Định hướng nguồn tín hiệu trong sonar thụ động trên cơ sở phân tách không gian con kết hợp lọc răng lược thích nghi

Bài báo "Định hướng nguồn tín hiệu trong sonar thụ động trên cơ sở phân tách không gian con kết hợp lọc răng lược thích nghi" đề xuất thuật toán định hướng thích nghi trên cơ sở kỹ thuật lọc răng lược với thuật toán MUSIC, thuật toán ACF-BB-MUSIC. Đối tượng áp dụng của thuật toán này là các hệ thống giám sát ngầm có trang bị chủ yếu là sonar thụ động. Các bộ lọc răng lược được sử dụng để giữ lại toàn bộ các thành phần phổ vạch vùng tần số thấp của chân vịt và triệt nhiễu. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Định hướng nguồn tín hiệu trong sonar thụ động trên cơ sở phân tách không gian con kết hợp lọc răng lược thích nghi Hội nghị Quốc gia lần thứ 26 về Điện tử, Truyền thông và Công nghệ Thông tin (REV-ECIT2023) Định hướng nguồn tín hiệu trong sonar thụ động trên cơ sở phân tách không gian con kết hợp lọc răng lược thích nghi Nguyễn Thanh Chinh, Nguyễn Ngọc Đông, Phạm Khắc Hoan và Nguyễn Tiến Tài Khoa Vô tuyến điện tử, Đại học Kỹ thuật Lê Quý Đôn Email: thanhchinh.nguyen.navy@lqdtu.edu.vn Abstract - Bài báo đề xuất thuật toán định hướng thích được gọi là các thuật toán siêu phân giải, điển hình là nghi trên cơ sở kỹ thuật lọc răng lược với thuật toán các thuật toán MUSIC (Multiple Signal Classification) MUSIC, thuật toán ACF-BB-MUSIC. Đối tượng áp dụng và MIN-NORM (chuẩn cực tiểu) [1]. Bên cạnh đó, các của thuật toán này là các hệ thống giám sát ngầm có trang thuật toán DOA trên cơ sở biểu diễn thưa [2], DOA trên bị chủ yếu là sonar thụ động. Các bộ lọc răng lược được cơ sở phân tích thời gian-tần số [3] và các thuật toán sử dụng để giữ lại toàn bộ các thành phần phổ vạch vùng tần số thấp của chân vịt và triệt nhiễu. Tần số cộng hưởng DOA trên cơ sở mạng học sâu [4] cũng đã được nghiên tại các răng lược thay đổi thích nghi (ACF) theo sự thay cứu và phát triển. Mỗi hướng phát triển của các thuật đổi tần số của các vạch phổ đặc trưng của mục tiêu biển. toán đều tập trung nâng cao hiệu năng hoạt động gồm: Các kết quả mô phỏng số được thực hiện trên phần mềm tăng độ phân giải, giảm sai số, hoặc giải quyết bài toán Matlab R2021a để khảo sát và đánh giá hiệu năng làm việc trong các tình huống đa đường. đã được thực hiện với các thuật toán kinh điển và các Để cải thiện khả năng làm việc của một thuật toán, thuật toán trên cơ sở phân tách không gian con. Trong có một số phương pháp đã được đề xuất. Thứ nhất, kết tình huống có ba nguồn tín hiệu, tỷ số tín/tạp (SNR) đầu hợp nhiều thuật toán với nhau. Một số kết quả nổi bật vào khác nhau tương ứng là 5 dB, 0 dB, 10 dB, các thuật của phương pháp này là sự kết hợp giữa phương pháp toán đều cho ra kết quả định hướng chính xác, trong đó, các thuật toán kết hợp kỹ thuật ACF cho thấy vượt trội tạo búp sóng MVDR hoặc phân tích thời gian-tần số với hơn về mức chênh lệch đỉnh-nền của phổ đầu ra. Kết quả phân tách không gian con, giữa biểu diễn thưa với thuật khảo sát sai số trung bình (RMSE) cho thấy thuật toán toán Bartlett hoặc với ước lượng hợp lý cực đại [5], [6], mới đề xuất, ACF-BB-MUSIC, có hiệu năng tốt nhất, bảo [7]. Thứ hai, áp dụng một số kỹ thuật tiền xử lý, hoặc xử đảm khả năng làm việc ổn định và duy trì mức sai số nhỏ lý sau khi đã thực hiện thuật toán định hướng, hoặc cả trên toàn bộ dải nhiễu khảo sát (từ -5 dB đến +20 dB). hai. Theo hướng nghiên cứu này, các kỹ thuật được áp dụng vào trước hoặc sau khi thực hiện thuật toán ước Keywords - Giám sát ngầm, sonar thụ động, DOA, dải lượng DOA và không can thiệp trực tiếp vào các bước rộng, MUSIC, phổ vạch, bộ lọc răng lược, thích nghi cơ bản của các thuật toán DOA [8]. I. ĐẶT VẤN ĐỀ Các hệ thống giám sát thụ động, đặc biệt là các hệ thống sonar giám sát ngầm luôn cần được ứng dụng, cập Ước lượng hướng (Direction of arrival - DOA) hay nhật và nâng cấp các thuật toán xử lý tín hiệu. Trong đó, định hướng nguồn tín hiệu (Direction finding - DF) là các thuật toán ước lượng DOA luôn được đặt mức ưu một vấn đề cơ bản trong xử lý tín hiệu và có nhiều ứng tiên cao nhất. Các thông số đầu vào của tuyến xử lý tín dụng trong các lĩnh vực khác nhau, bao gồm radar, hiệu được phân chia thành hai nhóm: nhóm các thông số sonar, truyền thông không dây và dẫn đường vô tuyến. môi trường và nhóm các thông số của tín hiệu có ích. Bà ...