Nghiên cứu nâng cao hiệu năng của hệ tìm phương sử dụng anten không tâm pha trong môi trường các nguồn tín hiệu tương quan

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHÊ

TRẦN THỊ THÚY QUỲNH

NGHIÊN CỨU NÂNG CAO HIÊU NĂNG CỦA HÊ TÌM PHƯƠNG
SỬ DỤNG ANTEN KHÔNG TÂM PHA TRONG MÔI TRƯỜNG
CÁC NGUỒN TÍN HIÊU TƯƠNG QUAN

LUẬN ÁN TIẾN SĨ NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ,
TRUYỀN THÔNG

Hà Nội - 2015


I HC QUẩC GIA H NậI
TRìNG I HC CặNG NGH

TrƯn Th Thúy Quýnh

NGHIN CU NNG CAO HIU NNG CếA H TM
PHìèNG S DệNG ANTEN KHặNG TM PHA TRONG MặI
TRìNG CC NGUầN TN HIU TìèNG QUAN

Chuyản ng nh: K thuêt Viạn thổng
MÂ số: 62 52 02 08

LUN N TIN S NGNH CặNG NGH Kò THUT IN T, TRUYN
THặNG
NGìI HìẻNG DN KHOA HC:
1. GS.TSKH. Phan Anh

2. PGS.TS. TrƯn Minh TuĐn

H Nởi - 2015
i


LI CM èN

Tổi xin gỷi lới cÊm ỡn chƠn th nh án GS.TSKH. Phan Anh, ngữới  dăn dt, nh hữợng cho tổi trong nhỳng nghiản cựu vã lắnh vỹc anten, truyãn sõng,
v k thuêt siảu cao tƯn. Trong suốt quĂ trẳnh nghiản cựu vã anten khổng
tƠm pha, tổi  nhên ữủc nhiãu lới khuyản quỵ bĂu cừa thƯy cõ nhỳng chuyn
bián tẵch cỹc trong nghiản cựu cĐu trúc anten.
Ngữới thƯy thự hai tổi muốn gỷi lới cÊm ỡn l GS.TS. Karim Abed-Meraim.
Vợi nhiãu kinh nghiằm trong lắnh vỹc xỷ lỵ tẵn hiằu mÊng cụng nhữ tối ữu
hõa cĐu hẳnh anten mÊng, thƯy  giúp tổi cõ cĂi nhẳn tờng quan v nh
hữợng tốt hỡn vã cĂc nởi dung cƯn l m cừa luên Ăn, c biằt l phƯn xỷ lỵ tẵn hiằu.
Tổi cụng xin cÊm ỡn PGS.TS. Nguyạn Linh Trung, ngữới luổn cho tổi
nhỳng lới khuyản quỵ bĂu trong nghiản cựu cụng nhữ hữợng dăn tổi cĂch suy
nghắ v cĂch viát mởt b i bĂo khoa hồc; PGS.TS. TrƯn ực TƠn  cho nhỳng lới
khuyản vã cĂch sỷ dửng thuêt toĂn nn mău; PGS.TS. TrƯn Minh TuĐn  hữợng
dăn tổi nhỳng kián thực ban Ưu vã cĂc cĐu trúc anten hiằn Ôi; cĂc thƯy, cổ
Khoa iằn tỷ - Viạn thổng v cĂc thƯy, cổ phÊn biằn  cho nhiãu gõp ỵ giúp tổi
kh-c phửc nhỳng im cỏn hÔn chá trong luên Ăn.
Tổi cụng xin ữủc cÊm ỡn NCS. Trữỡng Minh Chẵnh  giúp ù nhiãu trong
phƯn soÔn thÊo luên Ăn; cĂc bÔn ỗng nghiằp trong khoa iằn tỷ - Viạn thổng Â
luổn ởng viản, giúp ù trong cổng viằc v cuởc sống.
Lới cÊm ỡn cuối cũng tổi xin gỷi án gia ẳnh thƠn yảu, Â luổn tÔo iãu kiằn
cho tổi ữủc hồc têp v phĂt trin.
TrƯn Th Thúy Quýnh
ii

