Thông tin tài liệu
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - - ĐOÀN QUỐC VỆ ƢỚC LƢỢNG HƢỚNG ĐẾN ĐỘ PHÂN GIẢI CAO CÓ XÉT ẢNH HƢỞNG CỦA CÁC NGUỒN ĐẾN PHỤ THUỘC LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TP.HỒ CHÍ MINH, tháng 11 năm 2012 CƠNG TRÌNH ĐƢỢC HỒN THÀNH TẠI TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hƣớng dẫn khoa học: TS ĐỖ HỒNG TUẤN Ký tên: Cán chấm nhận xét 1: Ký tên: Cán chấm nhận xét 2: Ký tên: Luận văn thạc sĩ đƣợc bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày tháng 12 năm 2012 Thành phần hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: ………………………………………………… ………………………………………………… ………………………………………………… ………………………………………………… ………………………………………………… TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH Độc lập – Tự – Hạnh phúc TP.HCM, ngày tháng 11 năm 2012 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: ĐOÀN QUỐC VỆ Ngày, tháng, năm sinh: 11/08/1987 Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử I II Phái: Nam Nơi sinh: Quảng Ngãi MSHV: 10140030 TÊN ĐỀ TÀI: ƢỚC LƢỢNG HƢỚNG ĐẾN ĐỘ PHÂN GIẢI CAO CÓ XÉT ẢNH HƢỞNG CỦA CÁC NGUỒN ĐẾN PHỤ THUỘC NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Dựa vào tảng anten thông minh kỹ thuật xử lí dãy, nghiên cứu kỹ thuật ƣớc lƣợng hƣớng đến cho nguồn tín hiệu khơng phụ thuộc, có xét trƣờng hợp dãy anten khơng lý tƣởng Nghiên cứu, xây dựng mơ hình tìm giải pháp để xác định hƣớng cho nguồn đến tín hiệu phụ thuộc (tƣơng quan) Viết chƣơng trình mô Matlab, đánh giá kết đề xuất hƣớng nghiên cứu III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 2/7/2012 IV V NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 27/11/2012 HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƢỚNG DẪN: TS ĐỖ HỒNG TUẤN (Học hàm, học vị, họ tên chữ ký) CN BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH Nội dung đề cƣơng luận văn thạc sĩ đƣợc Hội đồng chuyên ngành thơng qua Ngày tháng năm 2012 TRƢỞNG PHỊNG ĐT-SĐH TRƢỞNG KHOA QL CHUYÊN NGÀNH LỜI CẢM ƠN Lời cảm ơn xin dành cho ba mẹ, gia đình, người thân yêu Tôi xin gởi lời cảm ơn đến thầy cô Trường Đại học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh, Khoa Điện – Điện Tử tận tình giảng dạy cho suốt năm học từ sinh viên đến Đặc biệt, không quên hướng dẫn đầy nhiệt tình chu đáo thầy TS Đỗ Hồng Tuấn.Thầy dành nhiều thời gian quý báu để hướng dẫn tận tình có lời khun bổ ích giúp tơi hồn thành luận văn Xin gởi đến thầy lời cảm ơn chân thành sâu sắc Cuối cùng, xin gởi lời cảm ơn đến tất người thân, bạn bè giúp đỡ, động