Estimación de la dirección de llegada (DOA) MUSIC y CAPON utilizando arreglos dispersos
DOI:
https://doi.org/10.22517/23447214.25240Palabras clave:
EnglishResumen
La estimación de la dirección de llegada (DOA) es crítica para la localización de señales en diversas aplicaciones como comunicaciones inalámbricas, comunicaciones móviles, radar, sonar y tecnología de antenas inteligentes. En este trabajo se estudian las prestaciones de los algoritmos MUSIC (Multiple Signal Classification) y CAPON en la estimación DOA utilizando diferentes geometrías. La inclusión de arrays dispersos tiene como objetivo mejorar el rendimiento de la estimación DOA en términos de robustez (efectos de acoplamiento mutuo) y grados de libertad (resolver las fuentes tanto como sea posible con el mismo número de elementos en el array). En la simulación, comparamos el rendimiento de estimación DOA de diferentes arrays, como el Array Lineal Uniforme (ULA), Coprime, Cascaded y Nested arrays. Además, mostramos que el rendimiento de los algoritmos DOA puede verse afectado por la elección de la geometría del array. Los resultados muestran los pseudoespectros de los métodos de estimación DOA utilizando todas las configuraciones de array consideradas. Este estudio intenta determinar qué algoritmo proporciona mejores resultados en términos de precisión utilizando diferentes configuraciones de array, lo que podría tener implicaciones significativas en aplicaciones prácticas que requieran una estimación DOA precisa.
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[1] P. N. Obimo and O. Tamer, ”Performance Evaluation of ¨ 1D DoA Estimation for DECOM and UCLA Using MUSIC Algorithm,” 2021 29th Signal Processing and Communications Applications Conference (SIU), 2021, pp. 1-5, doi:10.1109/SIU53274.2021.9477778.
[2] C. -B. Ko and J. -H. Lee, ”Performance of ESPRIT and Root-MUSIC for Angle-of-Arrival(AOA) Estimation,” 2018 IEEE World Symposium on Communication Engineering (WSCE), 2018, pp. 49-53, doi: 10.1109/WSCE.2018.8690541.
[3] Sharma, B., Singh, G. and Sarkar, I. (2015). Study of DoA estimation using MUSIC algorithm. International Journal of Scientific Engineering Research,6, 594–603.
[4] Zhang, K., Shen, C., Li, H., Li, Z., Wang, H., Chen, X. and Chen, J.(2020). Direction of arrival estimation and robust adaptive beam forming with unfolded augmented coprime array.IEEE Access,8, 22314–22323.
[5] Gabriel, W., “Adaptive Processing Antenna Systems,” IEEE Antenna and Propagation Newsletter, pp. 5–11, Oct. 1983.
[6] M. W. T. S. Chowdhury and M. Mastora, ”Performance Analysis of MUSIC Algorithm for DOA Estimation with Varying ULA Parameters,” 2020 23rd International Conference on Computer and Information Technology (ICCIT), 2020, pp. 1-5, doi: 10.1109/ICCIT51783.2020.9392663.
[7] M. Rahmani and G. K. Atia, ”A subspace method for array covariance matrix estimation,” 2016 IEEE Sensor Array and Multichannel Signal Processing Workshop (SAM), 2016, pp. 1-5, doi: 10.1109/SAM.2016.7569686.
[8] F. B. Gross, Smart antennas for wireless communications: With MATLAB. New York: McGraw-Hill, 2005.
[9] X. Wang, X. Wang and X. Lin, ”Co-prime array processing with sum and difference co-array,” 2015 49th Asilomar Conference on Signals, Systems and Computers, 2015, pp. 380-384, doi: 10.1109/ACSSC.2015.7421152.
[10] P. P. Vaidyanathan and P. Pal, ”Sparse Sensing With Co-Prime Samplers and Arrays,” in IEEE Transactions on Signal Processing, vol. 59, no. 2, pp. 573-586, Feb. 2011, doi: 10.1109/TSP.2010.2089682.
[11] Tie-Jun Shan, M. Wax and T. Kailath, ”On spatial smoothing for direction-of-arrival estimation of coherent signals,” in IEEE Transactions on Acoustics, Speech, and Signal Processing, vol. 33, no. 4, pp. 806-811, August 1985, doi: 10.1109/TASSP.1985.1164649.
[12] Li, Shuang, and Dongfeng Xie. ”Compressed symmetric nested arrays and their application for direction-of-arrival estimation of near-field sources.” Sensors 16, no. 11 (2016): 1939.
[13] B. Bhardwaj, P. G and N. S, ”Performance Analysis of FOC based DOA on Nested Array Elements,” 2021 IEEE Indian Conference on Antennas and Propagation (InCAP), 2021, pp. 336-339, doi: 10.1109/InCAP52216.2021.9726379.
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