LI CAM

OAN

Tổi xin cam oan nhỳng cổng viằc ữủc thỹc hiằn trong luên Ăn chữa
tứng ữủc cĂc tĂc giÊ khĂc ã xuĐt. Vợi sỹ hiu biát cừa mẳnh, tổi ch-c ch-n cĂc
số liằu, kát quÊ trong luên Ăn l trung thỹc v chữa ữủc cổng bố Ơu v trong
bĐt cự cổng trẳnh n o trứ cổng trẳnh cừa tĂc giÊ v t i liằu tham khÊo.
Náu cõ gẳ sai trĂi, tổi xin ho n to n chu trĂch nhiằm.
H Nởi, ng y . . . thĂng . . . nôm 2015
TĂc giÊ

TrƯn Th Thúy Quýnh

iii


MệC LệC

Trang phử bẳa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . i
Lới cÊm ỡn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ii

Lới cam

oan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
iii

Danh mửc cĂc kỵ hiằu v chỳ viát t-t . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

viii

Danh mửc bÊng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
xvi
Danh mửc cĂc hẳnh v,

Mé

ỗ th. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
xvii

U . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1

Chữỡng 1. TấNG QUAN V MậT Sẩ MNG ANTEN V PHìèNG PHP TM
PHìèNG TIU BIU. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1.1. Giợi thiằu . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.2. Mổ hẳnh dỳ liằu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
11

1.3. CĐu trúc hẳnh hồc cừa mÊng anten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . 13 1.3.1. Tẵnh duy nhĐt cừa vector Ăp ựng mÊng, tẵnh vổ hữợng
cừa

mÊng,

v

ngữùng

phƠn


gi£i . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 1.3.2.
M£ng ULA v UCA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
1.3.3. Anten khæng t¥m pha (AWPC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
23
iv


1.3.4. Nhên xt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

1.4. Thuêt toĂn tẳm hữợng sõng
án. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
1.4.1. Thuêt toĂn tÔo chũm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
1.4.2. Thuêt toĂn MUSIC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
35
1.4.3. Thuêt toĂn ML . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
37
1.4.4. Nhên xt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

1.5. Anten khổng tƠm pha tờng quĂt v thuêt toĂn MUSIC . . . . . . . . . . . . 40
1.6. Kát luên chữỡng 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
43

Chữỡng 2. KHC PHệC VN LP LI PHấ KHặNG GIAN CếA H TM
PHìèNG S DệNG ANTEN AWPC . . . . . . . . . 44 2.1. Giợi thiằu . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
2.2. Sym-AWPC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

45

2.2.1. Lỹa chồn gõc quay anten

45

................................

2.2.2. PhƠn tẵch số hồc tẵnh duy nhĐt cừa vector
ựng mÊng . . . .
47
2.2.3. Kát quÊ mổ phọng. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Ăp
48

2.3. SymII-AWPC-UCA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

2.3.1. PhƠn tẵch số hồc tẵnh duy nhĐt cừa vector

Ăp ựng mÊng . . . . 51

2.3.2. Kát quÊ mổ phọng. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

54

2.4. Asym-AWPC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

54

2.4.1. PhƠn tẵch số hồc tẵnh duy nhĐt cừa vector

Ăp ựng mÊng . . . . 57

2.4.2. Kát quÊ mổ phọng. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
57
2.4.3. Tẵnh vổ hữợng cừa mÊng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
57
2.4.4. Ngữùng phƠn giÊi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
61
2.4.5. Hiằu nông cừa hằ thống . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
62


