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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/2182| Estimación de la dirección de arribo y desplazamiento doppler en un ambiente gaussiano de dispersores Direction of arrival estimation and doppler shift under a gaussian scattering environment | |
| Claudio Alfredo López Miranda | |
| DAVID HILARIO COVARRUBIAS ROSALES | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| Sistemas de control de robots,Mecanismos manipuladores,Sistemas no suaves,Fricción,Robots manipuladores,Robot control systems,Nonsmooth systems,Friction,Robots manipulators | |
| En este trabajo determinamos el efecto que tienen las multitrayectorias sobre el esparcimiento Doppler y sobre la estimación de la dirección de arribo (DOA) con arreglos de antenas en comunicaciones móviles. Para analizar el efecto del esparcimiento Doppler sobre la señal usamos el modelo elíptico microcelular con antena ominidireccional, mientras que su efecto sobre el espectro de densidad de potencia (PDS) es investigado aplicando un modelo Gaussiano de dispersores en ambientes micro y macro celulares con antena sectorial, para el cual deducimos la densidad de probabilidad del ángulo de arribo (AOA) y comparamos los resultados con el modelo circular macrocelular. La comparación muestra que el modelo circular sobreestima la contribución de multitrayectorias sobre el PDS. Respecto a los algoritmos de DOA, evaluamos el desempeño del algoritmo de Clasificación de Señales Múltiples (MUSIC) y las complicaciones de éste al estimar la DOA en ambientes no dispersivos y dispersivos. En el caso dispersivo, simulamos un escenario Gaussiano considerando un arreglo lineal de antenas con el fin de mostrar la eficiencia del algoritmo MUSIC Multidimensional (MDM) al estimar las DOAs de una firma espacial de usuario o conjunto de señales coherentes en presencia de multitrayectorias. Estimar las DOAs a través del MDM resulta un problema complejo, por lo que proponemos como una primera aproximación la aplicación del algoritmo genético estocástico (StGA) para optimizar su espectro. Presentamos una modificación del algoritmo StGA utilizando una tasa variable de mutación por bit basada en la aptitud y controlado por una subtasa, con la idea de mejorar su capacidad para escapar de óptimos locales. La optimización del MDM así como la degradación de MUSIC convencional medida en término del rmse son ilustradas en casos con dos o más multirayectorias. Los resultados muestran que el algoritmo MDM tendrá mucha mayor resolución desde el subespacio de ruido; sin embargo, debido a su alta resolución la optimización con el StGA se complica, por lo que resulta mejor aplicar el StGA desde el subespacio de señal. In this work we determine the effect of the multipaths on both the Doppler shift and the direction of arrival (DOA) estimations employing antenna arrays in wireless communications. The effects of the Doppler shift on the signal is analyzed by using the macro cell elliptical model for omnidirectional antennas, whereas its influence on the power density spectrum (PDS) is investigated in micro- and macro-cell environments through the Gaussian scattering model for directional antennas, in which we deduce the probability density function of the angle of arrival (AOA) in the base and mobile station. The results were compared with the PDS of the macrocell circular model, showing that the circular model overestimates the multipath contribution to the PDS. A performance assessment of the Multiple Signal Classification (MUSIC) algorithm and its difficulties to estimate the DOA in both non dispersive and dispersive environment is presented. A Gaussian scattering scenario is simulated to illustrate the efficiency of the Multidimensional MUSIC algorithm (MDM) to estimate the user´s spatial signature in multipath environments. The results are shown employing a linear antenna array at the base station. Since the DOA estimations through the MDM algorithm is a complex problem, so the optimization of its spectrum is approached by using the Stochastic Genetic Algorithm (StGA), in which we implement a variable mutation rate to each bit, this rate is based on the fitness and controlled by a sub rate to improve the capacity of the algorithm to escape from local optimums. The optimization process along with the degradation of the conventional MUSIC algorithm is illustrated for two and more dimensions. The results shown that the MDM algorithms have super resolution from the noise subspace, but the optimization process through the StGA is complicated due to this high resolution, hence application of the StGA algorithm from the signal subspace is suggested. | |
| CICESE | |
| 2006 | |
| Tesis de doctorado | |
| Español | |
| López Miranda, C.A.2006.Estimación de la dirección de arribo y desplazamiento doppler en un ambiente gaussiano de dispersores.Tesis de doctorado en ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California.xii, 126 p. | |
| TECNOLOGÍA DE LAS TELECOMUNICACIONES | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Electrónica y Telecomunicaciones |
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