空間平滑後的轉換子空間旋轉法應用於 同調訊號方向估測

Spatial Smoothing Transformed Subspace Rotation Method in Coherent Source Environment DOA Estimation

卓偉欽(Wei-Chin Chuo)

指導教授 ： 張豫虎

中原大學/工學院/電子工程研究所/碩士(2003年)

https://doi.org/10.6840/cycu200300340

摘要

隨著通訊技術的進步，人們不斷的在追求更好、更快且更簡單的方法，而在方向估測的領域上，就不斷的有重大的突破。若是信號是以陣列的形式呈現，我們可以採用線性代數中的特徵結構技術，經由不同的演算法來估測出信號入射的角度以獲得發射訊號的資訊。由這種模式估測方向的方法，最有名的是MUSIC演算法以及ESPRIT演算法，這兩種方法雖然有很好的效能，但要能使這兩種演算法正常運算必須有個先決條件－入射訊號之間，彼此要是非同調，也就是不相關的，否則，演算法中所運用到的訊號相關矩陣便沒有足夠的維度，這種情況將影響演算法求出所有訊號的入射角度。此時，空間平滑技術便是一個很好的解決之道。
在本論文中，我們便利用這種想法將原始的轉換子空間旋轉法做修正。在一維的空間平滑轉換子空間旋轉法中，我們所運用的空間平滑技術詳細的寫在論文中的第二章中。而二維的空間平滑轉換子空間旋轉法所參考的二維間平滑技術則寫在第四章中，而所有空間平滑轉換子空間旋轉法的公式推導和模擬證明都在第五章和第六章裡呈現。
經由我們的實驗與模擬，論文中驗證使用空間平滑技術改良原始的轉換子空間旋轉法作同調訊號之角度估測確實可行。在相同的測試條件之下，我們所需要的計算時間比其他方法少且估測出來的結果也較好。至於二維方向估測中最重要的方位角與仰角的配對問題，我們也能準確配對出二維角度位置。

關鍵字

特徵值分解 ； 轉換子空間旋轉法 ； 空間平滑技術 ； 方向估測

並列摘要

Spatial-smoothing Transformed Subspace Rotation method is applied in the coherent signal's direction-of-arrival estimation, which can preserve the advantages of TSR, such as lower computational complexity in one and two dimension space and auto-paring in two dimension DOA estimation. Both 1-D and 2-D simulation results present a satisfied performance.

並列關鍵字

eigenvalue decomposition ； Spatial Smoothing ； Transformed Subspace Rotation ； DOA estimation

參考文獻

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