lolem_1305
New Member
Download miễn phí Đề tài Khảo sát các thông số ảnh hưởng đến thuật toán music và mô phỏng thuật toán music bằng Matlab
MỞ ĐẦU 3
CHƯƠNG I 5
TỔNG QUAN VỀ ANTEN THÔNG MINH. 5
1.1. Mở đầu : 5
1.2. Nguyên lý hoạt động : 6
1.3. Ứng dụng của anten thông minh : 7
1.3.1. Anten thông minh trong mạng GSM và 3G : 7
1.3.3. Ứng dụng của anten thông minh trong việc xác định vị trí : 9
1.4.Anten mảng thích nghi : 10
1.4.1. Định nghĩa anten mảng thích nghi : 10
1.4.2. Cấu trúc của anten thích nghi : 11
CHƯƠNG II 13
MỘT SỐ THUẬT TOÁN ƯỚC LƯỢNG HƯỚNG SÓNG TỚI 13
2.1.Thuật toán ước lượng phổ: 13
2.2. Thuật toán khả năng lớn nhất MLM: 14
2.3 Thuật toán MUSIC : 14
2.4. So sánh các thuật toán : 15
2.5.Ứng dụng thuật toán MUSIC xác định DOA: 16
CHƯƠNG III
KHẢO SÁT CÁC THÔNG SỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN THUẬT TOÁN MUSIC VÀ MÔ PHỎNG THUẬT TOÁN MUSIC BẰNG MATLAB. 22
3.1. Xây dựng chương trình để giải quyết thuật toán MUSIC bằng ngôn ngữ matlab: 22
3.1.1. Đặt giả thiết ban đầu về số nguồn tín hiệu, số phần tử mảng và số mẫu quan sát : 24
3.1.2. Đặt khoảng cách giữa các phần tử trong mảng và các góc ban đầu, xây dựng véctơ hướng. 25
3.1.3. Xây dựng ma trận tín hiệu thu được : 26
3.1.4. Xây dựng ma trận hiệp phương sai, các giá trị riêng, véctơ riêng của nó : 27
3.1.5. Xây dựng hàm độ lệch , xác định hướng sóng đến nhờ thuật toán MUSIC : 27
3.1.6. Chương trình thu được cuối cùng : 28
3.2. Sự ảnh hưởng của các tham số đến kết quả của thuật toán MUSIC : 30
3.2.1. Ảnh hưởng của tham số dlamda ( d/ : khoảng cách giữa các phần tử anten trên bước sóng sử dụng ) : 30
3.2.2. Sự ảnh hưởng của số phần tử anten và số nguồn tín hiệu tới độ chính xác của thuật toán MUSIC : 33
3.2.3. Độ phân giải thuật toán : 35
3.2.4. Trường hợp khi có ít nhất một nguồn nằm ở góc 90 độ :.36
3.2.5. Khi các nguồn tín hiệu tương quan với nhau : 37
3.3. Kết luận : 41
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
và phát từ những máy di động khác (với những mã khác) đối với một máy điện thoại di động chính là nhiễu. Cho nên, càng nhiều điện thoại trong một vùng phủ sóng của trạm thu phát thì nhiễu càng nhiều. Điều đó làm giảm số điện thoại di động mà trạm thu phát có thể phục vụ được. Tất cả các tiêu chuẩn điện thoại 3G (UMTS, cdma2000 và TD-SCDMA...) đều sử dụng công nghệ CDMA. Đối với những hệ thống CDMA, Anten thông minh giúp giảm nhiễu trong một ô bởi vì nó tăng công suất phát để duy trì tất cả các kênh vô tuyến từ trạm phát tới mọi thuê bao. Điều này đặc biệt quan trọng khi nhu cầu tốc độ số liệu cao ngày càng tăng. Một kênh vô tuyến tốc độ cao cần mức công suất cao gấp 10 lần một kênh thoại trong mạng GSM. Tăng mức công suất để duy trì một kênh vô tuyến cũng có nghĩa là giảm khả năng phục vụ các thuê bao còn lại trong ô cũng như từ các ô liền kề.Anten thông minh giảm sự can nhiễu bằng 2 cách:
- Búp sóng của Anten hướng chính xác đến thuê bao, do vậy công suất phát chỉ phát đúng đến hướng cần thiết.