2.4.6. K¸t qu£ mæ phäng. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
63
2.5. K¸t luªn ch÷ìng 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
68

v


Chữỡng 3. H TM PHìèNG S DệNG ASYM-AWPC TRONG MặI TRìNG CC
NGUầN TN HIU TìèNG QUAN . . . . 69 3.1. Giợi thiằu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
3.2. Hằ tẳm phữỡng Asym-AWPC-MUSIC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
71
3.3. Hằ tẳm phữỡng Asym-AWPC-CS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
3.3.1. Mổ hẳnh dỳ liằu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73

3.3.2. c tẵnh cừa ma trên o ữủc tÔo bi Asym-AWPC . . . . . . . . . 76
3.3.3. Thuêt toĂn khổi phửc: Bẳnh phữỡng tối thiu cõ iãu chnh l1 78
3.3.4. Kát quÊ mổ phọng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.4. CÊi thiằn
AWPC-CS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.4.1.

Ănh giĂ
...............................

ở phƠn giÊi cừa Asym82
ở phƠn giÊi . . . . . . . .
82

3.4.2. Kát quÊ mổ phọng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.5.
tẵnh toĂn cừa Asym-AWPC-CS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.5.1.
.......................................

79

83

ở phực tÔp

84

ở phực tÔp tẵnh toĂn
84

3.5.2. Kát quÊ mổ phọng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
85
3.6. Kát luên chữỡng 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
86

KT LUN V KIN NGH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

88

DANH MệC CặNG TRNH KHOA HC CếA TC GI LIN QUAN N
LUN N . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
TI LIU THAM KHO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

93

PHệ LệC A. Cổng thực Ănh giĂ tẵnh duy nhĐt cừa vector Ăp ựng
mÊng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101


PHÖ LÖC B. Cæng thùc t½nh CRLB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

vi

101

PHệ LệC C. GiÊn

ỗ bực xÔ cừa anten AWPC tờng quĂt . . . .

104

PHệ LệC D. Tẵnh ữớng bao thĐp CRLB mởt nguỗn trong trữớng hủp mổ
hẳnh ngău nhiản . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
PHệ LệC E. Chựng minh phử thuởc tuyán tẵnh loÔi cừa vector Ăp ựng mÊng
trong cĐu trúc Sym-AWPC. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
PHệ LệC F. Chựng minh phử thuởc tuyán tẵnh loÔi =2 cừa vector Ăp ựng
mÊng trong cĐu trúc SymI-AWPC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113

vii


DANH MÖC C•C KÞ HI›U
V€ CHÚ VI˜T T•T

viii


Danh mửc cĂc kỵ hiằu
STT

Kỵ hiằu

Mổ tÊ

1

in thữớng

Vổ hữợng

2

in thữớng, êm

Vector

3

in hoa, êm

Ma trên

4

Php bián ời liản hiằp phực

5

Php nhƠn vổ hữợng

6

Php nhƠn Hadamard (nhƠn tứng phƯn tỷ
cừa ma trên)

7

Hằ số mÊng

8

Ngữùng phƠn giÊi thống kả

9

Gõc quay anten

10

d

ở bĐt ối xựng cừa anten Asym-AWPC

11

ở phƠn giÊi

12

Mực ở khổng phử thuởc tuyán tẵnh cừa vector Ăp ựng mÊng

13

Tẵnh duy nhĐt cừa vector Ăp ựng mÊng

14

Hằ số liản kát

15

Bữợc sõng cừa tẵn hiằu

16

x

GiĂ tr trung bẳnh cừa x

17

Gõc phữỡng v

18

GiÊn ỗ pha cừa anten

19

Gõc ngâng

20

Tham số iãu chnh

21

E

Php tẵnh trung bẳnh

22

a

PhƯn tỷ cừa vector Ăp ựng mÊng

23

a

Vector Ăp ựng mÊng

24

A

Ma trên chựa cĂc vector Ăp ựng mÊng hoc
ma trên o
ix


Danh mửc cĂc kỵ hiằu
STT

25
26
27

Kỵ hiằu

Cx = Ef(x
d

Mổ tÊ

x)(x

H

H

x

)g

Ma trên hiằp phữỡng sai cừa x
KhoÊng cĂch giỳa hai phƯn tỷ anten
Ch số nguỗn tẵn hiằu

