21Tạp chí Nghiên cứu khoa học - Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190. Số 3(58).2017
LIÊN NGÀNH ĐIỆN - ĐIỆN TỬ - TỰ ĐỘNG HÓA
ỨNG DỤNG THUẬT TOÁN MUSIC TRONG ĐỊNH HƯỚNG
SÓNG ĐẾN ĐỐI VỚI HỆ ANTEN
APPLICATION OF MUSIC ALGORITHM FOR DIRECTION
OF ARRIVEIN ANTENNA SYSTEM
Tạ Thị Mai, Trần Duy Khánh, Phạm Thị Tâm
Email: maidtth@gmail.com
Trường Đại học Sao Đỏ
Ngày nhận bài: 01/3/2017
Ngày nhận bài sửa sau phản biện: 22/8/2017
Ngày chấp nhận đăng: 26/9/2017
Tóm tắt
Việt Nam có diện tích biển
7 trang |
Chia sẻ: huongnhu95 | Lượt xem: 508 | Lượt tải: 0
Tóm tắt tài liệu Ứng dụng thuật toán music trong định hướng sóng đến đối với hệ anten, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
chiếm 70% diện tích cả nước. Mỗi năm ngư dân đánh bắt thủy hải sản trên
biển phải đối diện với rất nhiều thiên tai. Để giảm thiểu thiệt hại, vấn đề xác định chính xác hướng tín
hiệu cấp cứu trong cảnh báo thiên tai, tai nạn giúp kịp thời ứng cứu trên biển là bài tốn cấp thiết hiện
nay. Bài báo này nghiên cứu về ứng dụng thuật tốn MUSIC trong định hướng sĩng đến cho hệ
anten và đề xuất xây dựng hệ anten phân bố trịn đều với khoảng cách giữa các anten λ/2. Kết quả
mơ phỏng cho thấy với gĩc tới giữa hai tín hiệu là 0,2o và tỉ số tín hiệu trên tạp âm (SNR) tối thiểu
bằng 1 dB, hệ thống vẫn cho phổ tốt. Từ kết quả này, hệ thống sẽ nhanh chĩng xác định chính xác
hướng tín hiệu cấp cứu và dễ dàng ứng cứu.
Từ khĩa: Tín hiệu đa đường; tín hiệu đến; gĩc tín hiệu đến; mảng anten sắp xếp theo hình trịn;
mảng anten sắp xếp theo đường thẳng.
Abstract
Vietnam’s sea area makes up 70% of the country. Every year fishermen fishing at sea face a lot of
natural disasters. In order to minimize damage, determining accurately direction of emergency signals
in warning of natural disasters, accidents to help timely rescue at sea is an urgent question at present.
This article researches application of MUSIC algorithm in directing coming wave for antenna system
and proposes to construct a circularly distributed antenna system with a spacing of λ/2 antennas.
Experimental results show that when the angle between the two signals is 0.20 and the signal-to-
noise ratio (SNR) of at least is 1 dB, the system is still giving good spectra. From this result, the
system will quickly determine the exact direction of the emergency signal and help rescue easily.
Keywords: Multiple signal classification; angle of incidence; uniform circular array; uniform linear array.
Thuật ngữ viết tắt:
MUSIC (MUltiple Signal Classification): thuật tốn phân loại tín hiệu đa đường.
UCA (Uniform Circular Array): mảng anten sắp xếp theo đường trịn.
ULA (Uniform Linear Array): mảng anten sắp xếp theo đường thẳng.
SNR (Signal to Noise Ratio): tỉ số tín hiệu trên nhiễu.
TFBMP (Total Forward Backward Matrix Pencil): ma trận bút chì thuận ngược.
