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 ubica un conjunto de sensores. Este conjunto de sensores forma lo que se denomina una matriz de sensores . A menudo existe la técnica asociada de formación de haces que estima la señal desde una dirección dada. ^[1]^[2] Varios problemas de ingeniería abordados en la literatura asociada son:

Encuentra la dirección relativa a la matriz donde se encuentra la fuente de sonido.
La dirección de las diferentes fuentes de sonido a su alrededor también se localiza mediante un proceso similar al que utilizan los algoritmos de la literatura.
Los radiotelescopios utilizan estas técnicas para observar una ubicación determinada en el 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 , la formación de haces es preferida 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 de tiempo 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 las señales de llegada en conjuntos de antenas digitales están asociadas con la fluctuación del ADC y DAC . ^[3]

Las técnicas avanzadas y sofisticadas realizan estimaciones conjuntas 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 a través de antenas. Cuando se emplea la estimación conjunta de JADE ^[4]^[5] (ángulo y retardo), se puede ir más allá de este límite. ${\estilo de visualización P}$ $Estilo de visualización N>P$

Métodos típicos de estimación de DOA

Referencias

^ Zhang, Qilin; Abeida, Habti; Xue, Ming; Rowe, William; Li, Jian (2012). "Implementación rápida de estimación iterativa dispersa basada en covarianza para localización de fuentes". Revista de la Sociedad Acústica de América . 131 (2): 1249–1259. Bibcode :2012ASAJ..131.1249Z. doi :10.1121/1.3672656. PMID 22352499.
^ Abeida, Habti; Zhang, Qilin; Li, Jian; Merabtine, Nadjim (2013). "Enfoques iterativos dispersos asintóticos basados en varianza mínima para procesamiento de matrices". IEEE Transactions on Signal Processing . 61 (4). Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE): 933–944. arXiv : 1802.03070 . Bibcode :2013ITSP...61..933A. doi :10.1109/tsp.2012.2231676. ISSN 1053-587X. S2CID 16276001.
^ M. Bondarenko y VI Slyusar. "Influencia del jitter en el convertidor analógico-digital en la precisión de la radiogoniometría mediante redes de antenas digitales. // Radioelectrónica y sistemas de comunicaciones. - Volumen 54, Número 8, 2011.- Pp. 436 - 445.-" (PDF) . doi :10.3103/S0735272711080061.
^ Vanderveen, Michaela C., Constantinos B. Papadias y Arogyaswami Paulraj. "Estimación conjunta de ángulo y retardo (JADE) para señales de trayectos múltiples que llegan a un conjunto de antenas". IEEE Communications letters 1.1 (1997): 12-14.
^ Ahmad Bazzi y Dirk Slock. "Estimación del ángulo y el retardo de la articulación (JADE) mediante relajación parcial". Conferencia global IEEE 2019 sobre procesamiento de señales e información (GlobalSIP). IEEE, 2019.
^ Barabell, Arthur. "Mejora del rendimiento de resolución de algoritmos de búsqueda de dirección basados en estructuras propias". ICASSP'83. Conferencia internacional IEEE sobre acústica, habla y procesamiento de señales. Vol. 8. IEEE, 1983.