d

28

d

29

d

30

D

Số nguỗn tẵn hiằu án

31

e

Vector riảng

32

E

iằn trữớng

33

En

Ma trên chựa vector riảng cừa khổng gian con
nhiạu

34

Es

Ma trên chựa vector riảng cừa khổng gian con
tẵn hiằu nguỗn

35

G

GiÊn ỗ biản ở cừa anten

36

H

Php bián ời Hermitan

37

I

Ma trên ỡn v

38

=

PhƯn Êo

39

J

Ma trên thổng tin Fisher

40

k

Hằ số sõng

41

K

Số mău tẵn hiằu thu thêp

42

l

Chiãu d i dipole

43

L

Số cĐu hẳnh anten hoc số lữủng gõc khÊo sĂt

44

m

Ch số phƯn tỷ anten

45

M

Số phƯn tỷ anten, kẵch thữợc vector Ăp ựng
mÊng

46

n

Nhiạu tÔi mởt phƯn tỷ anten

47

N

Số phƯn tỷ SymII-AWPC trong mÊng SymIIAWPC-UCA

AC
BD

KhoÊng cĂch giỳa phƯn tỷ anten A v

C

KhoÊng cĂch giỳa phƯn tỷ anten B v

D

x


Danh mửc cĂc kỵ hiằu
STT

Kỵ hiằu

Mổ tÊ

48

<

PhƯn thỹc

49
51

Rx = Efx(t)x(t) g
1 P K
^

k=1 x(k)x(k)
Rx = K
s

52

T

Php chuyn v

53

V

iằn Ăp v o cừa dipole

54

w

Trồng số phực

55

x

Tẵn hiằu thu thêp tÔi mội phƯn tỷ anten

56

(xm; ym)

V trẵ cừa phƯn tỷ anten thự m trong khổng
gian

50

H

Ma trên tữỡng quan cừa x
H

Ma trên tữỡng quan ữợc lữủng cừa x
Tẵn hiằu nguỗn án

xi


Danh mửc cĂc chỳ viát t-t
STT

Chỳ
viát t-t

Mổ tÊ Tiáng Anh

Mổ tÊ Tiáng Viằt

1

1-D

1 Dimensional

1 chiãu

2

ACRB

Averaged Cramer Rao Bound Trung bẳnh
Cramer-Rao

3

AC-ACRB

Antenna Configuration and Trung bẳnh ữớng bao
Averaged Cramer Rao Bound Cramer-Rao theo cĐu hẳnh

ữớng bao

anten
4

ACF

Ambiguity Checking Function H m kim tra lội phử thuởc
tuyán tẵnh cừa vector Ăp ựng
mÊng

5

AFL

Ambiguity Free Level

Mực ở khổng phử thuởc
tuyán tẵnh cừa vector Ăp ựng
mÊng

6

AGS

Ambiguous Generator Set

7

AWPC

Antenna Without Phase Cen- Anten khổng tƠm pha
ter

8

AWPCMUSIC

Antenna Without
Center-MUltiple

Classification

Têp tÔo ra lội phử thuởc tuyán
tẵnh cừa vector Ăp ựng mÊng

Phase Hằ tẳm phữỡng sỷ dửng anten
SIgnal khổng tƠm pha v thuêt toĂn
phƠn lợp nhiãu tẵn hiằu