viên bước qua ngày tháng Xin chân thành cảm ơn Tp Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2012 Học viên Đồn Quốc Vệ MỤC LỤC CHƢƠNG GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT ĐỀ TÀI 1.1 Tiếp cận vấn đề 1.2 Mục đích, đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 1.3 Bố cục luận văn 1.4 Ý nghĩa đề tài luận văn CHƢƠNG KHÁI QUÁT HỆ THỐNG ANTEN THÔNG MINH, CÁC GIẢI THUẬT XỬ LÝ VÀ ĐÁNH GIÁ DÃY ANTEN 2.1 Q trình phát triển hệ thống anten thơng minh 2.1.1 Khái niệm nguồn gốc 2.1.2 Các hệ thống anten 2.2 Hệ thống anten thông minh 11 2.2.1 Định nghĩa 11 2.2.2 Nguyên lý làm việc anten thông minh 12 2.2.3 Cấu trúc hệ thống anten thông minh 13 2.2.4 Các loại anten thông minh 13 2.3 Những ƣu điểm hệ thống anten thông minh 17 2.4 Dãy anten thích nghi 18 2.4.1 Định nghĩa 18 2.4.2 Mơ hình tín hiệu dãy anten lí tƣởng 19 2.4.3 Mơ hình tín hiệu dãy anten không lý tƣởng 22 2.4.4 Giải pháp 25 2.5 Các giải thuật xử lý dãy 26 2.5.1 Phƣơng pháp MUSIC 26 2.5.2 Phƣơng pháp ESPRIT 31 Các vấn đề khác DOA 34 2.6 2.6.1 Tiền xử lý tín hiệu 34 2.6.2 Ƣớc lƣợng số nguồn 35 2.6.3 Hiệu suất 36 2.6.4 Phân tích độ nhạy 36 CHƢƠNG 38 KỸ THUẬT ƢỚC LƢỢNG HƢỚNG ĐẾN NGUỒN KHÔNG PHỤ THUỘC (NON-COHERENT SOURCES) 38 Tín hiệu băng hẹp 38 3.1 3.1.1 Cơ sở thuật toán 38 3.1.2 Kết mô cho trƣờng hợp dãy anten lý tƣởng 43 3.1.3 Khảo sát RMSE, Pr với số phần tử anten cố định, số lƣợng nguồn thay đổi 45 3.1.4 Kết mô cho trƣờng hợp dãy anten không lý tƣởng 56 Tín hiệu băng rộng 57 3.2 3.2.1 Phƣơng pháp khơng gian tín hiệu coherent (CSM) 58 3.2.2 Phƣơng pháp CSM lựa chọn không gian tối ƣu 59 3.2.3 Phƣơng pháp biến đổi TCT 62 3.2.4 Kết mô cho trƣờng hợp dãy anten lý tƣởng 69 3.2.5 Kết mô cho trƣờng hợp dãy anten không lý tƣởng 73 CHƢƠNG 77 KỸ THUẬT ƢỚC LƢỢNG HƢỚNG ĐẾN NGUỒN PHỤ THUỘC (COHERENT SOURCES) 77 4.1 Tín hiệu băng hẹp mơi trƣờng dãy anten lý tƣởng 77 4.1.1 Hình dạng dãy cấu trúc bất biến 77 4.1.2 Ƣớc lƣợng DOA 80 4.1.3 Làm nhẵn không gian 1-D 81 4.1.4 Khôi phục tín hiệu 86 4.2 Kết mô môi trƣờng dãy anten lý tƣởng 88 4.2.1 Trƣờng hợp số lƣợng anten cố định, số nguồn thay đổi 88 4.2.2 Số nguồn cố định, số anten thay đổi 100 4.3 Kết mô môi trƣờng dãy anten không lý tƣởng 109 4.3.1 Trƣờng hợp số lƣợng anten cố định, số nguồn thay đổi 109 4.3.2 Số nguồn cố định, số anten thay đổi 114 CHƢƠNG 125 KẾT QUẢ THU ĐƢỢC VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 125 5.1 Kết thu đƣợc 125 5.2 Hƣớng phát triển đề tài 126 PHỤ LỤC 127 TÀI LIỆU THAM KHẢO 129 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG 