بررسی و بهبود الگوریتم های زیرفضا جهت تخمین زاویه ورود سیگنال

در این پایان نامه به بررسی روش های تخمین جهت ورود سیگنال در آنتن های آرایه ای می پردازیم. ابتدا مقدمه ای از آنتن های آرایه ای و چگونگی کارکرد این آنتن ها ارائه می گردد. سپس انواع روش های تخمین جهت ورود سیگنال به صورت اجمالی بررسی می شوند. از میان روش های موجود محوریت این پایان نامه بر روی روش های music، music-root و esprit است که در شرایط مختلفی بهبود یافته اند. در ادامه شرایط مجانبی جدیدی مطرح می شود که چالشی برای آرایه های با تعداد آنتن زیاد محسوب می گردد. این شرایط به این صورت است که رشد تعداد مشاهدات دریافتی و تعداد آنتن های آرایه به صورت همسان افزایش می یابد. این بدین معناست که نسبت تعداد مشاهدات دریافتی به ابعاد مشاهده بسیار زیاد نیست و نمی توان با استفاده از قانون اعداد بزرگ، تخمین ماتریس کوواریانس را محاسبه نمود. نظریه ی ماتریس تصادفی که یکی از شاخه های علم آمار است به بررسی رفتار ماتریس کوواریانس سیگنال دریافتی در این شرایط می پردازد. بنابراین در ادامه به بررسی این نظریه و برخی تخمین گرهای مبتنی بر آن می پردازیم. با استفاده از این نظریه الگوریتم music-g ارائه شده است که در شرایط مجانبی جدید، الگوریتم تخمین جهت ورود music را بهبود می دهد. پس از آن شرایطی بررسی می گردد که سیگنال ورودی به نویز غیر گوسی آغشته شده باشد. در این شرایط روش های مختلفی که تخمین مقاومی از ماتریس کوواریانس سیگنال را ارائه می دهند، بررسی شده اند و با استفاده از تخمین گر مارونا روش های music-root و esprit بهبود یافته اند. در نهایت هر دو شرایط نویز پالسی و شرایط مجانبی جدید به صورت همزمان در نظر گرفته می شود و با استفاده از تکنیک های حل محدب مسأله ی تخمین جهت ورود سیگنال، الگوریتم music-g در این شرایط بهبود می یابد.