơng pháp MNT trƣờng hợp dãy anten không lý tƣởng: Trang 62 Chƣơng 5: Các kết DOA = 300 DOA=500 Trang 63 Chƣơng 5: Các kết DOA=700 Hàm sai số phƣơng pháp MNT so sánh với phƣơng pháp FDFIB trƣờng hợp dãy anten không lý tƣởng: DOA = 300 Trang 64 Chƣơng 5: Các kết DOA = 500 DOA = 700 Trang 65 Chƣơng 5: Các kết Từ kết trên, ta rút số nhận xét nhƣ sau: Trong trƣờng hợp dãy anten không lý tƣởng, phƣơng pháp MNT cho hàm sai số RMSE tốt so với phƣơng pháp FDFIB Ở góc đến, phƣơng pháp MNT cho sai số RMSE < 10 phƣơng pháp FDFIB có sai số RMSE lớn nhiều (> 250) Ta so sánh phổ ƣớc lƣợng phƣơng pháp MNT với giá trị phƣơng sai khác nhau: với variance (σP=0.083, σPh=1.67, σG=0.033) < variance (σP=0.15, σPh=5, σG=0.1) < variance (σP=1, σPh=15, σG=0.7) Từ kết ta thấy: Khi tăng giá trị phƣơng sai biến ngẫu nhiên đỉnh phổ ƣớc lƣợng phƣơng pháp MNT khơng cịn hẹp phân biệt rõ ràng, biên độ đỉnh phổ suy giảm, nghĩa tăng giá trị phƣơng sai chất lƣợng phƣơng pháp bị ảnh hƣởng Tuy nhiên giới hạn phƣơng sai, phƣơng pháp MNT ƣớc lƣợng đƣợc sai số ƣớc lƣợng tốt Trang 66 Chƣơng 6: Kết luận Hƣớng phát triển CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN CHUNG VÀ CÁC HƯỚNG PHÁT TRIỂN 6.1 CÁC KẾT LUẬN  Qua ph n đ tr nh bày tr n, ta c th tổng kết kết qu sau: Với phát triển tín hiệu băng thơng rộng hệ thống ngày nay, việc phát triển phƣơng pháp ƣớc lƣợng hƣớng đến dành cho tín hiệu băng rộng quan trọng hoàn toàn cần thiết Các phƣơng pháp ƣớc lƣợng dựa không gian tín hiệu bao gồm ISS CSS đƣợc phát triển dựa phƣơng pháp ƣớc lƣợng băng hẹp trƣớc đây, phƣơng pháp CSS tổng quát áp dụng cho nguồn tín hiệu tƣơng quan (coherent) Phƣơng pháp ƣớc lƣợng dựa vào beamformer bất biến tần số - xử lý miền tần số (FDFIB) phƣơng pháp đƣợc nghiên cứu gần Các ƣu nhƣợc điểm phƣơng pháp so sánh với phƣơng pháp CSS Với dãy anten thực, không lý tƣởng, phƣơng pháp biến đổi danh định MNT mang lại kết tốt so với phƣơng pháp khác  Từ kết qu mô Chương cho thấy: rong trường hợp d y anten lý tưởng, c hai phương pháp ước lượng C M F FI cho kết qu tốt, phương pháp c th ứng dụng trường hợp cụ th :  Với tỉ số SNR lớn, phƣơng pháp CSM cho kết ƣớc lƣợng với sai số nhỏ, sai số giảm (giảm dần 0) ta tăng tỉ số SNR  Khi tỉ số SNR nhỏ (môi trƣờng truyền không đƣợc tốt), phƣơng pháp FDFIB lại cho kết tốt so với phƣơng pháp ƣớc lƣợng CSM  Phƣơng pháp FDFIB ln có độ lệch ƣớc lƣợng (bias) cho d tăng tỉ số SNR  Hàm xác suất ƣớc lƣợng PS cho phép ta đánh giá khả ƣớc lƣợng thành công ( với RMSE nhỏ giá trị đó) phƣơng pháp ƣớc lƣợng Phƣơng pháp FDFIB đƣợc khảo sát cho thấy hàm PS tốt so với phƣơng pháp CSM ta chọn ngƣỡng so sánh ph hợp Trang 67 Chƣơng 6: Kết luận Hƣớng phát triển Cả hai