DOI: 10.17586/2226-1494-2020-20-3-455-460


УДК621.391.8

СРАВНЕНИЕ АЛГОРИТМОВ ФОРМИРОВАНИЯ ДИАГРАММ НАПРАВЛЕННОСТИ МИКРОФОННЫХ РЕШЕТОК В СРЕДЕ MATLAB 



Читать статью полностью 
Язык статьи - русский

Ссылка для цитирования:
Глухов А.А. Сравнение алгоритмов формирования диаграмм направленности микрофонных решеток в среде MATLAB // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2020. Т. 20. № 3. С. 455–460. doi: 10.17586/2226-1494-2020-20-3-455-460


Аннотация
Предмет исследования. Рассмотрены основные количественные характеристики микрофонных решеток и применяемые при их исследовании алгоритмы формирования диаграмм направленности акустических сигналов (beamforming). Методы. Исследованы основные характеристики, способы вычисления и оценки. Проанализированы наиболее распространенные алгоритмы формирования диаграмм направленности: лучеформирования на базе задержки и суммирования (DAS), минимума дисперсии при неискаженном отклике (MVDR), Фроста или наименьшей дисперсии с линейными ограничениями (LCMV), подавления боковых лепестков (GSC). Расчеты и сравнительный анализ алгоритмов выполнены в среде моделирования MATLAB. Получены количественные характеристики: отношение сигнал-шум; отношение сигнал-интерференция-шум; индекс направленности; характеристики направленности; разрешающая способность. Основные результаты. Представлены результаты сравнения алгоритмов на примере линейной микрофонной решетки. Наиболее удовлетворительные результаты получены с использованием алгоритма LCMV. Результаты моделирования необходимо уточнять в реальных экспериментах. Практическая значимость. Результаты работы могут быть использованы для анализа более сложных микрофонных решеток и акустических структур, таких как микрофонные решетки с «плавающей» геометрией, распределенные микрофонные решетки и другие.

Ключевые слова: микрофонная решетка, формирование диаграммы направленности, диаграмма направленности, индекс направленности, частотный отклик, пространственный отклик

Список литературы
  1. Benesty J., Chen J.,Huang Y. Microphone Array Signal Processing. Berlin, Germany: Springer-Verlag, 2008. 240 p. doi: 10.1007/978-3-540-78612-2
  2. Microphone Arrays / ed. by M. Brandstein, D. Ward. Heidelberg, Germany: Springer-Verlag, 2001. XVIII, 398 p. doi: 10.1007/978-3-662-04619-7
  3. Griffiths L.J., Jim C.W. An alternative approach to linearly constrained adaptive beamforming // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 1982. V. 30. N 1. P. 27–34. doi: 10.1109/TAP.1982.1142739
  4. Van Trees H. Optimum Array Processing. New York: Wiley-Interscience, 2002. 1472 p. doi: 10.1002/0471221104
  5. Lorenz R.G., Boyd S.P. Robust minimum variance beamforming//IEEETransactions on Signal Processing.2005.V. 53.N 5.P. 1684–1696.doi: 10.1109/TSP.2005.845436
  6. Vorobyov S.A., Gershman A.B.,Luo Z.-Q. Robust adaptive beamforming using worst-case performance optimization: a solution to the signal mismatch problem //I EEE Transactions on Signal Processing.2003.V. 51.N 2.P. 313–324.doi: 10.1109/TSP.2002.806865
  7. Rappaport T.S. Wireless Communications: Principles & Practice.2nd ed. Prentice-Hall, 2002.640 p.
  8. Гайдамака Ю.В., Самуйлов А.К. Метод расчета характеристик интерференции двух взаимодействующих устройств в беспроводной гетерогенной сети // Информатика и ее применения. 2015. Т. 9. № 1. С. 9–14. doi: 10.14357/19922264150102
  9. Столбов М.Б., Тхе Куан Чонг. Прием речевых сигналов в шумовой обстановке с использованием двухэлементных микрофонных решеток // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2018. Т. 18. № 5. С. 850–857. doi: 10.17586/2226-1494-2018-18-5-850-857
  10. Beamformer Data Specification for Eigenmike Software Beamformer.Version 2 Rev. A. Eigenmike, EigenStudio, and EigenUnits are trademarks of mh acoustics, LLC, 2017. 26 p.


Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License
Информация 2001-2020 ©
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики.
Все права защищены.

Яндекс.Метрика