1. GIỚI THIỆU CHUNG
Cơng tác ứng cứu kịp thời các tàu, thuyền
đánh cá cơng suất vừa và nhỏ (khoảng dưới 45
mã lực) khi tham gia đánh bắt thủy hải sản ở
vùng biển cách bờ 50 đến 70 km [1] bị gặp nạn
nhanh chĩng, kịp thời, giảm thiểu thiệt hại về
người và của là một yêu cầu cấp thiết hiện
nay. Các tàu, thuyền này chủ yếu được trang
bị hệ thống vơ tuyến đơn giản nên khi gặp nạn
việc phát tín hiệu ứng cứu rất khĩ khăn, đặc
biệt khi gặp bão. Thuật tốn MUSIC được ứng
dụng trong định hướng sĩng đến đối với mảng
anten sắp xếp theo hình trịn giúp định hướng
sĩng tốt nhất. Thuật tốn MUSIC là thuật tốn
dựa trên tập các tín hiệu thu được từ khơng
gian mà khơng cần phải quét búp sĩng của hệ
anten theo các gĩc trong khơng gian. Dựa trên
việc khai triển ma trận tự tương quan Ruu=
E[uuH] với u là tập tín hiệu thu được từ mỗi
phần tử của mảng anten.
Theo [1], nhĩm tác giả đã nghiên cứu và đề
xuất ứng dụng thuật tốn MUSIC cho hệ thống
ULA. Theo [2], tác giả đã làm rõ và đề xuất
phương pháp TFBMP để xác định hướng
. I I I
t ng cứu kịp thời các tàu, thuyền đánh
c cơng suất vừa và nhỏ (khoảng < 45 mã lực) khi
tham gia đán bắt thủy hải sản ở vùng biể cách
bờ 50 đến 70km [1] bị gặp nạn nhanh chĩ g, kịp
t ời, giảm thiểu thiệt hại về người và của là một yêu
cầu cấp thiết hiện nay. Các tàu thuyền này chủ yếu
được trang bị hệ thống vơ tuyến đơn giản nên khi
gặp nạn việc phát tín hiệu ứng cứu rất khĩ khăn,
đặc biệt khi gặp bão. Thuật tốn MUSIC được ứng
dụng trong định hướng sĩng đến đối với mảng
anten sắp xếp theo hình trịn giúp định hướng sĩng
tốt nhất. Thuật tốn MUSIC là thuật tốn dựa trên
tập các tín hiệu thu được từ khơng gian mà khơng
cần phải quét búp sĩng của hệ anten theo các gĩc
trong khơng gian. Dựa trên việc khai triển ma trận
tự tương quan Ruu= E[uu
H] với u là tập tín hiệu thu
được từ mỗi phần tử của mảng anten.
Theo [1] nhĩm tác giả đã nghiên cứu và đề xuất ứng
dụng thuật tốn MUSIC cho hệ thống ULA. Theo [2]
tác giả đã làm rõ và đề xuất phương pháp TFBMP
để xác định hướng sĩng đến cho hai hệ thống UCA
và ULA. Theo [3] tác giả đã nghiên cứu và đề xuất
ứng dụng thuật tốn MUSIC cho hệ thống UCA và
giải quyết được bài tốn khi gĩc tới là các gĩc bù,
tuy nhiên chưa chỉ ra được gĩc tới nhỏ nhất các hệ
22 Tạp chí Nghiên cứu khoa học - Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190. Số 3(58).2017
NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
thống cĩ thể phân biệt được và tỉ số tín hiệu trên
tạp âm nhỏ nhất mà phổ tín hiệu phân biệt được là
bao nhiêu?
Trong nghiên cứu này tác giả đã đề xuất phương
pháp ứng dụng thuật tốn MUSIC cho mảng anten
sắp xếp theo hình trịn với gĩc tới là bù của nhau,
với giải pháp này sẽ phân biệt được gĩc tới nhỏ
nhất giữa hai tín hiệu và phân biệt tốt tín hiệu khi
SNR nhỏ nhất.
2. THUẬT TỐN MUSIC
Thuật tốn MUSIC dựa trên việc khai thác cấu
của vector tín hiệu thu u(t).
