Dirección de llegada

En el procesamiento de señales , la dirección de llegada ( DOA ) denota la dirección desde la que normalmente llega una onda que se propaga a un punto, donde normalmente se encuentran un conjunto de sensores. Este conjunto de sensores forma lo que se llama una matriz de sensores . A menudo existe la técnica asociada de formación de haces que consiste en estimar la señal desde una dirección determinada. ^{[1] [2]} Varios problemas de ingeniería abordados en la literatura asociada son:

• Encuentre la dirección relativa a la matriz donde se encuentra la fuente de sonido
• Usted también localiza la dirección de diferentes fuentes de sonido a su alrededor mediante un proceso similar a los utilizados por los algoritmos en la literatura.
• Los radiotelescopios utilizan estas técnicas para observar un determinado lugar del cielo.
• Recientemente ^{[ ¿cuándo? ]} La formación de haces también se ha utilizado en aplicaciones de radiofrecuencia (RF), como la comunicación inalámbrica . En comparación con las técnicas de diversidad espacial , se prefiere la formación de haces en términos de complejidad. Por otro lado, la formación de haces en general tiene velocidades de datos mucho más bajas. En canales de acceso múltiple ( acceso múltiple por división de código (CDMA), acceso múltiple por división de frecuencia (FDMA), acceso múltiple por división de tiempo (TDMA)), la formación de haces es necesaria y suficiente.
• Diversas técnicas para calcular la dirección de llegada, como el ángulo de llegada (AoA), la diferencia horaria de llegada (TDOA), la diferencia de frecuencia de llegada ( FDOA ) u otras técnicas asociadas similares.
• Las limitaciones en la precisión de la estimación de la dirección de llegada de las señales en conjuntos de antenas digitales están asociadas con la fluctuación ADC y DAC . ^[3]

Técnicas sofisticadas avanzadas realizan una estimación conjunta de la dirección de llegada y el tiempo de llegada (ToA) para permitir una localización más precisa de un nodo. Esto también tiene el mérito de localizar más objetivos con menos recursos de antena. De hecho, es bien sabido en la comunidad de procesamiento de matrices que, en términos generales, se pueden resolver objetivos mediante antenas. Cuando se emplea la estimación JADE ^{[4] [5]} (ángulo de unión y retardo), se puede ir más allá de este límite. ${\displaystyle P}$ ${\displaystyle N>P}$

Métodos típicos de estimación de DOA

• Periodograma
• MÚSICA
• SAMV
• Máxima verosimilitud
• ESPÍRITU
• MÚSICA raíz ^[6]

Referencias

1. Zhang, Qilin; Abeida, Habti; Xue, Ming; Rowe, Guillermo; Li, Jian (2012). "Implementación rápida de una estimación iterativa escasa basada en covarianza para la localización de fuentes". La Revista de la Sociedad de Acústica de América . 131 (2): 1249-1259. Código Bib : 2012ASAJ..131.1249Z. doi : 10.1121/1.3672656. PMID  22352499.
2. Abeida, Habti; Zhang, Qilin; Li, Jian; Merabtine, Nadjim (2013). "Enfoques iterativos basados ​​en varianza mínima asintótica escasa para el procesamiento de matrices". Transacciones IEEE sobre procesamiento de señales . 61 (4). Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE): 933–944. arXiv : 1802.03070 . Código Bib : 2013ITSP...61..933A. doi :10.1109/tsp.2012.2231676. ISSN  1053-587X. S2CID  16276001.
3. M. Bondarenko y VI Slyusar. "Influencia de la fluctuación en ADC en la precisión de la radiogoniometría mediante conjuntos de antenas digitales. // Sistemas de radioelectrónica y comunicaciones. - Volumen 54, Número 8, 2011.- Pp. 436 - 445.-" (PDF) . doi :10.3103/S0735272711080061.
4. Vanderveen, Michaela C., Constantinos B. Papadias y Arogyaswami Paulraj. "Estimación de retardo y ángulo conjunto (JADE) para señales de trayectorias múltiples que llegan a un conjunto de antenas". Cartas de comunicaciones del IEEE 1.1 (1997): 12-14.
5. Ahmad Bazzi y Dirk Slock. "Estimación del ángulo y retraso articular (JADE) mediante relajación parcial". Conferencia global IEEE 2019 sobre procesamiento de señales e información (GlobalSIP). IEEE, 2019.
6. Barrabell, Arthur. "Mejora del rendimiento de resolución de algoritmos de radiogoniometría basados ​​en estructuras propias". ICASSP'83. Conferencia internacional IEEE sobre acústica, habla y procesamiento de señales. vol. 8.IEEE, 1983.