131 DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 2.1 Anten vơ hướng tổ hợp phát xạ .7 Hình 2.2: Anten định hướng đồ thị phủ sóng Hình 2.3:Anten hình quạt tổ hợp phát xạ Hình 2.4:Vùng bao phủ anten phân tán chuyển đổi dạng phân tán chuyển đổi 10 Hình 2.5:Vùng bao phủ anten phân tán kết hợp với đơn phần tử dạng kết hợp 10 Hình 2.6:Hệ thống switched beam .14 Hình 2.7:Vùng che phủ hệ thống Switched beam 15 Hình 2.8: Hệ thống Adaptive Array .16 Hình 2.9:Dạng vịm sóng hệ thống Adaptive Array 17 Hình 2.10:Hệ thống anten thích nghi 18 Hình 2.11:Cấu trúc hình học dãy anten thích nghi .19 Hình 2.12:Mơ hình tín hiệu dãy anten 20 Hình 2.13:Hệ thống dãy anten thích nghi 22 Hình 3.1: Phổ MUSIC dạng 3D ứng với đỉnh 41 Hình 3.2: Phân bố mật độ phổ MUSIC ứng với đỉnh .42 Hình 3.3: Phân bố khơng gian dãy anten M=12 phần tử .45 Hình 3.4: Dạng phổ MUSIC 2D theo hướng ( 1 , 1 ) (30,90) , ( , ) (35,90) SNR=20 dB 46 Hình 3.5: RMSE Pr cho nguồn đến đặt gần góc 300 46 Hình 3.6: RMSE Pr cho nguồn đến đặt gần góc 350 47 Hình 3.7: RMSE Pr cho nguồn đến đặt xa góc (400,900) 48 Hình 3.8: RMSE Pr cho nguồn đến đặc xa góc (700,900) 49 Hình 3.9: Phổ MUCSIC cho góc đến gần 25,30,35,65,70 50 Hình 3.10: RMSE Pr góc đến 25o 50 Hình 3.11: RMSE Pr góc đến 30o 51 Hình 3.12: RMSE Pr góc đến 35o 51 Hình 3.13: RMSE Pr góc đến 65o 52 Hình 3.14:RMSE Pr góc đến 70o .52 Hình 3.15: Phổ MUCSIC cho góc đến xa 10o,25o,45o,65o,85o 53 Hình 3.16: RMSE Pr góc đến 10o 53 Hình 3.17: RMSE Pr góc đến 25o 54 Hình 3.18: RMSE Pr góc đến 45o 54 Hình 3.19: RMSE Pr góc đến 65o 55 Hình 3.20: RMSE Pr góc đến 85o 55 Hình 3.21: Phổ MUCSIC cho góc đến 30o,45o,60o .56 Hình 3.22: RMSE Pr góc đến 30o 56 Hình 3.23: RMSE Pr góc đến 45o 57 Hình 3.24: RMSE Pr góc đến 60o 57 Hình 3.25: Độ lệch bias DOA ứng với giá trị tần số chuẩn hóa hội tụ khác với nguồn điểm băng hẹp trường xa 61 Hình 3.26: So sánh trị riêng phương pháp CSM TCT 69 Hình 3.27: Phổ MUSIC cho trường hợp băng rộng với góc đến (1 ,1 ) (300 ,900 ) , (2 , ) (450 ,900 ), (2 , ) (600 ,900 ) 70 Hình 3.28: RMSE Pr góc đến (1 ,1 ) (300 ,900 ) 70 Hình 3.29: RMSE Pr góc đến (2 , ) (450 ,900 ) 71 Hình 3.30: RMSE Pr góc đến (3 ,3 ) (600 ,900 ) 71 Hình 3.31: RMSE, Pr phổ MUSIC góc đến (1 ,1 ) (300 ,900 ) , (2 , ) (350 ,900 ) 72 Hình 3.32: RMSE, Pr phổ MUSIC góc đến (1 ,1 ) (400 ,900 ) , (2 , ) (700 ,900 ) 73 Hình 3.33: Phổ MUSIC cho trường hợp băng rộng với dãy anten không lý tưởng với góc đến (1 ,1 ) (300 ,900 ) , (2 , ) (450 ,900 ), (2 , ) (600 ,900 ) 74 Hình 