phƣơng pháp đƣợc khảo sát đạt đƣợc xác suất ƣớc lƣợng PS 100% ta tăng tỉ số SNR đến giá trị đủ lớn S nh hưởng số lượng beam t n số hội tụ f0 đến kết qu ước lượng phương pháp F FI đ kh o sát cho kết qu sau:  Số lƣợng beam J (số lƣợng beamformer) có ảnh hƣởng đến kết phƣơng pháp FDFIB Nếu ta sử dụng beamformer với số beam sai số phƣơng pháp FDFIB lớn, gây ảnh hƣởng đến kết ƣớc lƣợng Ngƣợc lại, ta sử dụng beamformer với số lƣợng beam nhiều so với mức ngƣỡng gây lãng phí tính tốn mà khơng mang lại cải thiện sai số ƣớc lƣợng Nhƣ việc lựa chọn số lƣợng beam ph hợp toán tƣơng nhƣợng sai số phƣơng pháp ƣớc lƣợng khối lƣợng tính tốn (ảnh hƣởng đến thời gian thực thi)  Tần số hội tụ f0 phƣơng pháp FDFIB ảnh hƣởng đến kết ƣớc lƣợng phƣơng pháp FDFIB Các tần số hội tụ đƣợc chọn khác gây khoảng sai lệch bias khác giá trị ƣớc lƣợng so với giá trị thực Việc lựa chọn đƣợc tần số hội tụ tối ưu làm giảm đƣợc bias ƣớc lƣợng Tuy nhiên, lựa chọn tần số f0 chịu ảnh hƣởng nhiều yếu tố khác nhƣ là: số phần tử anten, băng thơng tín hiệu, nguồn tín hiệu đến, … khiến cho lựa chọn f0 tối ƣu cịn gặp nhiều khó khăn rong trường hợp d y anten không lý tưởng, ta s dụng phương pháp biến đổi danh định MN thay cho phương pháp F FI c chất lượng Phƣơng pháp biến đổi danh định MNT cho kết tốt trƣờng hợp dãy anten không lý tƣởng, nhờ vào phép biến đổi dựa giá trị danh định Sai số ƣớc lƣợng phƣơng pháp MNT n m mức chấp nhận đƣợc so với sai số lớn phƣơng pháp FDFIB áp dụng trƣờng hợp Với giá trị phƣơng sai khác phƣơng pháp MNT cho kết khác nhau, biên độ đỉnh phổ giảm phƣơng sai biến tăng, nghĩa kết ƣớc lƣợng Trang 68 Chƣơng 6: Kết luận Hƣớng phát triển 6.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI  Ở phần 5.2.4, ta khảo sát ảnh hƣởng tần số hội tụ f0 đến chất lƣợng phƣơng pháp FDFIB Với kết khảo sát, ta thấy đƣợc thay đổi bias phƣơng pháp ta thay đổi tần số f0 Tuy nhiên việc lựa chọn f0 gặp nhiều khó khăn f0 phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhƣ: số beam, băng thơng tín hiệu, số phần tử anten, góc đến nguồn tín hiệu, … Trong phần 5.2.4 ta khảo sát phụ thuộc chất lƣợng phƣơng pháp với tần số f0 mà chƣa đƣợc tiêu chuẩn cụ thể để lựa chọn Ta cần đƣa mối quan hệ cụ thể tần số hội tụ f0 với thơng số khác Từ tìm tiêu chuẩn cụ thể để chọn đƣợc tần số f0 tối ƣu Đây hƣớng phát triển đề tài  Ngoài ra, độ phân giải phƣơng pháp FDFIB chƣa đƣợc khảo sát Độ phân giải đƣợc hiểu khoảng cách nhỏ nguồn gần mà phƣơng pháp cịn ƣớc lƣợng đƣợc Trong phần 5.1 ta khảo sát độ phân giải trƣờng hợp tín hiệu băng hẹp với hai thuật toán MUSIC ESPRIT, trƣờng hợp băng rộng chƣa khảo sát Độ phân giải tiêu chí đánh giá chất lƣợng thuật tốn, giúp ta định đƣợc số