( ) ( ){ } ( ) ( )
1
1 K HH
uu
t
R u t u t u t u t
L
ε
=
= = ∑ (1)
Trong đĩ:
( ) ( ) ( ).U t A s t n t= + (2)
( ) ( ) ( ) ( ) ( )1 2, , , , ,
T
K Nn t n t n t n t n t =
Từ (1), (2) ta cĩ:
( ) ( ) ( ) ( )( )( ) ( ){ }. . HuuR e s t n e s t n tφ φε= + +
( ) ( ) ( ){ } ( ) ( ) ( ){ }. . .H H He s t s t e n t n tεφ φε= + (3)
Coi nhiễu n(t) là nhiễu Gausian.
( ) ( ){ }H 2ε n t n t σ .I= (4)
Trong đĩ:
σ2: năng lượng tạp âm;
I: ma trận đơn vị.
Khi ( ) ( ){ }H ssε n t .n t R= (5)
viết lại như sau:
( ) ( ) ( ){ } ( )H H 2uuR e ε s t .s t e σ Iφ φ= + (6)
Các giá trị riêng của ma trận hiệp phương
sai Ruu thỏa mãn: 0uu mR Iλ− = (7)
Cĩ P giá trị riêng biểu thị cho cơng suất thu P
sĩng tới, được sắp xếp theo thứ tự biên độ
giảm dần:
2
1 1λ v σ= +
2
1 1λ v σ= +
2
p pλ v σ= +
L
(8)
Tạp âm máy thu gồm cả nhiễu tính theo cơng
thức: λ1>λ2>λ3 ... ...>λP ... >λP;
trúc riêng của ma trận hiệp phương sai uuR
mλ
Do đĩ: λP+1 = λP+2 ... ... = λM = σ2 (9)
λ1>λ2> ... >λP>λP+1 ... λM = σ2 (10)
(9); (10) là khơng gian con “tín hiệu” và khơng
gian con ”nhiễu”.
Vp là giá trị riêng của ( ) Hsse .R e ( )φ φ .
( ) ( ) ( ) ( ) ( )1 2, , , , ,
T
K NK
A a a a aϕ θ θ θ θ =
( ) ( ) ( ) ( ) ( )1 2, , , , ,
T
K NK
A a a a aϕ θ θ θ θ =
Hình 1. Giản đồ sắp xếp các giá trị riêng [1]
Hình 1: Giản đồ trình bày các giá trị riêng của
ma trận Ruu. Để tồn tại khơng gian con “nhiễu”
thì phải cĩ điều kiện M>P, nghĩa là số tín hiệu
cĩ thể phát hiện được nhỏ hơn số phần tử
anten của hệ thống.
Từ M giá trị riêng, ta tìm được M vector riêng
qm của ma trận Ruu thỏa mãn:
(Ruu − λm I)qm = 0 (11)
Đối với các vector riêng cĩ liên quan đến
M−P giá trị riêng nhỏ nhất, ta cĩ:
( )2m mR I qσ−
(12)
Vì ( ) ssE ≠ nên ( ) 0H me qφ = (13)
Điều này cĩ nghĩa các vector riêng cĩ liên
quan đến M – P giá trị riêng nhỏ nhất sẽ trực
giao với P vector hướng tạo nên ma trận e(φ):
( ) ( ) ( ){ } { }1 2 1 2, , , , , ,p P P Me e e q q qφ φ φ + + ⊥ (14)
Ta thiết lập ma trận Vn gồm các vector riêng
nhiễu: [ ]1 2, , ,n P P MV q q q+ +=
Vector hướng ứng với các tín hiệu đến luơn là
trực giao với các vector riêng của khơng gian
nhiễu, nên khi trùng
với một hướng sĩng đến. Do đĩ, các hướng
sĩng đến sẽ cĩ thể xác định tại các đỉnh của
phổ MUSIC như sau [2, 3, 4].
( ) 1
( ) ( )MUSIC H Hn n
P
e V V eφ
φ
φ
= (15)
0)()( =eVVe Hnn
H
K: số mẫu quan sát;
u(t): tín hiệu thu;
s(t): tín hiệu vào;
n(t): nhiễu tác động;
A: ma trận lái tín hiệu.