3.34: RMSE Pr góc đến (1 ,1 ) (300 ,900 ) 74 Hình 3.35: RMSE Pr góc đến (2 , ) (450 ,900 ) 75 Hình 3.36: RMSE Pr góc đến (3 , 3 ) (600 ,900 ) 75 Hình 3.37: RMSE, Pr phổ MUSIC góc đến (1 ,1 ) (300 ,900 ) , (2 , ) (350 ,900 ) 76 Hình 3.38: RMSE, Pr phổ MUSIC góc đến (1 ,1 ) (400 ,900 ) , (2 , ) (700 ,900 ) 76 Hình 4.1: Dãy anten phẳng gồm cặp đồng cách .77 Hình 4.2: Ba dãy anten thẳng đối xứng tâm với sensor đồng dãy anten phối hợp giải thuật ESPRIT 79 Hình 4.3: Chọn lựa dãy để làm nhẵn khơng gian với dãy anten tuyến tính thẳng Dãy thứ ứng với ma trận chọn lựa 84 Hình 4.4: Dãy ULA khảo sát gồm 12 phần tử .89 Hình 4.5:Biểu đồ RMSE theo SNR góc đến (1 ,1 ) (300 ,900 ) 89 Hình 4.6: Biểu đồ RMSE theo SNR góc đến (2 , ) (350 ,900 ) 90 Hình 4.7: Biểu đồ Pr theo SNR góc đến (1 ,1 ) (300 ,900 ) 90 Hình 4.8: Biểu đồ Pr theo SNR góc đến (2 , ) (350 ,900 ) .91 Hình 4.9: Ước lượng DOA góc đến 300 350 91 Hình 4.10: Biểu đồ RMSE theo SNR góc đến (1 ,1 ) (400 ,900 ) 92 Hình 4.11: Biểu đồ RMSE theo SNR góc đến (2 , ) (700 ,900 ) .92 Hình 4.12: Biểu đồ Pr theo SNR góc đến (1 ,1 ) (400 ,900 ) .93 Hình 4.13: Biểu đồ Pr theo SNR góc đến (2 , 2 ) (700 ,900 ) 93 Hình 4.14: Ước lượng DOA góc đến 400 700 94 Hình 4.15: Biểu đồ RMSE theo SNR góc đến (1,1 ) (100 ,900 ) 95 Hình 4.16: Biểu đồ RMSE theo SNR góc đến (2 ,2 ) (250 ,900 ) .95 Hình 4.17: Biểu đồ RMSE theo SNR góc đến (3 , 3 ) (450 ,900 ) .96 Hình 4.18: Biểu đồ RMSE theo SNR góc đến (4 , 4 ) (650 ,900 ) .96 Hình 4.19: Biểu đồ RMSE theo SNR góc đến (5 , 5 ) (850 ,900 ) 97 Hình 4.20: Biểu đồ Pr theo SNR góc đến (1 ,1 ) (100 ,900 ) 97 Hình 4.21: Biểu đồ Pr theo SNR góc đến (2 , ) (250 ,900 ) .98 Hình 4.22: Biểu đồ Pr theo SNR góc đến (3 , ) (450 ,900 ) .98 Hình 4.23: Hình 4.24: Hình 4.25: Hình 4.26: Hình 4.27: Hình 4.28: Hình 4.29: Biểu đồ Pr theo SNR góc đến (4 , ) (650 ,900 ) .99 Biểu đồ Pr theo SNR góc đến (5 , ) (850 ,900 ) .99 Ước lượng DOA góc đến 100, 250, 450, 650, 850 100 Ước lượng DOA cho góc đến 300, 450, 600 100 Biểu đồ RMSE theo SNR góc đến (1 ,1 ) (300 ,900 ) .101 Biểu đồ RMSE theo SNR góc đến (2 , ) (450 ,900 ) .101 Biểu đồ RMSE theo SNR góc đến (3 , ) (600 ,900 ) .102 Hình 4.30: Biểu đồ Pr theo SNR góc đến (1 ,1 ) (300 ,900 ) 102 Hình 4.31: Biểu đồ Pr theo SNR góc đến (2 , ) (450 ,900 ) 103 Hình 4.32: Biểu đồ Pr theo SNR góc đến (3 , ) (600 ,900 ) 103 Hình 4.33: Ước lượng DOA cho góc đến 300, 450, 600 104 Hình 4.34: Biểu đồ RMSE theo SNR góc đến (1 ,1 ) (300 ,900 ) 104 Hình 4.35: Biểu đồ RMSE theo SNR góc đến (2 , 2 ) (450 ,900 ) 105 Hình 4.36:Biểu đồ RMSE theo SNR góc đến (3 , 3 ) (600 ,900 ) .105 Hình 4.37: Biểu đồ Pr theo SNR góc đến (1 ,1 ) (300 ,900 ) 106 Hình 4.38: Biểu đồ Pr theo SNR góc đến (2 , ) (450 ,900 ) 106 Hình 4.39: Biểu đồ Pr theo SNR góc đến (3 , ) (600 ,900 ) 107 Hình 4.40: Ước lượng DOA cho góc đến 300, 450, 600 .107 Hình 4.41: Biểu đồ RMSE Pr góc đến (1, 1 ) (300 ,900 ) 108 Hình 4.42:Pr góc đến 300 sai số cho phép 0.050 15 anten phần tử 109 Hình 4.43:Biểu đồ RMSE theo SNR góc đến (1 ,1 ) (300 ,900 ) .110 Hình 4.44:Biểu đồ RMSE theo SNR góc đến (2 , 2 ) (350 ,900 ) .110 Hình 4.45:Biểu đồ Pr theo SNR góc đến (1 ,1 ) (300 ,900 ) .111 Hình 4.46: Biểu đồ Pr theo SNR góc đến (2 , 2 ) (350 ,900 ) 111 Hình 4.47: Ước lượng DOA góc đến 300 350 112 Hình 4.48:Biểu đồ RMSE theo SNR góc đến (1, 1 ) (400 ,900 ) .112 Hình 4.49: Biểu đồ RMSE theo SNR góc đến (2 ,2 ) (700 ,900 ) 113 Hình 4.50: Biểu đồ Pr theo SNR góc đến (1, 1 ) (400 ,900 ) .113 ƢỚC LƢỢNG HƢỚNG ĐẾN NGUỒN PHỤ THUỘC Hình 4.54: Biểu đồ Pr theo SNR góc đến (1,1 ) (300 ,900 ) số lượng anten thay đổi 6, 15 Tại góc đến (2 , ) (450 ,900 ) HVTH: Đoàn Quốc Vệ 117 ƢỚC LƢỢNG HƢỚNG ĐẾN NGUỒN PHỤ THUỘC HVTH: Đoàn Quốc Vệ 118 ƢỚC LƢỢNG HƢỚNG ĐẾN NGUỒN PHỤ THUỘC Hình 4.55: Biểu đồ RMSE theo SNR góc đến (2 , ) (450 ,900 ) số lượng anten thay đổi 6, 15 HVTH: Đoàn Quốc Vệ 119 ƢỚC LƢỢNG HƢỚNG ĐẾN NGUỒN PHỤ THUỘC Hình 4.56: Biểu đồ Pr theo SNR góc đến (2 , ) (450 ,900 ) số lượng anten thay đổi 6, 15 Tại góc đến (3 , 3 ) (600 ,900 ) HVTH: Đoàn Quốc Vệ 120 ƢỚC LƢỢNG HƢỚNG ĐẾN NGUỒN PHỤ THUỘC HVTH: Đoàn Quốc Vệ 121 ƢỚC LƢỢNG HƢỚNG ĐẾN NGUỒN PHỤ THUỘC Hình 4.57: Biểu đồ RMSE theo SNR góc đến (3 , 3 ) (600 ,900 ) số lượng anten thay đổi 6, 15 HVTH: Đoàn Quốc Vệ 122 ƢỚC LƢỢNG HƢỚNG ĐẾN NGUỒN PHỤ THUỘC Hình 4.58: Biểu đồ Pr theo SNR góc đến (3 , 3 ) (600 ,900 ) số lượng anten thay đổi 6, 15 HVTH: Đoàn Quốc Vệ 123 ƢỚC LƢỢNG HƢỚNG ĐẾN NGUỒN PHỤ THUỘC Hình 4.59: Ước lượng DOA số lượng anten 6, 15 Nhận xét: Lấy góc 300 làm ví dụ: Biểu đồ đồ RMSE cho thấy mơ hình anten giá trị giảm từ 0.75 0.5, cịn mơ hình phần tử RMSE giảm từ 0.280.21, mơ hình 15 phần tử RMSE giảm từ 0.0710.063, có nghĩa số lƣợng anten tăng khả ƣớc lƣợng hƣớng đến xác Vì mà xác suất phân giải tăng lên rõ rệt, nhiên số lƣợng anten kết khơng xác không đạt kết tốt nhƣ trƣờng hợp môi trƣờng anten lý tƣởng đƣợc trình bày phần 4.2 HVTH: Đoàn Quốc Vệ 124 KẾT QUẢ THU ĐƢỢC VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI CHƢƠNG KẾT QUẢ THU ĐƢỢC VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 