lƣợng nguồn đến ph hợp ƣớc lƣợng  Một hƣớng phát triển đề tài thực đƣợc phƣơng pháp ƣớc lƣợng thực tế Nhƣ trình bày kết Ch ng dừng lại việc mô b ng phần mềm Tuy nhiên, phƣơng pháp ƣớc lƣợng hồn tồn thực thiết bị phần cứng thực tế nhƣ DSP hay FPGA để hoạt động nhƣ hệ thống thực Việc ứng dụng phƣơng pháp thiết bị phần cứng hoàn toàn khả thi, nhiên việc địi hỏi phải có thêm thời gian nghiên cứu tìm hiểu Trang 69 Phụ lục PHỤ LỤC CỰC TIỂU KHÔNG GIAN CON FITTING LỖI Lỗi phép biến đổi đơn TCT đƣợc cho bởi:   A  UBV H   A  B  2tr AVB U 2 H H  (P.1) Cực tiểu (P.1) ứng với cực đại  tr AVB HU H Với:  (P.2) U HU  I V HV  I Trong U, V phép biến đổi đơn Từ giải (P.1), ta thấy r ng giá trị lớn (P.2) đƣợc cho q  ( A) ( B) Ta thay giá trị singular phân tích i 1 i i ma trận A B bởi: A  E a F H (P.3) B  X bY H (P.4) Trong phần tử đƣờng chéo  a  b trị singular A B E, F X, Y ma trận tƣơng ứng từ trái sang phải vector singular Khi ta có: U  EX H (P.5) V  FY H (P.6) Ta đạt đƣợc giá trị lớn Trang 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lê Tiến Thƣờng, Trần Văn Sƣ (2005) Truyền s ng anten Nhà xuất đại học Quốc Gia TP.Hồ Chí Minh [2] Lal C.Gondara, Senior Member (July 1997) “Applications of Antenna Arrays to Mobile Communications, Part I: Performance Improvement, Feasibility, and System Considerations” Proceedings of the IEEE, Vol.85, No.7, pp 10311060 [3] Lal C.Gondara, Senior Member (August 1997) “Applications of Antenna Arrays to Mobile Communication, Part II: Beam-Forming and Direction-ofArrival Considerations” Proceedings of the IEEE, Vol.85, No.8, pp 11951245 [4] Martin Haardt and Josef A.Nossek (January 10, 1999) Addaptive and Array Signal Processing II [Lecture Notes] [5] Richard Roy and Thomas Kailath (July 1989) “ESPRIT-Estimation of Signal Parameteres Via Rotational Invariance Techniques” IEEE Transactions of Acoustics Speech and Signal Processing, Vol 37, No.7, pp 984-995 [6] Jeffrey Foutz, Andreas Spanias and Mahesh K.Banavar (2008) Narrowband Direction of Arrival Estimation for Antenna Arrays Morgan & Claypool Publishers [7] Symena Smarts Antenna – A technical Introduction Symena software & consulting GmbH [8] Constantine A.Balanis, Panayiotis I.Ioannides, Arizona State University (2007) Introduction to Smart Antennas Morgan & Claypool Publishers [9] A.Bruce Carlson, Paul B.Crilly, J.C.Rutledge (2002) Communication Systems, An Introduction to Signal and Noise in Electrial Communication, fourth edition McGraw-Hill Companies, Inc.Copyright , ISBN 0-07-011127-8 [10] Tuan Do-Hong, Franz Demmel, Peter Russer “Wideband Direction-of-Arrival Estimation Using Frequency-Domain Frequency-Invariant Beamformers: An Analysis of