- Khả năng điều khiển tín hiệu định hướng, Anten thông minh tránh phát tín hiệu về phía nguồn can nhiễu.
Búp sóng của anten thông minh giống như một bông hoa với những cánh hoa có độ dài khác nhau , mỗi cánh hoa là một búp sóng phục vụ một thuê bao. Những búp sóng này sẽ bám theo đúng hướng của thuê bao khi di chuyển.
Kết hợp những lợi ích của Anten thông minh, hệ thống CDMA giảm được chi phí tính toán công suất, tăng dung lượng phục vụ.
1.3.3. Ứng dụng của anten thông minh trong việc xác định vị trí :
Bằng cách xác định được hướng sóng tới từ anten phát tới ít nhất 2 hệ anten thu ta có thể xác định được vị trí của anten phát từ giao điểm của 2 hướng đó. Việc xác định hướng được thực hiện với một số thuật toán như thuật toán ước lượng phổ, thuật toán khả năng lớn nhất hay phổ biến nhất là thuật toán MUSIC. Hình dưới mô tả việc xác định nguồn phát qua việc xác định được hướng sóng tới từ nguồn phát tới 3 trạm thu có sử dụng anten thông minh có sử dụng phương pháp xác định hướng sóng tới DOA.
T3
Trạm 3
T1
Trạm 1
Trạm 2
T2
Nguồn phát
Hình 1.1 . Xác định vị trí ứng dụng anten thông minh.
Anten thông minh là một tập hợp các Anten thành phần được điều khiển để có thể bức xạ ra các búp sóng hẹp với mức công suất phù hợp với yêu cầu nên nó nâng cao được công suất thu, giảm nhiễu nội bộ giữa các kênh vô tuyến trong cùng một trạm phát. Với những đặc điểm và nguyên lý hoạt động của Anten thông minh, việc sử dụng Anten thông minh trong mạng 2G (GSM) không mang lại hiệu quả cao. Đối với mạng di động 3G (CDMA), khi thiết kế, xây dựng cần xem xét khả năng triển khai Anten thông minh ngay để giảm số trạm phát, tăng dung lượng thuê bao, chất lượng dịch vụ.
1.4.anten mảng thích nghi :
1.4.1. Định nghĩa anten mảng thích nghi :
Anten thông minh thông thường được chia làm 3 loại : Anten định dạng búp sóng băng hẹp, Anten thích nghi và Anten thích nghi băng rộng. trong đó anten định dạng búp sóng băng hẹp là các hệ anten có xử lý tín hiệu với thuật toán không phức tạp, trong khi anten thích nghi xử dụng các cách cũng như thuật toán phức tạp hơn.
Một mảng anten là một dãy các anten được đặt theo một trật tự xác định tại những điểm cố định trong không gian. Một mảng thích nghi là một hệ thống anten có thể biến đổi những mẫu tín hiệu bằng điều khiển phản hồi trong hệ thống anten điều khiển.
Các phần tử của anten có thể được sắp đặt ở những vị trí bất kì trong không gian, trên thực tế loại anten thường được sử dụng là anten mảng thích nghi phẳng, là loại anten mà tâm các phần tử của anten được sắp xếp nằm trên cùng một mặt phẳng. Có 2 loại anten mảng phẳng được biết đến rộng rãi là anten mảng tròn và anten tuyến tính. Trong mảng tuyến tính, tâm các phần tử anten được sắp xếp theo một đường thẳng, các phần tử của anten thường được đặt cách nhau một khoảng khác không.
z
d
dcos
Hình 1.2. mảng anten tuyến tính
1.4.2. Cấu trúc của anten thích nghi :
1
2
.