9

AsymAWPC

Asymmetric Antenna
out Phase Center

With- Anten khổng tƠm pha bĐt ối
xựng

10

AsymAWPC-0.6

Asymmetric Antenna
out Phase Center-0.6

With- Anten khổng tƠm pha bĐt ối
xựng vợi hằ số bĐt ối xựng
bơng 0,6

xii


Danh mửc chỳ viát t-t
STT

11

Chỳ
viát t-t

Mổ tÊ Tiáng Anh

Mổ tÊ Tiáng Viằt

AsymAWPC-

Asymmetric Antenna Without Phase Center-MUltiple

Hằ tẳm phữỡng sỷ dửng anten
khổng tƠm pha bĐt ối xựng

MUSIC

SIgnal Classification

v thuêt toĂn phƠn lợp nhiãu
tẵn hiằu

12

AsymAWPC-CS

Asymmetric
Without
Phase

Antenna Hằ tẳm phữỡng sỷ dửng anten
Center- khổng tƠm pha bĐt ối xựng

Compressive Sensing

v thuêt toĂn nn mău

13

CRB

Cramer Rao Bound

ữớng bao Cramer Rao

14

CRLB

Cramer Rao Lower Bound

ữớng bao thĐp Cramer Rao

15

CS

Compressive Sensing

Thuêt toĂn nn mău

16

DOA

Direction of Arrival

Hữợng sõng án

17

DML

Deterministic
Likelihood

18

ESPRIT

Estimation of Signal Param- Thuêt toĂn ữợc lữủng cĂc
eters Via Rotational Invaritham số cừa tẵn hiằu thổng

Maximum Thuêt toĂn giống nhĐt cỹc
Ôi theo mổ hẳnh xĂc nh

ance Techniques

qua k thuêt quay bĐt bián

19

FBA

Forward-Backward
proach

Ap- Phữỡng phĂp trữợc v

20

FBSS

Forward-Backward
Smoothing

21

HIS

Histograms

22

iid

independent and identically PhƠn bố ởc lêp v
distributed
nhau

23

ML

Maximum Likelihood

24

MUSIC

MUltiple Signal
tion

sau

Spatial L m trỡn khổng gian trữợc
v sau
Biu ỗ tƯn suĐt

xiii

giống

Thuêt toĂn giống nhĐt cỹc
Ôi

Classifica- Thuêt toĂn phƠn lợp nhiãu
tẵn hiằu


Danh mửc chỳ viát t-t
STT

Chỳ
viát t-t

Mổ tÊ Tiáng Anh

Mổ tÊ Tiáng Viằt

25

MSE

Mean Square Error

Lội bẳnh phữỡng trung bẳnh

26

MVDR

Minimum Variance

sionless Response

27

New-AWPC

New Antenna
Phase Center

28

NLA

Nonuniform Linear Array

MÊng thng khổng cĂch ãu

29

UCA

Uniform Circula Array

MÊng trỏn cĂch ãu

30

UCA-4e

Uniform Circula Array-4 ele- MÊng trỏn cĂch ãu 4 phƯn

ment
tỷ

31

UCA-MUSIC

Uniform Circula
Array- Hằ tẳm phữỡng sỷ dửng mÊng
MUltiple SIgnal Classifica- trỏn cĂch ãu v thuêt toĂn