23Tạp chí Nghiên cứu khoa học - Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190. Số 3(58).2017
LIÊN NGÀNH ĐIỆN - ĐIỆN TỬ - TỰ ĐỘNG HĨA
Do tính trực giao giữa và Vn nên mẫu số
của phương trình (15) sẽ cực tiểu tại các
hướng sĩng tới. Để tồn tại khơng gian con
“nhiễu” thì phải cĩ điều kiện M>P, điều này
khẳng định một lần nữa là số tín hiệu cĩ thể
phát hiện được nhỏ hơn số phần tử anten của
hệ thống.
3. THUẬT TỐN MUSIC XÁC ĐỊNH HƯỚNG
SĨNG ĐẾN ĐỐI VỚI HỆ UCA
3.1. Mơ hình tốn học hệ anten phân bố trịn
Hình 2.Mơ hình hệ thống anten mảng trịn [3, 5, 6]
Hình 2, mơ hình hệ thống anten trịn N chấn tử
phân bố đều trên vịng trịn bán kính r. Với các
thơng số đặc trưng sau: các anten cách đều
nhau trên đường trịn và độ dài cung giữa hai
phần tử kề nhau là m; tín hiệu đến hợp với
mặt phẳng chứa các phần tử của hệ anten
gĩc . Bán kính hệ anten là R; mỗi phần tử
anten là một nguồn đẳng hướng; các phần tử
là đồng pha với nhau.
3.2. Hai tham số hình học của hệ UCA
Hình 3. Hai tham số hình học của anten mảng
[3]
Giả sử các tín hiệu đến được phát từ hệ thống
phao cứu sinh trên biển là k. Hình 3, xác định
hai tham số hình học của hệ thống anten
mảng (r và k). Ước lượng phổ của hệ:
( ) ( ) ( ) ( ), Tjr kE r t s t e s t a θ−= =
)(ϕe
θ
( )Tk k cos sinθ θ= (17)
Với ( ) Tjr ka eθ −= (16)
: vector bán kính;
: hệ số sĩng.
r
k
Trong mặt phẳng xy, là vector cho bởi [3]k
r1
±k
Y
X
Theo nghiên cứu này hệ số sĩng là bất kì
“dương” hoặc “âm” đều cho phổ như nhau.
Vector bán kính của phần tử thứ i trong hệ
thống UCA được tính:
(18)
3.3. Thuật tốn MUSIC cho hệ anten phân
bố trịn
Thay (17) và (18) vào (16), xác định được
vector lái của tín hiệu thứ i của hệ thống UCA:
UCA
1
= (19)
Tín hiệu nhận được tại phần tử thứ i được
biểu diễn:
( ) ( ) ( )j RcosiS t a t e β θ −= (20)
Trong đĩ:
λ: bước sĩng của tần số sĩng mang tín hiệu;
ϕ: là vị trí gĩc của phần tử thứ n trong mặt phẳng xy;
a(t): biên độ tín hiệu;
θk : gĩc tới tương đương với nguồn thứ k;
: bán kính mảng anten sắp xếp theo
Bán kính của mảng anten UCA phụ thuộc vào
số chấn tử N và bước sĩng đến λ và khoảng
cách giữa các chấn tử. Nếu m<λ/2 vẫn cho
chất lượng phổ tốt thì hệ thống sẽ được thu
gọn về kích thước, giảm thiểu chi phí.
Khi đĩ phổ MUSIC tính được [2, 3, 4]:
( ) ( ) ( )( ) ( )
.
.
H
MUSIC H H
n n
a a
P
a a V V
θ θ
θ
θ θ
= (21)
Với là các vector riêng
của khơng gian nhiễu được tính từ N-D các
giá trị riêng của ma trận tự tương quan các tín
hiệu thu được từ hệ anten.
k
: hệ số truyền sĩng;
λ
piβ 2=
{ }121 , −= Nn qqqV K
2 1 2 1
. cos sin
T
l l
L L
pi pi − −
ɳ
ϕ
ϕ
ϕ
=
pi
λ
2
NmR
hình trịn.
