Kablosuz Algılayıcılarda Musıc Algoritması İle Doa Kestirimi

Abstract

Bu tezde, kablosuz algılayıcılardaki gelen işaretin doğrultusunu bulma probleminde özgün bir çalışma olarak, düzgün aralıklı bir dairesel anten dizisinde MUSIC algoritması kullanılarak işaret geliş doğrultusu (DOA) kestirim performansının değerlendirilmesi hedeflenmiştir. Bu anten dizisinde minimum yerleşim alanında en az DOA kestirim hatası sağlayacak bir dairesel dizi yapısının verilerek antenin performansı çeşitli çalışma koşullarında değerlendirilmiştir. DOA belirleme algoritmasının bu değerlendirmesi, kablosuz algılayıcıların sistem tasarımı bakımından önemlidir. Zira insansız uçak (UAV) gibi bir kablosuz algılayıcıda, DOA belirleme alt sistemi (akıllı anten) ile UAV’nin haberleşmesi daha az güç harcanarak ve operasyonel güvenliğini arttırarak gerçekleştirilebilir. Buna göre,tezde önce geliş doğrultusu kestiriminin uygulamalardaki önemi, sonra anten performansını tanımlamada kullanılan anten parametreleri, telsiz iletişimde kullanılan çoklu erişim yöntemleri, geliş doğrultusu kestirim algoritmaları verilmektedir. Tezde, daha sonra akıllı anten sistemleri için donanım yapısı, dairesel dizilerde MUSIC algoritması kullanılarak elde edilen DOA kestirim performansı üzerinde durulmaktadır.

In this thesis, as an original study on direction finding problem in wireless sensors, the evaluation of MUSIC algorithm’s direction of arrival (DOA) estimation performance in a uniform circular array is aimed. The fundamental problem in the study is to find the circular array structure that provides the least DOA estimation error in a minimum installation coverage area and to evaluate its performance under various working conditions. The evaluation of DOA estimation algorithm is important for the system design of wireless sensors. In wireless sensors such as an unmanned air vehicle (UAV), the communication between DOA estimation sub-system (smart antenna) and the UAV can be realized with less power consumption and increased operational safety. Accoridingly, at first, the importance of the direction of arrival estimation, antenna parameters which are used to define the performance of smart antenna performance, multiple access methods used in wireless communications, direction of arrival estimation algorithms are given. Then, the hardware implementation for the smart antenna systems and DOA estimation performance in circular arrays obtained by MUSIC algorithm are emphasized in the thesis.