پديد آورنده :
محمدي پرستو، مهدي
عنوان :
تخمين زاويه ورود مبتني بر حسگري فشرده در آرايه‌هاي آنتني
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
مخابرات سيستم
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
دوازده، 96ص. : مصور (رنگي)، جدول، نمودار
استاد راهنما :
محمود مدرس هاشمي
توصيفگر ها :
زاويه ورود سيگنال , حسگري فشرده , آنتن‌هاي آرايهاي , توري , دسته‌ي روي توري , دسته‌ي خارج توري
استاد داور :
محمدرضا تابان، احسان يزديان
تاريخ ورود اطلاعات :
1400/09/16
دانشكده :
مهندسي برق و كامپيوتر
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1400/09/17
چكيده فارسي :
تخمين زاويه‌ي ورود سيگنال دريافتي از منابع با استفاده از آنتن‌هاي آرايهاي در سال‌هاي اخير مورد توجه قرار گرفته و با توجه به كاربردهاي بسيار آن در رادار، سونار، مخابرات و.... موضوع پژوهش‌هاي بسياري بوده است. در تخمين زاويه‌ي ورود، با استفاده از آرايهاي از آنتن‌ها پارامترهاي موجود در سيگنال‌هايي كه توسط تعدادي منبع توليد و به‌صورت موج در محيط منتشر شده‌اند، استخراج مي‌گردد و پس از پردازش، زاويه‌ي ورود سيگنال دريافتي تخمين زده مي‌شود. يك آرايه، مجموعه‌اي از آنتن‌ها است كه با چيدماني خاص در نقاط مختلف فضا توزيع شده‌اند و سيگنال انتشار يافته توسط منابع به طور همزمان توسط اين حسگر‌ها نمونه‌برداري شده و سپس بصورت متمركز پردازش مي‌شود. روش‌هاي كلاسيك موجود براي تخمين زاويه‌ي ورود را مي‌توان به روش‌هاي طيفي، روش‌هاي مبتني بر زيرفضا و روش‌هاي پارامتري تقسيم كرد. روش‌هاي كلاسيك تخمين زاويه‌ي ورود به تعداد زيادي فريم داده از سيگنال منابع دريافتي براي تخمين با دقت قابل قبول نياز دارند كه سبب افزايش پيچيدگي محاسباتي مسئله مي‌شود. براي رفع اين مشكل، در سال‌هاي اخير، روش‌هاي جديدي مبتني بر حسگري فشرده براي تخمين زاويه‌ي ورود معرفي شده، مي‌توان روش‌هاي تخمين زاويه‌ي ورود مبتني بر حسگري فشرده را به سه دسته روي توري، خارج توري و بدون توري تقسيم كرد. دقت تخمين بدست آمده از روش‌هاي روي توري محدود به توري بوده و سبب عدم تطبيق در مسئله خواهد شد. براي رفع اين عيب، روش‌هاي خارج توري معرفي شده است. در اين پايان‌نامه ضمن بررسي و مرور روش‌هاي خارج توري ارائه شده، دو روش براي بهبود تخمين زاويه‌ي ورود پيشنهاد شده، كه اولين روش، الگوريتمي دو مرحله‌اي مبتني بر حسگري فشرده و جزء دسته خارج توري است كه روابط آن هم براي مشاهدات تك فريم و هم براي مشاهدات آرايه مجازي بدست آمده است. روش دوم پيشنهاد شده با استفاده از تقريب مرتبه‌ي دوم بسط تيلور، مدل مشاهدات را بهبود مي‌دهد و با استفاده از مدل مشاهدات جديد، كارآيي روش خارج توري بهبود داده شده است. با استفاده از شبيه‌سازي نشان داده شده است كه روش‌هاي پيشنهادي داراي كارآيي مطلوب و بالايي بوده، و از پيچيدگي محاسباتي مناسبي برخوردار هستند.
چكيده انگليسي :
Direction of Arrival (DOA) estimation of sources using array antennas has been brought researchers attention in recent years. Due to its applications in radar, sonar, telecommunications, etc., many researches have been subjected to this area of interest. For estimating of DOA, signal parameters, generated by number of sources and propagated in the environment, will be extracted using antenna arrays. After processing the received signal, DOA will be estimated. Antenna array is a set of antennas with specific arrangement in different parts of space. The propagated signals are sampled simultaneously by these so-called sensors and then processed centrally. The existing classical DOA estimators can be classified into spectral methods, subspace-based methods and parametric methods. The classical methods use a large number of data frames from the sources signal for acceptable estimation accuracy and so their computational complexity are increased. In order to solve this problem, new methods based on compressive sensing have been proposed in recent years. These compressive sensing-based methods can be classified in three categories called: on-grid, off-grid and gridless. The estimation accuracy of the on-grid methods is limited to the grid size and will cause non-compliance in the problem. A solution to this problem is using off-grid methods. In this thesis, while reviewing the off-grid methods, two new methods have been proposed to improve DOA estimation. The first method is a two-step on/off-grid algorithm based on the compressive sensing. In this method, the equations have been derived both for single measurement vector and virtual array observations. The second proposed method uses the second-order Taylor expansion approximation. By using this new method, the efficiency of the proposed off-grid method has been improved. The simulation results show high efficiency for the both proposed methods and also desirable computational complexity has been achieved.
استاد راهنما :
محمود مدرس هاشمي
استاد داور :
محمدرضا تابان، احسان يزديان