Distor- Ăp ựng khổng mo phữỡng
sai tối thiu
Without Anten khổng tƠm pha mợi

tion

phƠn lợp nhiãu tẵn hiằu

32

ULA

Uniform Linear Array

MÊng thng cĂch ãu

33

URA

Uniform Rectangular Array

MÊng chỳ nhêt cĂch ãu

34

RF-IF

Radio Frequency - Intermediate Frequency

Bở chuyn ời tứ tƯn số cao
xuống trung tƯn

35

RIP

Restricted Isometry
erty

36

RMSE

Root Mean Square Error

Côn bêc hai lội bẳnh phữỡng
trung bẳnh

37

SDDI

Scale Data and Display as
Images

Côn chnh v hin th dỳ liằu
dữợi dÔng hẳnh Ênh

38

SML

Stochastic Maximum Likelihood

Thuêt toĂn giống nhĐt cỹc
Ôi theo mổ hẳnh ngău nhiản

39

SNR

Signal to Noise Ratio

T số tẵn hiằu trản tÔp Ơm

40

SRL

Statistical Resolution Limit

Giợi hÔn phƠn giÊi thống kả

xiv

Prop- c tẵnh cũng mực giợi hÔn


Danh mửc chỳ viát t-t
STT

Chỳ
viát t-t

Mổ tÊ Tiáng Anh

Mổ tÊ Tiáng Viằt

41

SS

Spatial Smoothing

L m trỡn khổng gian

42

Sym-AWPC

Symmetric Antenna Without Anten khổng tƠm pha ối
Phase Center
xựng

43

SymI-AWPC

Symmetric I Antenna Without Phase Center

Anten khổng tƠm pha ối
xựng loÔi 1

44

SymII-AWPC

Symmetric II Antenna Without Phase Center

Anten khổng tƠm pha ối
xựng loÔi 2

45

SymIIAWPC-UCA

Symmetric II Antenna Without Phase Center Uniform

MÊng trỏn cĂch ãu vợi cĂc
phƯn tỷ l anten khổng tƠm

Circular Array

pha ối xựng loÔi 2

Weighted Subspace Fitting

Thuêt toĂn khợp khổng gian
con cõ trồng số

46

WSF

xv


DANH MÖC C•C BƒNG

1.1 Cæng thùc t½nh ng÷ïng ph¥n gi£i cõa thuªt to¡n Balett, Capon,
v MUSIC cho m£ng ULA [42]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

xvi


DANH MệC CC HNH V,

ầ TH

1.1 CĐu trúc hẳnh hồc cừa mÊng: (a) ULA v (b) UCA. . . . . . . . . . . 20
1.2 ACF cừa mÊng: (a) ULA v (b) UCA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
1.3 CRLB mởt nguỗn cừa mÊng ULA v UCA. . . . . . . . . . . . . . . . 22
1.4 Ngữùng phƠn giÊi SRL cừa mÊng: (a) ULA v (b) UCA. . . . . . . . 24
1.5 GiÊn ỗ bực xÔ cừa anten AWPC vợi kd 1. . . . . . . . . . . . . . . 26
1.6 CĐu trúc anten AWPC vợi kd 1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
1.7 CĐu trúc anten New-AWPC. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
1.8 Sỡ ỗ tờng quĂt cừa bở tÔo chũm. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
1.9 Sỡ ỗ khối hằ tẳm phữỡng sỷ dửng thuêt toĂn MUSIC. . . . . . . . . 35
1.10 Phờ khổng gian chuân hõa cừa hằ tẳm phữỡng sỷ dửng thuêt toĂn
Balett, Capon, v MUSIC trong trữớng hủp 2 nguỗn tẵn hiằu án
tÔi 85 v 90 , SN R = 20dB, mÊng ULA 6 phƯn tỷ, số mău thu
thêp K = 100. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
1.11 CĐu trúc anten khổng tƠm pha trong trữớng hủp tờng quĂt. . . . . . 41
2.1 AC-ACRB theo M. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
2.2 AFL theo dAC ; dBD ữủc chuân hõa theo . . . . . . . . . . . . . . . . 48
2.3 Phờ khổng gian chuân hõa cừa hằ tẳm phữỡng sỷ dửng thuêt toĂn
MUSIC v anten Sym-AWPC: (a) dAC = dBD, (b) jdAC dBDj > 0; 5 . 49
2.4 CĐu trúc SymII-AWPC-UCA 6 phƯn tỷ. . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
2.5 ACF cừa anten: (a) SymII-AWPC, (b) SymII-AWPC-UCA 3 phƯn
tỷ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

xvii


2.6 AFL chuân hõa cừa mÊng SymII-AWPC-UCA theo số phƯn tỷ
anten SymII-AWPC (N). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
2.7 Phờ khổng gian chuân hõa cừa hằ tẳm phữỡng sỷ dửng thuêt toĂn
MUSIC v anten: (a) SymII-AWPC-UCA 3 phƯn tỷ, (b) SymII-AWPCUCA 8 phƯn tỷ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