Hình 4. Sơ đồ định hướng song tới [1]
24 Tạp chí Nghiên cứu khoa học - Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190. Số 3(58).2017
NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
3.4. Nguyên lý định hướng sĩng đến
Tín hiệu tới thứ i được thu qua phần tử anten i,
đưa qua bộ khuếch đại KDi, đưa tới bộ nhận Ri
xác định Ruu của tín hiệu thu. Bộ xử lý tín hiệu
MUSIC tập hợp các tín hiệu đến Ri đưa ra chính
xác các gĩc tới với cơng suất phổ lớn nhất.
4. MƠ PHỎNG VÀ KIỂM NGHIỆM TRÊN HỆ
THỐNG UCA
4.1. Sơ đồ mơ phỏng
Để mơ phỏng đầy đủ hệ thống như thực tế thì
hệ thống phải gồm:
- Các nguồn tín hiệu phát (các phao cứu sinh:
vị trí, cơng suất).
- Khơng gian truyền sĩng.
- Hệ thống thu.
- Hệ thống xử lý tín hiệu thu.
Tuy nhiên, với phạm vi nghiên cứu của bài báo,
tác giả chỉ mơ phỏng phần xử lý tín hiệu thu
dùng thuật tốn MUSIC như ở hình 5. Bước 1, giảsử
các sĩng tới cĩ gĩc tới là θi, từ phương trình
(18) sẽ xác định được vector lái tín hiệu aUCA,
xác định được ma trận lái tín hiệu A(ϕ)K. Bước
2, xây dựng ma trận tín hiệu tới S(t), ma trận
tín hiệu nhiễu N(t). Bước 3, tính ma trận tổng
tín hiệu thu U(t) ở cổng thu theo phương trình
(2), tín hiệu sau bộ thu tiếp tục được xử lý
theo thuật tốn MUSIC.
Hình 5. Sơ đồ hệ thống thu và xử lý tín hiệu thu
4.2. Thiết lập các tham số cho hệ thống
Độ dài chấn tử được thiết lập bất kì theo bước
sĩng λ. Các nguồn tín hiệu đến cĩ hệ số sĩng
thay đổi, gĩc đến nhỏ nhất giữa hai tín hiệu
đến, SNR nhỏ nhất hệ thống cĩ thể nhận biết
tốt phổ tín hiệu đến.
4.2.1. Tham số tín hiệu đến
- Bước sĩng tín hiệu λ(m) [3].
- Độ dài chấn tử d.
- Khoảng cách giữa các chấn tử m.
- Số phần tử anten N.
- Bán kính của dàn R = (N*m)/(2*pi)
4.2.2. Các tham số nguồn tín hiệu đến
- Gĩc đến: θi
- Tỉ số tín hiệu trên nhiễu: SNR
- Hệ số sĩng Tkk )sin(cos θθ=
- Số mẫu tín hiệu thu: M
- Số tín hiệu đến: D (điều kiện D < N ).
- Ma trận tín hiệu nhiễu kích thước [M N]
5. KẾT QUẢ MƠ PHỎNG
a) Gĩc phân biệt 2 tín hiệu tới của UCA
b) Gĩc phân biệt 2 tín hiệu tới của ULA
Hình 6. Gĩc nhỏ nhất phân biệt 2 sĩng tới
Các
gĩc tới
Vector tín hiệu
tới S(t)
Ma trận lái
A(ϕ)K
Nhiễu N(t)
Tín hiệu
thu U(t)
Thuật tốn
MUSIC
Kết quả mơ phỏng gĩc nhỏ nhất phân biệt
2 sĩng tới: λ = 0,5 m; N = 10; D = 2;
d = λ/2; M = 1000; SNR = 35 dB.
Kết quả mơ phỏng khi gĩc tới là bù của nhau:
λ = 0,5 m; N = 10; D = 8; d = λ/2; M = 1000;
SNR = 35 dB; 8 gĩc tới lần lượt là [20o 30o 60o
90o 120o 200o 160o 300o].
