Localisation des sources par la méthode de root-music

Pages: 28 (6775 mots) Publié le: 2 juin 2013
Sommaire
1. Les méthodes classiques 4
1.1 Introduction 4
1.2 Géométries typiques des réseaux d’antennes 4
1.2.1 Les réseaux linéaires 5
1.2.2 Les réseaux circulaires 6
1.2.3 Les réseaux rectangulaires 7
1.3 Modèle et paramétrisation 7
1.3.1 Modèle du signal 7
1.3.2 Matrice de covariance 10
1.4 Les méthodes classiques pour d’estimation des DDA 11
1.4.1 La formation desfaisceaux 11
1.4.2 La méthode de CAPON 13
1.5 Simulation 14
1.6 Conclusion 15
2. Les méthodes à haute résolution 17
2.1 Introduction 17
2.2 L’algorithme MUSIC 17
2.3 L’algorithme ESPRIT 19
2.4 Comparaison des méthodes 23
2.5 Conclusion 24
3. Le spectre ROOT-MUSIC 25
3.1 Introduction 25
3.2 L’algorithme ROOT-MUSIC 25

[ ]

Introduction généraleL’estimation des directions d’arrivées des ondes émises est un problème majeur rencontré dans un certain nombre d’application de localisation de sources fixes telle que les radars les sonars, la communication sans fil, etc. Le principe consiste à déterminer les angles d’arrivées des ondes déduites d’une estimation du retard de propagation et des directions d’arrivées (DDA) afin de localiser lesstations.
Cette approche est étudiée généralement dans le cadre du traitement d’antenne qui se concentre sur l’extraction des informations cachées dans un enjeu d’observations bruités en utilisant un réseau de capteurs répartis dans des différents points de l’espace. Ces capteurs permettent de recueillir les signaux provenant de l’objet à localiser. Le traitement des mesures effectuées sur cesderniers permet d’extraire les paramètres qui seront exploités par la suite, à travers des algorithmes spécifiques, pour déterminer la position de l’objet d’intérêt.
La première méthode de localisation en traitement d’antenne est la formation de voies (FV). Elle fait partie des méthodes classiques pour l’estimation des directions d’arrivées mais elle présente certaines limitations. Afin del’améliorer, Capon a développé une version plus performante que la FV classique. A partir de sa méthode, un grand nombre d’algorithmes qui traitent de la localisation de sources rayonnantes ont été développés. Ces algorithmes se situent dans le cadre des méthodes à haute résolution qui exploitent les propriétés algébriques de la matrice interspectrale des données. En général, cette matrice est estimée àpartir d’un nombre important de réalisations indépendantes des signaux reçus, et pour cela, de nombreux travaux ont été consacrés, au cours de ces dernières années, à l’amélioration de l’estimation de cette matrice. Parmi ces algorithmes les plus connus sont l’algorithme MUSIC, ROOT-MUSIC et ESPRIT qui utilisent la propriété d’orthogonalité entre les sous-espaces signal et bruit. Ces méthodes ontconnu une évolution considérable vue leurs simplicités par apport à d’autres algorithmes.
Dans ce projet, nous allons étudier, dans le premier chapitre, les différentes méthodes classiques de traitement d’antenne pour l’estimation des directions d’arrivées. En suite, nous présenterons, dans le deuxième chapitre, les divers algorithmes à haute résolution pour la localisation des sources émises.Enfin, nous focaliserons notre étude, dans le dernier chapitre, sur la méthode de ROOT-MUSIC pour la localisation des sources tout en présentant ses avantages par apport aux autres méthodes.
Les méthodes classiques
1.1 Introduction
Le traitement d'antennes a fait l'objet de nombreuses études, souvent pour des applications liées à la localisation de sources, il est centré en particulier surla fusion de données mesurées par plusieurs capteurs afin d’effectuer l’estimation de paramètres pertinents, dans ce cadre, un intérêt particulier a été porté à la structure des antennes c’est à dire la géométrie du réseau, les caractéristiques des capteurs, etc.
Dans ce chapitre, nous allons donner en premier lieu, un aperçu sur les différentes géométries des réseaux d’antenne, ensuite, nous...
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