بررسی تاثیر ساختارآرایه های آنتنی بر دقت تخمین doa توسط الگوریتم music

آنچه در سیستم‎های مخابرات سیار تا کنون مرسوم بوده، این است که در ایستگاه پایه، از آنتن‎های همه جهته و یا از تکنولوژی قطاع‎بندی سلول، استفاده کنند. این روش کار منجر به هدر رفتن توان می‎شود چرا که توان در جهات دیگری، غیر از جهت مورد نظر فرستاده می‎شود. اما در روشهای جدید، با استفاده از آنتن‎های هوشمند، و الگوریتم‎های خاصی که در قسمت پردازشی آنها به کار گرفته می‎شود، می‎توان جهت ورود سیگنال (doa) را شناسایی کرده سپس آرایه آنتن را طوری تنظیم نمود، که پترن آن در جهت مورد نظر قرار گیرد. الگوریتم های زیادی برای تشخیص زاویه ی ورود سیگنال مطرح شده اند، که هر یک ویژگی ها و امتیازات خاص خود را دارا هستند یکی از مشهورترین روش های تخمین doa، روش music است که مبنای مطالعات در این پایان نامه می باشد. اگر چه این روش دارای قدرت تفکیک بالائی است، اما محدودیتهائی دارد. برای غلبه بر مسائل و محدودیت های الگوریتم فوق، الگوریتم های فرعی زیادی مطرح شده اند، که از جمله ی آنها می توان به الگوریتم mmusic اشاره کرد. این الگوریتم که ابتدا برای آرایه های خطی مطرح شد وسپس برای آرایه های دایروی مناسب تشخیص داده شد ، خاصیتش این بود که در مقادیر سیگنال به نویز کم و نیز در تعداد نمونه های پایین بهتر از الگوریتم music عمل می کرد. در این پایان نامه علاوه بر تحلیل و شبیه سازی دقیق این الگوریتم ثابت شده است که می توان از آن برای تمام ساختارهای غیرخطی با تقارن مرکزی استفاده کرد، طوری که خطای تخمین آن برای تمام این ساختارها از خطای تخمین الگوریتم music کمتر باشد. در این پایان نامه روی ارتباط ساختار هندسی آرایه و دقت تخمین توسط هر دو الگوریتم music و mmusic مطالعاتی صورت گرفته است و درنهایت ساختاری مناسب که خطای تخمین الگوریتم های فوق را کمتر نماید معرفی شده و در مورد نحوه ی چینش آنتن ها روی سطح آرایه ایده هایی مطرح گشته است. در این پروژه رابطه ای برای الگوریتم music استخراج شده که ارتباط میانگین مربعات خطا را با ساختار آرایه، نسبت سیگنال به نویز، تعداد نمونه ها و تعداد المانها نشان می دهد و به واسطه این رابطه ثابت شده است که در یک محیط مشخص هرچه آنتن ها به لبه محیط نزدیک تر باشند، خطا کمترمی شود. همچنین اثبات شده است که اگر تعداد آنتنها ثابت باشد و مساحت را نیز بدون تغییر در نظر بگیریم ، آرایه مستطیلی خطای کمتری از آرایه دایروی دارد و این موضوع در هر دو الگوریتم صادق است. تزویج متقابل بین آنتنهای آرایه در نظر گرفته شد ، و مشخص شد که در این حالت نیز ساختار مستطیلی خطای کمتری نسبت به ساختار دایروی ایجاد می کند.