DOI: https://doi.org/10.20998/2522-9052.2020.3.10

Оцінювання напрямків надходження радіохвиль, основане на близькості коренів декількох поліномів методів надрозділення

Volodymyr Vasylyshyn

Анотація


Предметом дослідження є ефективність методів спектрального аналізу при наявності аномальних оцінок (викидів). Метою даної статті є підвищення ефективності спектрального аналізу (зменшення середньоквадратичної похибки (СКП) оцінювання напрямків надходження (НН) радіохвиль) на основі підходу подібності коренів поліномів, запропонованого А. Гершманом. Методи, що використовуються: методи спектрального аналізу, методи розпізнавання образів, методи цифрового статистичного моделювання. Були отримані наступні результати. Підхід по класифікації коренів поліномів використовується у випадку спільного застосування двох типів коваріаційної матриці (КМ) даних (стандартної та оцінки КМ з тепліцевою структурою). Цей підхід усуває викиди (корені поліному, що відповідають викидам) з початкових оцінок НН радіохвиль (коренів поліному, що відповідають аномальним оцінкам). Запропонована модифікація початкового підходу класифікації коренів поліному. Вона полягає в усуненні усереднення оцінок НН, отриманих методом оцінювання для різних КM при високих відношеннях сигнал/шум (ВСШ). Цей крок дозволяє для розглянутого випадку підвищити ефективність оцінювання НН при використанні методу класифікації коренів. Представлені результати моделювання, що підтверджують ефективність запропонованого підходу. Висновки. Покращення ефективності методів спектрального аналізу, основаних на використанні підпросторів власних векторів КМ даних може бути досягнуто шляхом видалення викидів з початкових оцінок НН радіохвиль. Одночасне застосування класичної КM другого порядку та оцінки КM з заданою структурою дає два набори оцінок НН радіохвиль (коренів полінома). Підхід по класифікації коренів здійснює обробку цих наборів і підвищує ефективність оцінювання НН. Запропонована в статті модифікація дає додаткову перевагу при високому ВСШ. Розглянутий підхід також може бути використаний разом з іншими методами оцінювання НН, основаними на пошуку коренів поліному.

Ключові слова


оцінювання напрямків надходження радіохвиль; теорема Карунена-Лоева; спектральне розкладення кореляційної матриці; методи спектрального аналізу; розпізнавання образів

Повний текст:

PDF (English)

Посилання


Stoica, P. and Moses, R. (1997), Introduction to Spectral Analysis, Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ.

Slyusar, V. (1999), “Super-Rayleigh delay lag resolution of narrow-band pulses”, Izvestiya VUZ: Radioelektronika, vol. 42, is. 3, pp. 55-62.

Bondarenko, B., Bondarchuk, G. and Timchuk,V. (2000), “Synthesis of optimal and quasi-optimal algorithms of superresolution for information systems with antenna arrays”, Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenij. Radioelektronika vol. 43 (5-6), pp. 66-72.

Vasylyshyn, V. (2020), “Combined Application of structured and standard covariance matrices for DOA estimation”, Proc. of IEEE Ukrainian Microwave Week, Kharkiv.

Beyerer, J., Richter, M. and Nagel, M. (2018), Pattern Recognition. Introduction, Features, Classifiers and Principles, Walter de Gruyter GmbH, Berlin, 307 p.

Kostenko, P.Y. and Vasylyshyn, V.I. (2014), “Signal processing correction in spectral analysis using the surrogate autocovariance observation functions obtained by the ATS-algorithm”, Radioelectronics and Communications Systems, vol. 57(6), pp. 235-243.

Gershman, A. and Messer, H. (1998), “Mixed-order root-MUSIC algorithms with improved robustness”, Proc. of IEEE SP Workshop on SSAP, Portland, pp. 33 – 36.

Vasylyshyn, V. (2011), “Improving the performance of Root–MUSIC via pseudo–noise resampling and conventional beamformer”, Proc. of The Third Microwaves, Radar and Remote Sensing Symposium, Kyiv, Ukraine, pp. 246–249.

Qian C., Huang L. and So H.C. (2014), “Improved unitary Root-MUSIC for DOA estimation based on pseudo-noise resampling”, IEEE SP. Letters, vol. 21, no. 2, pp. 140-144.

Friedlander, B. and Weiss, A. J. (1992), “Direction finding using spatial smoothing with interpolated arrays”, IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, vol. 28, no. 2, pp. 574-587.




Copyright (c) 2020 Volodymyr Vasylyshyn