2.8 Phờ khổng gian chuân hõa cừa hằ tẳm phữỡng sỷ dửng thuêt toĂn
MUSIC v anten SymII-AWPC-UCA 3 phƯn tỷ (12 dipole) trong
trữớng hủp ữợc lữủng 24 nguỗn tẵn hiằu. . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
2.9 Biu diạn ACF cừa: (a) Asym-AWPC, (b) SymII-AWPC. . . . . . . . 58
2.10 Biu diạn AFL theo

d. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

2.11 Phờ khổng gian chuân hõa cừa hằ tẳm phữỡng sỷ dửng thuêt toĂn
MUSIC v anten Asym-AWPC vợi d = 0; 6. . . . . . . . . . . . . . . 59
2.12 H m

Ănh giĂ tẵnh chĐt vổ hữợng cừa mÊng: (a) Average-CRB,

(b) Margin-CRB. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 2.13
Ngữùng phƠn giÊi thống kả SRL theo d. . . . . . . . . . . . . . . . . 61
2.14 Phờ khổng gian MUSIC cừa hằ tẳm phữỡng dũng Asym-AWPC

v UCA-4e. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 2.15 Hiằu
nông cừa hằ thống theo SNR vợi K = 1000, DOA = [ 10 ; 40 ]. . 66
2.16 Hiằu nông cừa hằ thống theo khoÊng cĂch gõc (b-t Ưu tứ 0,2)
vợi K = 1000, SNR = 20dB. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
2.17 Hiằu nông cừa hằ thống theo số mău thu thêp K (b-t Ưu tứ 17)
vợi SNR = 20dB, DOA = [ 10 ; 40 ].

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

3.1 Phờ khổng gian MUSIC cừa hằ tẳm phữỡng sỷ dửng Asym-AWPC0.6 trong mởt số trữớng hủp cừa mổi trữớng cĂc nguỗn tẵn hiằu
tữỡng quan. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
3.2 GiĂ tr cĂc nh phờ cừa tẵn hiằu theo hằ số tữỡng quan.

. . . . . . . 72

3.3 Mổ hẳnh dỳ liằu cừa thuêt toĂn CS: (a) vợi ma trên o cõ phƠn
bố ngău nhiản v (b) Ăp dửng vợi mÊng ULA, UCA [54].
3.4 SDDI tr tuyằt ối cừa ma trên o v

xviii

HIS tÔi h ng 12.

. . . . . . . 75
. . . . . . . . 77


3.5 Phờ khổng gian chuân hõa cừa hằ tẳm phữỡng Asym-AWPCCS v Asym-AWPC-MUSIC vợi mởt số trữớng hủp cĂc nguỗn tẵn
hiằu tữỡng quan nhau. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
3.6 Phờ khổng gian chuân hõa cừa hằ tẳm phữỡng Asym-AWPCCS v Asym-AWPC-MUSIC vợi mởt số trữớng hủp cĂc nguỗn tẵn
hiằu giống nhau. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
3.7 ACF tÔo bi Asym-AWPC vợi: (a)

d = 0; 6; (b)

3.8 Hằ số liản kát trong khoÊng [ 175 ; 175 ] vợi

d = 1; 5. . . . . . . 82

= 5 . . . . . . . . . . . . 83

3.9 Phờ khổng gian chuân hõa cừa hằ tẳm phữỡng Asym-AWPC-CS

vợi

d = 0; 6 v

d = 1; 5. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84

3.10 Phờ khổng gian chuân hõa cừa Asym-AWPC-MUSIC v AsymAWPC-CS trong trữớng hủp cĂc nguỗn tẵn hiằu khổng tữỡng quan

v số mău K =1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 3.11 Thới
gian tẵnh cừa hằ Asym-AWPC-MUSIC v Asym-AWPC-CS. . . 86 C.12 Hằ
anten khổng tƠm pha trong trữớng hủp tờng quĂt. . . . . . . . . . 106