5.1 Kết thu đƣợc Đề tài nghiên cứu vấn đề đƣợc quan tâm tín hiệu thơng tin truyền thơng đặc biệt hệ thống thông tin truyền thơng khơng dây Ƣớc lƣợng hƣớng đến mắc xích quan trọng toán SAS bao gồm xác định DOA tạo búp sóng Luận văn thực vấn đề sau đây: Ƣớc lƣợng hƣớng đến cho tín hiệu nguồn độc lập băng hẹp với dãy anten lý tƣởng Kết thu đƣợc mô tốt, góc đến đƣợc ƣớc lƣợng hiệu đặc biệt nguồn xa nhau, hiệu rõ rệt Ƣớc lƣợng hƣớng đến cho tín hiệu nguồn độc lập băng hẹp với dãy anten không lý tƣởng (bị ảnh hƣởng qua lại phần tử anten) Kết thu đƣợc tốt, xác suất phân giải Pr nằm khoảng 80% - 90% Ƣớc lƣợng hƣớng đến cho tín hiệu nguồn độc lập băng rộng với dãy anten lý tƣởng Q trình mơ cho thấy kết thu đƣợc tốt, đỉnh phổ MUSIC rõ rệt hƣớng đến, giá trị sai số RMSE giảm mạnh xuống giá trị 0.50 xác suất phân giải tăng rõ rệt, đạt giá trị 100% giá trị SNR tƣơng ứng Ƣớc lƣợng hƣớng đến cho tín hiệu nguồn độc lập băng rộng với dãy anten không lý tƣởng (bị ảnh hƣởng qua lại phần tử anten) Dù dãy anten không lý tƣởng nhƣng tính hiệu phƣơng pháp đƣợc đảm bảo Đỉnh phổ MUSIC hầu nhƣ không thay đổi, giá trị sai số RMSE xác suất phân giải Pr sụt giảm so với dãy anten lý tƣởng Ƣớc lƣợng hƣớng đến cho tín hiệu nguồn phụ thuộc băng hẹp với dãy anten lý tƣởng Trong phần thực mô với nhiều trƣờng hợp khác HVTH: Đoàn Quốc Vệ 125 KẾT QUẢ THU ĐƢỢC VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI nhau: Ở trƣờng hợp cố định số lƣợng anten; thay đổi số nguồn; thay đổi khoảng cách nguồn, kết cho thấy tốt mà giá trị sai số giá trị xác suất phân giải đạt bão RMSE xấp xỉ hòa tƣơng ứng Ở trƣờng hợp khác cố định số lƣợng nguồn đến thay đổi số anten mơ hình kết mơ cho thấy số anten tăng hiệu rõ rệt Ƣớc lƣợng hƣớng đến cho tín hiệu nguồn phụ thuộc băng hẹp với dãy anten không lý tƣởng Ở trƣờng hợp cố định số lƣợng anten; thay đổi số nguồn; thay đổi khoảng cách nguồn: kết gần giống với trƣờng hợp dãy anten lý tƣởng Chỉ có số điểm khác biệt: Giá trị sai số RMSE xác suất phân giải biến động SNR thay đổi từ Pr đến (RMSE , ) Ở trƣờng hợp cố định số lƣợng nguồn đến thay đổi số anten mơ hình kết mơ cho thấy số anten giá trị ƣớc lƣợng khơng có hiệu quả, số anten tăng lên cải thiện giá trị sai số RMSE Pr 5.2 Hƣớng phát triển đề tài Ở phần ƣớc lƣợng cho tín hiệu nguồn phụ thuộc, đề tài sử dụng thuật toán ESPRIT để ƣớc lƣợng hƣớng đến tín hiệu băng hẹp Đề tài phát triển mở rộng hƣớng nghiên để ƣớc lƣợng hƣớng đến cho tín hiệu nguồn phụ thuộc băng rộng Nghiên cứu việc giải toán nguồn phụ thuộc