.
.
M
Thuật toán điều khiển thích nghi
Xử lý tín hiệu
U2
U3
W2
W1
WM
Định dạng búp sóng
Bộ xử lý thích nghi
Hình 1.3. Một mô hình anten thích nghi
U1
Mảng anten
Hình trên mô tả một trong các mô hình của anten thích nghi, trong đó có 3 khối cơ bản là khối mảng anten, khối bộ xử lý thích nghi và khối định dạng búp sóng. Mảng anten là một hệ thống bao gồm một dàn các anten phần tử, thường là bao gồm M phần tử được sắp xếp tuyến tính. Bộ xử lý thích nghi xử lý với thời gian thực, nó tiếp nhận các thong tin liên tục từ đầu vào của dàn rồi tự động điều khiển các trọng số Wi của bộ định đạng búp sóng nhằm điều khiển liên tục đồ thị phương hướng của dàn sao cho thỏa mãn yêu cầu đề ra với các chỉ tiêu nhất định. Các trọng số được điều chỉnh để đạt bộ trọng số tối ưu theo một tiêu chuẩn nào đó, phù hợp với thuật toán được lựa chọn.
Trong hệ anten xử lý tín hiệu thích nghi, thông thường ta sử dụng phép định dạng búp sóng của dàn anten sao cho đồ thị phương hướng có cực đại của búp sóng hướng theo phía nguồn tín hiệu có ích, còn các hướng không hay hướng cực tiểu hướng theo các nguồn nhiễu để triệt tiêu hay giảm thiểu nhiễu. Trong trường hợp này, việc xác định được hướng nguồn tín hiệu có ích hay hướng nguồn nhiễu là rất quan trọng, nó là điều kiện thiết yếu để có thể định dạng được búp sóng như mong muốn. Để tìm ra hướng các tín hiệu này, bộ xử lý tín hiệu thích nghi phải bao hàm một số thuật toán để tìm ra hướng sóng đến, thuật toán được dùng phổ biến với độ chính xác cao đó là thuật toán MUSIC ( Multiple Signal Classification algorithm ). Thuật toán này do Schmidt đề xuất năm 1979, đạt được độ phân giải cao khi phát hiện và phân loại nhiều sóng đến đồng thời.
CHƯƠNG II
MỘT SỐ THUẬT TOÁN ƯỚC LƯỢNG HƯỚNG SÓNG TỚI
Một trong những công việc xử lý tín hiệu quan trọng nhất trong anten thông minh chính là việc xác định được hướng của búp sóng tới. Quá trình nghiên cứu và phát triển anten thông minh đã đưa ra được một số loại thuật toán ước lượng hướng sóng tới như thuật toán ước lượng phổ, thuật toán khả năng lớn nhất và đặc biệt được ứng dụng rộng rãi với độ chính xác cao là thuật toán MUSIC.
2.1.Thuật toán ước lượng phổ:
Trên cơ sở nếu ta ước lượng được ma trận tự tương quan đầu vào và biết các véctơ hướng a(φ), thì ta có thể xác định được công suất đầu ra theo hàm của góc sóng tới ( là giá trị góc φ ứng với giá trị của hàm phổ công suất này.
Trong đó :
A(φ) là véctơ hướng hay còn gọi là véctơ dõi theo
R là mà trận tự tương quan hay ma trận hiệp phương sai của tổng các tín hiệu thu được U(t) tại mảng anten thu.
P(φ) là hàm phổ công suất trung bình theo góc tới
L là cỡ của dãy tín hiệu hay số mẫu quan sát
2.2. Thuật toán khả năng lớn nhất MLM (maximum likehood method):
Thuật toán này tối đa hóa hàm loglikehood để ước lượng DOA từ một bộ mẫu chuỗi cho trước. Hàm likehood được cho bởi hàm mật độ xá...