Performance” IEEE Microwave and Wireless Component Letters, Vol 14, No 8, August 2004 [11] Tuan Do-Hong, Franz Demmel, Peter Russer “A Method for Wideband Direction-of-Arrival Estimation Using Frequency-Domain Frequency-Invariant Beamformers” Conf Wireless Technology, Oct 2003 [12] D B Ward, Z Ding, R A Kennedy “Broadband DOA estimation using frequency invariant beamforming” IEEE Trans Signal Processing, pp 1463 – 1469, May 1998 [13] H B Lee and M S Wengrovitz “Resolution threshold of beamspace MUSIC for two closely spaced emitters” IEEE Trans Acoust., Speech, Signal Processing, vol 38, pp 1545 – 1559, Sept 1990 [14] Shahrokh Valaee and Peter Kabal “Wideband Array Processing Using A TwoSided Correlation Transformation” IEEE Trans Signal Processing, Vol 43, pp 160 – 172, January 1995 [15] Tuan Do-Hong and Peter Russer “An Analysis of Wideband Direction-ofArrival Estimation for Closely-Spaced Sources in Presence of Array Model Errors” IEEE Microwave and Wireless Component Letters, 2003 [16] Tuan Do-Hong and Peter Russer “Wideband Direction-of-Arrival Estimation in the Presence of Array Imperfection and Mutual Coupling” [17] S Valee and P Kabal “The Optimal Focusing Subspace for Coherent Signal Subspace Processing” IEEE Trans Signal Processing, Vol 44, NO.3 pp 752 – 756, March 1996 [18] H Wang and M Kaveh “Coherent Signal Subspace Processing for the Detection and Estimation of Angles of Arrival of Multiple Wideband Sources” IEEE Trans Acoust., Speech, Signal Processing, vol 33, pp 823 – 831, August 1985 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG THƠNG TIN CÁ NH N Họ tên : Võ Đăng Khoa Năm sinh : 1987 Giới tính : Nam Quê quán : Thành phố Tân An – Tỉnh Long An Email : khoavo87@gmail.com QUÁ TRÌNH HỌC TẬP  Từ năm 2006 đến năm 2011: Sinh viên hệ Đại học Trƣờng Đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh Khoa Điện – Điện Tử Bộ môn Viễn Thông  Từ năm 2011 đến năm 2012: Học viên hệ Cao học Trƣờng Đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh Khoa Điện – Điện Tử Bộ môn Kỹ thuật Điện Tử ... 605270 I TÊN ĐỀ TÀI: ƯỚC LƯỢNG HƯỚNG ĐẾN CHO CÁC NGUỒN TÍN HIỆU BĂNG RỘNG SỬ DỤNG CÁC BỘ FDFIB II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Tìm hiểu tổng quan kỹ thuật ƣớc lƣợng hƣớng đến băng rộng hệ thống anten... THUẬT ƯỚC LƯỢNG HƯỚNG ĐẾN CHO CÁC NGUỒN TÍN HIỆU BĂNG HẸP 2.5.1 Vector lái ma trận vector lái Giả sử d nguồn tín hiệu đến khoảng cách xa so với dãy anten (miền xa), ta xem hƣớng nguồn đến phần... THUẬT ƯỚC LƯỢNG HƯỚNG ĐẾN BĂNG RỘNG CHO MÔ HÌNH DÃY ANTEN LÝ TƯỞNG Trong chƣơng này, ta trình bày số phƣơng pháp ƣớc lƣợng hƣớng đến cho nguồn tín hiệu băng rộng Một tín hiệu đƣợc gọi băng rộng