cách khác, dùng thuật tốn MUSIC Sau đánh giá tính hiệu so với phƣớng pháp ESPRIT đƣợc nghiên cứu luận văn HVTH: Đoàn Quốc Vệ 126 PHỤ LỤC PHỤ LỤC PHỤ LỤC A: GIÁ TRỊ SINGULAR CỦA MA TRẬN TÍCH SỐ Lấy { (một ma trận m x n) } Giả sử giá trị singular ma trận tƣơng ứng đƣợc xếp theo thứ tự giảm dần Khi đơn { } ∑[ ] (A.1) Chúng ta sử dụng (A.1) để chứng minh Giả sử giá trị singular phân rã ma trận A B đƣợc cho bởi: (A.2) (A.3) Khi đó: ∑[ ] (A.4) Định nghĩa: (A.5) (A.6) Do đó: ∑[ ] (A.7) Sử dụng (A.1), cực đại phần bên phải (A.7) đƣợc cho tích giá trị singular ma trận đƣờng chéo ∑ HVTH: Đoàn Quốc Vệ Do có: ∑ (A.8) 127 PHỤ LỤC PHỤ LỤC B: CỰC TIỂU KHÔNG GIAN CON FITTING LỖI Lỗi phép biến đổi đơn TCT đƣợc cho bởi: ‖ ‖ ‖ ‖ ‖ ‖ (B.1) Cực tiểu (B.1) tƣơng ứng với cực đại của: (B.2) phép biến đổi đơn Từ (B.1) ta thấy giá trị lớn (B.2) đƣợc cho Ta thay giá trị singular phân rã ma trận A B bởi: (B.3) (B.4) Trong phần tử đƣờng chéo trị singular A B, E, F, X, Y ma trận tƣơng ứng từ trái sang phải vector singular Khi ta có: (B.5) (B.6) Giá trị lớn đạt đƣợc HVTH: Đoàn Quốc Vệ 128 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lal C Godara, “Application of antenna arrays to mobile communications, Part I: Performance improvement, feasibility, and system considerations”, IEEE, vol 85, no 7, July 1997 [2] Lal C Godara, “Application of antenna arrays to mobile communications, Part II: Beam-Forming and Direction-of-Arrival Considerations”, IEEE, vol 85, no 8, August 1997 [3] S Valaee, P Kabal, “Wireband array processing using a two-sided correlation transformation”, IEEE Transactions On Signal Processing, vol 43, no 1, January, 1995 [4] T Do-Hong, F Demmel, P Russer, ''A Method for wideband direction of- arrival estimation using frequency-domain frequency-invariant beamformers'', Proceedings of 2003 IEEE International Symposium on Antennas and Propagation, vol 3, pp 244-247, June 2003 [5] D B Ward, Z Ding, R A Kennedy, ”Broadband DOA estimation using frequency invariant beamforming”, IEEE Trans Signal Processing, pp 14631469, May 1998 [6] H Wang, M Kaveh, ”Coherent signal-subspace processing for the detection and estimation of angles of arrival of multiple wide-band sources”, IEEE Trans Acoust., Speech, Signal Processing, pp 823 - 831, Aug 1985 [7] F M Han, X D Zhang, “An ESPRIT-Like algorithm for coherent DOA estimation”, IEEE antennas and wireless propagation letters, vol 4, 2005 [8] X Zhang, J Yu, G Feng, D Xu, ” Blind direction of arrival estimation of coherent sources using