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Conformação de feixe em arranjos de antenas por meio de filtros adaptativos proporcionais linearmente restritos

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2023
Autor(a) principal: Vieitos, Mariana dos Santos
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Centro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de Engenharia
Brasil
UERJ
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Eletrônica
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Electronic engineering
Algorithms
Adaptative filters
Wireless communication systems
Engenharia eletrônica
Algoritmos
Filtros adaptativos
Sistemas de comunicação sem fio
ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::TELECOMUNICACOES
Link de acesso: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/19759
Resumo: A alternativa do princípio da distorção mínima (minimum-disturbance description em inglês) aplicado aos algoritmos de conformação de feixe adaptativos abre caminho para a derivação de novos métodos para configurações com restrições lineares. Nesse contexto, este trabalho propõe dois algoritmos, o IPCNLMS e o IPCNLMS-ℓ0, e discute sua aplicação na formação de feixes adaptativos aplicados a três diferentes tipos de arranjos de sensores: SHA - Standard Hexagonal Array, URA - Uniform Rectangular Array e ULA - Uniform Linear Array. Esses algoritmos combinam estratégias de proporção e de restrição de norma inseridas no algoritmo CNLMS tradicional de maneira suave e rigorosa. A ideia de implementar conjuntamente os algoritmos CNLMS e IPNLMS é utilizada para obter uma convergência mais rápida e a capacidade de atenuar sinais interferentes provenientes de múltiplas direções ao utilizar a formação de feixe adaptativa. O IPCNLMS atualiza cada coeficiente do filtro independentemente, ajustando o tamanho do passo de convergência de forma proporcional à magnitude do coeficiente do filtro estimado. Ele é baseado na penalidade da norma ℓ1 para explorar a velocidade de convergência e a esparsidade do sistema. Para levar essa ideia adiante, a penalidade da norma ℓ0 também é considerada na proposição do IPCNLMS-ℓ0. As simulações demonstram que os algoritmos propostos apresentam convergência mais rápida, sob condições equivalentes de desempenho assintótico.
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spelling Conformação de feixe em arranjos de antenas por meio de filtros adaptativos proporcionais linearmente restritosBeamforming in antenna arrays by constrained linearly proportional adaptive filtersElectronic engineeringAlgorithmsAdaptative filtersWireless communication systemsEngenharia eletrônicaAlgoritmosFiltros adaptativosSistemas de comunicação sem fioENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::TELECOMUNICACOESA alternativa do princípio da distorção mínima (minimum-disturbance description em inglês) aplicado aos algoritmos de conformação de feixe adaptativos abre caminho para a derivação de novos métodos para configurações com restrições lineares. Nesse contexto, este trabalho propõe dois algoritmos, o IPCNLMS e o IPCNLMS-ℓ0, e discute sua aplicação na formação de feixes adaptativos aplicados a três diferentes tipos de arranjos de sensores: SHA - Standard Hexagonal Array, URA - Uniform Rectangular Array e ULA - Uniform Linear Array. Esses algoritmos combinam estratégias de proporção e de restrição de norma inseridas no algoritmo CNLMS tradicional de maneira suave e rigorosa. A ideia de implementar conjuntamente os algoritmos CNLMS e IPNLMS é utilizada para obter uma convergência mais rápida e a capacidade de atenuar sinais interferentes provenientes de múltiplas direções ao utilizar a formação de feixe adaptativa. O IPCNLMS atualiza cada coeficiente do filtro independentemente, ajustando o tamanho do passo de convergência de forma proporcional à magnitude do coeficiente do filtro estimado. Ele é baseado na penalidade da norma ℓ1 para explorar a velocidade de convergência e a esparsidade do sistema. Para levar essa ideia adiante, a penalidade da norma ℓ0 também é considerada na proposição do IPCNLMS-ℓ0. As simulações demonstram que os algoritmos propostos apresentam convergência mais rápida, sob condições equivalentes de desempenho assintótico.A minimum-disturbance description of adaptive beamforming algorithms opens up the derivation of novel methods for linearly constrained settings. Under this context, this paper proposes two algorithms, the IPCNLMS and the IPCNLMS-ℓ0, and discusses their application in adaptive beamforming applied to three different types of sensor arrays: SHA – Standard Hexagonal Array, URA – Uniform Rectangular Array, and ULA - Uniform Linear Array. These algorithms combine both proportionate and norm constraint strategies that are inserted in the traditional CNLMS algorithm in a smooth and rigorous way. The idea of jointly implementing CNLMS and IPNLMS algorithms is used to achieve faster convergence and the ability to attenuate interfering signals from multiple directions while using adaptive beamforming. The IPCNLMS updates each filter coefficient independently by adjusting the adaptation step size proportionally to the magnitude of the estimated filter coefficient. It is based on the ℓ1-norm penalty to exploit the convergence speed and sparsity of the system. To take this idea further, the ℓ0-norm penalty is also considered in the IPCNLMS-ℓ0 proposition. Simulations demonstrate that the proposed algorithms present faster convergence, under equivalent conditions of asymptotic performance.Universidade do Estado do Rio de JaneiroCentro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de EngenhariaBrasilUERJPrograma de Pós-Graduação em Engenharia EletrônicaTcheou, Michel Pompeuhttp://lattes.cnpq.br/9868296846852777Haddad, Diego Barretohttp://lattes.cnpq.br/8728806963872778Ferreira, Tadeu Nagashimahttp://lattes.cnpq.br/3756829511114463Vieitos, Mariana dos Santos2023-06-14T14:14:30Z2023-05-18info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfVIEITOS, Mariana dos Santos. Conformação de feixe em arranjos de antenas por meio de filtros adaptativos proporcionais linearmente restritos. 2023. 76 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Eletrônica) - Faculdade de Engenharia, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2023.http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/19759porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJinstname:Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)instacron:UERJ2024-02-27T18:16:53Zoai:www.bdtd.uerj.br:1/19759Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.bdtd.uerj.br/PUBhttps://www.bdtd.uerj.br:8443/oai/requestbdtd.suporte@uerj.bropendoar:29032024-02-27T18:16:53Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ - Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)false
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