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Título: Implementação de filtragem espacial adaptativa para sistemas de recepção com múltiplas antenas
Autor(es): Sousa, Ítalo Alberto do Nascimento
Orientador(es): Aguayo, Leonardo
Assunto: Sistemas de comunicação sem fio
Antenas (Eletrônica)
Algoritmo adaptativo Least Mean Square (LMS)
Data de apresentação: 2015
Data de publicação: 10-Ago-2016
Referência: SOUSA, Ítalo Alberto do Nascimento. Implementação de filtragem espacial adaptativa para sistemas de recepção com múltiplas antenas. 2015. [65] f., il. Monografia (Bacharelado em Engenharia Eletrônica)—Universidade de Brasília, Brasília, 2015.
Resumo: Neste trabalho,foi investigado a utilização conjunta de técnicas de filtragem espacial adaptativa com arranjo de antenas para o cancelamento de interferência na recepção de sinais de um sistema de comunicação sem fio. A utilização de arranjo de antenas adaptativas torna estes sistemas mais robustos e confiáveis. Primeiro, é realizada uma filtragem na direção de chegada do sinal (DOA), a partir da conformação de feixes, por meio de ganhos do diagrama de irradiação em direções desejadas e supressões nas direções interferentes. Esse diagrama de radiação é desenvolvido a partir do fator de formado arranjo e do vetor conformador, os quais executam o processo de filtragem espacial adaptativa. Para tanto, foi elaborado um experimento com o uso da ferramenta MATLAB para analisar o compor- tamento do algoritmo adaptativo LMS (Least Mean Square) do tipo FIR (Finity Impulse Response) de acordo com a variação dos parâmetros: ordem do filtro, passo de adaptação e vetor de coeficientes; o qual foi posteriormente validado de acordo como experimento computacional referenciado. Os resultados analisados mostraram que: quanto menor é o passo de adaptação, menor tende a ser o erro quadrático médio; também que quanto me- nor for a ordem do filtro, menor tende a ser a flutuação do vetor de coeficientes; mantidas a quantidade de iterações especificada e as condições iniciais de projeto. Foi implementado o arranjo determinístico para apontar para a melhor localização baseado em informações conhecidas, o que é útil como forma de sinalização. Foi implementado o fator de forma de arranjo adaptativo e foram gerados alguns cenários para testar seu funcionamento e analisar seu comportamento: a direção dos sinais principal e interferente; a quantidade de ruído branco no sistema; a quantidade de antenas utilizadas; a quantidade de sinais interferentes; se o sinal do interferente é fixo ou móvel. A partir dos cenários elaborados e da análise de desempenho em relação ao nível de erro quadrático, conclui-seque: quanto menos ruído branco estiver no sistema, melhor seu resultado de adaptação; o número de antenas depende diretamente do projeto do filtro; quanto mais sinais interferentes, pior o desempenho da filtragem; quanto mais próximo do sinal principal o interferente estiver, pior é o processo de filtragem; sinais interferentes fixos necessitam de uma menor robustez para o seu cancelamento; e por fim, arranjos adaptativos podem cancelar sinais interferentes móveis comum bom desempenho, apesar de suas limitações.
Abstract: This work investigates the joint use of adaptive beamforming techniques with antenna array for canceling interference in the reception of signals from a wireless communication system. The use of adaptive antenna array makes these systems more robust and reli- able. First, a filter in the signal direction of arrival (DOA) is performed from the forming beam by means of the radiation pattern gain in desired directions and deletions ininter- ferents directions. This radiation pattern is designed from the arrangement shape factor and shaping vector, which performs the process of adaptives patial filtering. For this, it was created an experimentus ing the MATLAB tool to analyze the adaptive algorithm behavior of LMS(Least Mean Square) which is the FIR type(Finity Impulse Response) according to the variation of parameters was developed: Filter order, step adaptation and coefficient vector; which was further validated according to the referenced computational experiment. The analyzed results showed that: the smaller the adjustmentstep,the lower tends to be the mean quadratic error; also that the lower order of the filter, the lower tends to be the fluctuation of the coefficient vector; kept the number of iterations specified and the initial conditions of the project. It was implemented deterministic arrangement to point to the best location based on known information, which is useful as a way of signal- ing. The form factor of adaptive arrangement was implemented and have generated some scenarios to test its operation and analyze their behavior: the direction of the primary and interfering signals; the amount of white noise in the system; the number of antennas used; the amount of interfering signals; if the interfering signal is fixed or mobile. From the elaborate sets and analysis of performance in relation to the level of squared error, we conclude that: the less white no is e on the system, his best result of adaptation; the number of antennas depends directlyon the filter design; the more interfering signals, the worse the performance of the filter; the closer to the main signal is the interferer, the worse the filtering process; fixed interfering signals require less strength to its cancella- tion; and finally, adaptive arrangements can cancel mobile interfering signals with a good performance, despite its limitations.
Informações adicionais: Monografia (graduação)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, Engenharia Eletrônica, 2015.
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