multi-invariance property”, Progress In Electromagnetics Research, PIER 88, pp 181–195, 2008 HVTH: Đoàn Quốc Vệ 129 [9] T Do-Hong, F Demmel, P Russer, ”Wideband Direction-of-Arrival estimation using Frequency-Domain Frequency-Invariant beamformers: An analysis of performance”, IEEE microwave and wireless components letters, vol 14, no 8, August 2004 [10] R Roy, T Kailath, “ESPRIT - Estimation of signal parameters via rotational invariance techniques”, IEEE Trans Acoust., Speech, Signal Processing, vol 37, no 7, July 1989 [11] Konstantinos V.Stavropuolos, Athanassios Manikas, ”Array calibration in the presence of unknow sensor characteristics and mutual coupling”, EUSIPCO Processings, vol 3, pp 1417 – 1420, Sept 2000 [12] Paulraj, Roy, Kailath, “Estimation Of Signal Parameters Via Rotational Invariance Techniques - Esprit”, Nineteeth Asilomar Conference on Circuits, Systems and Computers, 6-8 Nov 1985 HVTH: Đồn Quốc Vệ 130 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên Ngày sinh Lý lịch: Nguyên quán Nơi sinh Nơi Dân tộc Tôn giáo Điện thoại Email Quá trình đào tạo: Đại học: Chế độ học Thời gian học Nơi học Ngành học Cao học: Chế độ học Thời gian học Nơi học Ngành học Q trình cơng tác: Thời gian cơng tác Chức vụ Đơn vị cơng tác HVTH: Đồn Quốc Vệ : ĐOÀN QUỐC VỆ : 11/08/1987 : Đức Phổ - Quảng Ngãi : Đức Phổ - Quảng Ngãi : Căn C2 tầng 3, Chung cƣ Hoàng Kim Thế Gia, 31 Trƣơng Phƣớc Phan, P Bình Trị Đơng, Q Bình Tân, TP.HCM : Kinh : Khơng : 01674575287 : doanquocve@gmail.com : Chính qui : Từ 05/09/2005 đến 22/04/2010 : Trƣờng Đại học Bách Khoa, Thành phố Hồ Chí Minh : Điện tử - Viễn thơng : Chính qui : Từ 05/09/2010 đến : Trƣờng Đại học Bách Khoa, Thành phố Hồ Chí Minh : Kỹ thuật điện tử : Từ 04/2011 đến : Kỹ sƣ Điện tử - Viễn thông : Đài truyền hình TP Hồ Chí Minh (HTV) - Số 14 Đinh Tiên Hoàng, Phƣờng Bến Nghé, Quận 131 ... HƢỚNG ĐẾN ĐỘ PHÂN GIẢI CAO CÓ XÉT ẢNH HƢỞNG CỦA CÁC NGUỒN ĐẾN PHỤ THUỘC NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Dựa vào tảng anten thông minh kỹ thuật xử lí dãy, nghiên cứu kỹ thuật ƣớc lƣợng hƣớng đến cho nguồn. .. thuật xử lý dãy tác giả xin chọn đề tài luận văn cao học có tên :” ƢỚC LƢỢNG HƢỚNG ĐẾN ĐỘ PHÂN GIẢI CAO CÓ XÉT ẢNH HƢỞNG CỦA CÁC NGUỒN ĐẾN PHỤ THUỘC” 1.2 Mục đích, đối tƣợng phạm vi nghiên cứu... rộng dựa giải thuật MUSIC ESPRIT có xét đến trƣờng hợp dãy anten khơng lí tƣởng, cải thiện tốc độ xử lý Đồng thời, đƣa mơ hình tốn xác định hƣớng đến cho tín hiệu băng hẹp có nguồn đến phụ thuộc
Ngày đăng: 03/09/2021, 14:08
Xem thêm:
