EMアルゴリズムを用いた2D-DOA推定のためのアレー形状変換法―CSS法に基づくアレー形状変換―

石崎 亮多  菊間 信良  平山 裕  榊原 久二男  

誌名
電子情報通信学会論文誌 B   Vol.J96-B   No.9   pp.945-954
発行日: 2013/09/01
Online ISSN: 1881-0209
DOI: 
Print ISSN: 1344-4697
論文種別: 特集論文 (ワイヤレスシステムを支える技術を融合するアンテナ・伝搬技術論文特集)
専門分野: 無線システム
キーワード: 
二次元到来方向推定,  平面アレーアンテナ,  EM,  アレー形状変換,  CSS法,  

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あらまし: 
アレーアンテナを用いた到来波の高分解能到来方向(DOA)推定法のうち,最ゆう推定法に基づくEMアルゴリズムが近年注目されている.この手法は,相関波や低SNRのような環境においても高い推定精度を有する.しかし,最ゆう推定法では,最適なパラメータの探索に伴う膨大な計算コストが問題である.一方で,アレーアンテナには素子間相互結合などのアレー誤差が存在するため,DOA推定精度に誤差が生じてしまう.したがって本論文では,両者の問題を解決するために,CSS法に基づく任意アレーへのアレー形状変換をEMアルゴリズムに導入し,計算効率の高いESPRITを適用することができるアルゴリズムを提案した.本形状変換法は,参照信号に補間を導入したものである.この形状変換付きEMアルゴリズムを用いれば,EM内の個々の到来方向推定に適切なアレーに形状変換することでESPRITの適用ができ,計算時間の短縮並びに良好なDOA推定が可能となる.計算機シミュレーションにより本アルゴリズムの特性について検討した結果,円形アレーへのESPRITの適用及びアレー誤差の低減を同時に実現することができ,良好な二次元DOA推定ができることが示された.