25Tạp chí Nghiên cứu khoa học - Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190. Số 3(58).2017
LIÊN NGÀNH ĐIỆN - ĐIỆN TỬ - TỰ ĐỘNG HĨA
b) SNR = [25 25]; θ = [20 60];
Hình 9. Tín hiệu đến cĩ khoảng cách
nhỏ nhất [25 25] và lớn [250 250]
Bảng 1. Kết quả mơ phỏng khi tăng số chấn tử (N tăng)
N ULA UCA
15
30
a) Tín hiệu đến cĩ gĩc là bù của nhau
tới hệ ULA
b) Tín hiệu đến cĩ gĩc là bù của nhau
tới hệ UCA
Hình 7. Tín hiệu đến cĩ gĩc là bù của nhau
a) D = 1; N = 9; SNR = 24; θ = 20
Kết quả mơ phỏng SNR tối thiểu khi cĩ một
tín hiệu đến hệ thống D = 1; N = 9; SNR = 24;
θ = 20 và khi cĩ lớn hơn hoặc bằng 2 tín hiệu
đến hệ thống.
Kết quả mơ phỏng tăng tỉ lệ SNR: λ = 0,5 m;
N = 10; D = 8; D = λ/2; M = 1000.
b) D = 2; N = 9; SNR = [1 24]; θ = [20 30]
Hình 8. Tín hiệu đến SNR nhỏ nhất
khi cĩ D = 1 và D ≥ 2
a) SNR = [250 250]; = [20 60]θ
tử là d = 0,01λ và SNRcác chấn
26 Tạp chí Nghiên cứu khoa học - Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190. Số 3(58).2017
NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
40
70
Nhận xét: 6. KẾT LUẬN
- Từ kết quả mơ phỏng cho thấy thuật tốn
MUSIC áp dụng cho mảng anten phân bố trịn
(UCA) cho hiệu quả phân biệt rõ các sĩng tới
rất sát nhau (0,2o) tốt hơn hệ thống ULA
(0,4o). Kết quả này cĩ được bởi hệ thống UCA
đã được điều chỉnh vector bán kính theo
phương trình (18) trong khi đĩ của hệ thống
ULA là . Từ hai vector này
cho thấy gĩc quay của hệ UCA là từ 0o đến
360o, cịn hệ ULA chỉ là 0o đến 180o.
- Các gĩc tới là bù của nhau được thu và
phân biệt rõ đối với mảng anten phân bố
trịn (UCA), trong khi đĩ mảng anten phân bố
thẳng (ULA) coi các tín hiệu bù của nhau là
một tín hiệu đến.
- Số chấn tử anten (N) chỉ cần chọn lớn hơn
số tín hiệu đến D, đảm bảo về khả năng thu và
phân tích tín hiệu cũng như khả thi về kích
thước thiết kế và kinh tế.
- Tỉ số tín hiệu trên tạp âm SNR tối thiểu đến
trạm bờ cho một nguồn đến là 24 dB. Hệ thống
gồm nhiều nguồn tín hiệu đến trạm bờ phải cĩ
ít nhất một nguồn cĩ SNR tối thiểu 24 dB, các
tín hiệu cịn lại cĩ SNR tối thiểu 1 dB.
- Khi giảm khoảng cách giữa các chấn tử
làm nhiễu giữa các tín hiệu tăng lên, để hệ
thống nhận tốt tín hiệu cần tăng SNR nhỏ
nhất bằng 25 dB.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Phan Anh, Vũ Văn Yêm, Lâm Hồng
Bạch (2007). Ứng dụng thuật tốn MUSIC
trong việc xác định vị trí tàu thuyền đánh
cá loại vừa và nhỏ hoạt động ở vùng ven
biển. Tạp chí Điện tử ngày nay, số 95,
trang 10-17.