xix


Mé

t vĐn

U

ã

Tờng quan vã hằ tẳm phữỡng xỷ lỵ mÊng
Hằ tẳm phữỡng, hay cỏn gồi l tẳm hữợng sõng án (DOA), luổn õng vai
trỏ quan trồng trong cĂc ựng dửng: thổng tin, nh v, giĂm sĂt, dăn ữớng, tẳm
kiám cựu nÔn,...
Ng y nay, vợi sỹ phĂt trin vữủt bêc cừa xỷ lỵ tẵn hiằu, cĂc hằ tẳm
phữỡng xỷ lỵ mÊng cho php cũng lúc ữợc lữủng nhiãu tham số (hữợng sõng
án, tƯn số, thới gian truyãn,...) cừa nhiãu tẵn hiằu (cũng kảnh hoc khĂc kảnh)

trong khi hằ tẳm phữỡng truyãn thống khổng th.
CĐu trúc cừa mởt hằ tẳm phữỡng xỷ lỵ mÊng gỗm hai phƯn cỡ bÊn, cụng
l hai phƯn quyát nh án hiằu nông cừa hằ thống, l : mÊng anten v thuêt toĂn
ữợc lữủng tham số.
MÊng anten cõ th cõ cĐu trúc 1-D, 2-D, hoc 3-D; những, phờ bián l
mÊng 1-D v 2-D. Cử th:
- MÊng 1-D gỗm: mÊng thng cĂch ãu ULA [25] v khổng cĂch ãu NLA [6].

- MÊng 2-D gỗm: mÊng trỏn cĂch ãu UCA [25], mÊng chỳ nhêt cĂch ãu
URA [33], mÊng chỳ thêp ối xựng v bĐt ối xựng [70], v nhiãu cĐu trúc
mÊng phng khĂc ữủc tẳm thĐy trong [5].

1


CĂc thuêt toĂn ữợc lữủng tham số, vã cỡ bÊn cõ th chia th nh mởt số
nhõm sau:
- CĂc thuêt toĂn tÔo chũm truyãn thống (Barlett, Capon) [25].
- CĂc thuêt toĂn cĐu trúc riảng dỹa trản ma trên hiằp phữỡng sai khổng
gian (MUSIC [52], ESPRIT [54]).
- CĂc thuêt toĂn giống nhĐt cỹc Ôi (DML, SML, WSF) [25].
- Thuêt toĂn Matrix Pencil [32] tữỡng tỹ nhữ thuêt toĂn ESPRIT những viằc
tẵnh toĂn dỹa trỹc tiáp trản cĂc mău thu thêp chự khổng dỹa trản ma
trên hiằp phữỡng sai khổng gian nhữ ESPRIT.
- CĂc thuêt toĂn khĂc: thổng thữớng l cĂc bián th cừa cĂc thuêt toĂn Â
nảu trản nhữ: Root-MUSIC [4]; Cyclic-MUSIC [58], TST-MUSIC [31],
Multiple Frequency-MUSIC [1], FO-MUSIC [67], Unitary-ESPRIT [40],...
Bản cÔnh õ, trong nhỳng nôm gƯn Ơy thuêt toĂn nn mău (CS) cụng ữủc
sỷ dửng trong ữợc lữủng DOA [66].
Hằ thống tẳm phữỡng xỷ lỵ mÊng ữủc phĂt trin chừ yáu theo cĂc hữợng

sau:
- Tông ở chẵnh xĂc.
- Tông ở phƠn giÊi.
- GiÊm ở phực tÔp tẵnh toĂn.
- ìợc lữủng DOA vợi ch mởt mău thu thêp.
- ìợc lữủng DOA cừa cĂc nguỗn tẵn hiằu tữỡng quan.
- Tông số nguỗn tẵn hiằu ữợc lữủng trong khi khổng m rởng gõc m
cừa mÊng anten.
- Kh-c phửc vĐn ã lp lÔi phờ khổng gian.
- Êm bÊo tẵnh vổ hữợng cừa mÊng.

2