[2]. Hán Trọng Thanh (2015). Nâng cao chất
lượng xác định hướng sĩng tới cho hệ
Từ kết quả mơ phỏng thể hiện trên hình 6 cho
thấy ứng dụng thuật tốn MUSIC đối với mảng
anten sắp xếp theo hình trịn (UCA) hiệu quả
hơn mảng anten sắp xếp theo đường thẳng
(ULA). Khi các tham số của hệ là λ = 0,5 m;
N = 10; D = 8; d = λ/2; M = 1000; SNR = 35 dB
thì gĩc tới nhỏ nhất cho UCA cĩ thể phân biệt tốt
hai tín hiệu đến là 0,2o trong khi đĩ ULA là 0,4o.
Hình 7: Khi gĩc tới là bù của nhau, cụ thể (20o và
200o); (120o và 300o), UCA vẫn phân biệt rõ 4
gĩc tới này cịn ULA chỉ đưa ra được phổ 2 gĩc
tới là 20o và 120o. Lý do, UCA gĩc quay của
anten là 360o, trong khi đĩ gĩc quay của ULA chỉ
là 180o.
Bảng 1: Khi số chấn tử (N) càng lớn hơn số tín
hiệu đến (D) thì các tín hiệu đến càng được
phân tích một cách rõ ràng và nhiễu giữa các tín
hiệu đến ở vùng phổ cơng suất thấp gần như
bằng 0. Tuy nhiên nếu Ne rất lớn so với D thì
chất lượng của hệ thống cũng khơng được cải
thiện nhiều và hệ thống thực cũng khơng khả thi
về kích thước cũng như hiệu quả kinh tế.
Hình 8: Khi cĩ một sĩng tới trạm thu thì SNR của
sĩng tới tối thiểu phải đạt 24 dB, khi đĩ hệ thống
mới cĩ khả năng thu và phân tích tín hiệu (hình
8a). Nếu cĩ từ hai tín hiệu đến trạm thu trở lên
thì phải cĩ ít nhất một tín hiệu cĩ SNR tối thiểu
đạt 24 dB, các tín hiệu cịn lại cĩ SNR tối thiểu
1 dB hệ thống trạm bờ sẽ thu và phân tích được
đầy đủ các tín hiệu đến (hình 8b).
Hình 9: Tín hiệu đến hệ anten cĩ d nhỏ so với
bước sĩng d = 0,01λ khảo sát cho thấy cần SNR
nhỏ nhất là 25 dB thì hệ thống sẽ cho phổ tín
hiệu đến tốt (hình 9b) khi SNR tăng làm cho phổ
phân biệt giữa các tín hiệu đến chính xác và rõ
ràng hơn (hình 9a).
η = [(l ‒ 1)d 0]T
η
η
27Tạp chí Nghiên cứu khoa học - Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190. Số 3(58).2017
LIÊN NGÀNH ĐIỆN - ĐIỆN TỬ - TỰ ĐỘNG HĨA
7
thống vơ tuyến tìm phương sử dụng dàn
anten. Luận án tiến sĩ, Đại học Bách khoa
Hà Nội, trang 60 -79.
[3]. Tạ Thị Mai (2011). Ứng dụng thuật tốn
MUSIC định hướng sĩng đến đối với hệ
anten sắp x ếp theo cung trịn. Luận văn
thạc sĩ. Đại học Cơng nghệ, Đại học Quốc
gia Hà Nội, trang 35-51.
[4]. Trần Xuân Việt (2010). Ứng dụng thuật
tốn MUSUC trong hệ thống vơ tuyến tìm
phương sử dụng anten mạng. Tạp chí
Khoa học Cơng nghệ hàng hải, số 22,
trang 37 -41.
[5]. T.T. Zhang, Y.L. Lu, H.T. Hui (2005).
Simultaneous Estimation of Mutual
Coupling Matrix and DOAs for ULA, UCA.
Anten, radar, and wave propagation, page
277-280.
[6]. Zhongfu Ye and Chao Liu (2008). On the
resiliency again of MUSIC direction finding
agsinst antenna sensor coupling, IEEE
Trans. On Antennas and propagation, Vol.
56 No 2, February 2008.
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- ung_dung_thuat_toan_music_trong_dinh_huong_song_den_doi_voi.pdf