Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật viễn thông: Nâng cao chất lượng xác định hướng sóng tới cho hệ thống vô tuyến tìm phương sử dụng dàn ăng ten

87 cũng sẽ thực hiện các mô phỏng tương tự như đối với thông số DOA đã đề cập ở các phần trước. Trong mô phỏng đầu tiên, thuật toán TFBMP được thực thi nhằm xác định thời gian trễ truyền sóng của 3 tín hiệu đa đường lần lượt là 15, 20 và 25. Kết quả mô phỏng được trình bày trong Hình 4.3 và Hình 4.4 đã cho thấy thuật toán hoạt động tốt với chỉ một mẫu tín hiệu. Hình 4.4 . Độ chính xác kết quả xác định thông số TOA của các tín hiệu đa đường với 1 mẫu tín hiệu khi SNR thay đổi Cũng tương tự như đối với tham số DOA, kết quả xác định tham số TOA của tín hiệu cũng bị ảnh hưởng đáng kể bởi số lượng mẫu tín hiệu. Sự ảnh hưởng đó được đánh giá qua mô phỏng khảo sát độ chính xác xác định TOA với số lượng mẫu tín hiệu thay đổi trong môi trường nhiễu trắng với  = 10 với kết quả trình bày trên Hình 4.5. Hình 4.5 . Độ chính xác kết quả xác định thông số TOA của các tín hiệu đa đường với số lượng mẫu tín hiệu thay đổi Như vậy, với các kết quả mô phỏng đã trình bày, chúng ta có thể thấy phương pháp mà luận án đề xuất đã xác định được đồng thời hai tham số DOA và TOA cũng như ghép thành công các tham số đó theo từng cặp của các tín hiệu đa đường tương ứng. Kết quả này phù hợp với xu hướng phát triển góp phần cải thiện độ chính xác, giảm thiểu sự tác động của lỗi đa

88 đường ở các hệ thống định vị hiện đại như các hệ thống định vị vệ tinh toàn cầu, các hệ thống Radar thông minh ứng dụng trong cả lĩnh vực quân sự và dân sự. Trong phần tiếp theo của chương, luận án sẽ tập trung phân tích và chứng minh khả năng ứng dụng của thuật toán TFBMP trong xác định hướng sóng tới của các tín hiệu băng rộng. 4.2. Xác định hướng sóng tới của các tín hiệu băng rộng Các tín hiệu băng rộng trong những năm gần đây đã được nghiên cứu phát triển [51] và ngày càng được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống thông tin viễn thông nói chung cũng như trong các hệ thống định vị vô tuyến điện như hệ thống Radar, Sonar và các hệ thống vô tuyến tìm phương nói riêng. Rất nhiều các kỹ thuật xác định hướng sóng tới của các tín hiệu băng rộng đã được các nhà khoa học quan tâm nghiên cứu. Hầu hết các kỹ thuật đó đều chia nhỏ các tín hiệu băng rộng thành các tín hiệu băng hẹp thành phần rồi sử dụng các kỹ thuật xác định hướng sóng tới điển hình để tìm ra thông tin hướng sóng tới [43, 59, 70, 99, 105, 110- 112]. Cùng chung mục đích như vậy đồng thời dựa trên đặc điểm nổi bật của thuật toán TFBMP như đã phân tích trong các phần trước, luận án đề xuất áp dụng thuật toán nói trên trong việc xác định hướng sóng tới của các tín hiệu băng rộng được thu bởi dàn ăng ten ULA với các bước triển khai như sau. 4.2.1. Phân tích lý thuyết Giả sử hệ thống vô tuyến tìm phương sử dụng dàn ăng ten ULA gồm  phần tử để thu  tín hiệu băng rộng đến từ  hướng khác nhau. Dựa trên các nghiên cứu [70, 110], tín hiệu băng rộng nhận được ở phần tử ăng ten thứ  có thể được biểu diễn như sau   (  ) = ∑   (  −   .   ) +   ()   (4.26) Trong đó   là tín hiệu thứ  đến dàn ăng ten,   là thành phần nhiễu trắng,   =    với   là khoảng cách giữa phần tử ăng ten thứ  với điểm tham chiếu (trong trường hợp này là gốc tọa độ) và  là vận tốc truyền sóng điện từ trong không gian. Khi biểu diễn trong miền tần số, dạng của tín hiệu sẽ là   (  ) = ∑   (  )        +   () (4.27) Giả thiết rằng các véc tơ quét hướng đối với các tín hiệu tới dàn ăng ten ở các góc DOA khác nhau là độc lập lẫn nhau. Nói một cách khác có nghĩa là với  tín hiệu tới dàn ở  hướng khác nhau sẽ tạo ra một ma trận quét  chiều. Mặt khác, cũng cần chú ý rằng, các tín hiệu tới băng rộng có băng thông không nhất thiết phải giống nhau hoàn toàn [70, 110]. Tuy nhiên, đối với các tín hiệu băng rộng đó, chúng ta cần phải xác định được dải tần [   ,   ] của chúng với   và   lần lượt là các thành phần nhỏ nhất và lớn nhất mà tín hiệu đó chiếm giữ. Để có thể xác định được thông tin về DOA, tín hiệu băng rộng thu được ở các phần tử ăng ten sẽ được chia thành nhiều băng tần con ứng với các tín hiệu băng hẹp bằng cách sử dụng các

89 chuỗi bộ lọc dựa trên kỹ thuật DFT như mô tả trong [70, 109-111]. Tín hiệu đầu ra của các bộ lọc được biểu diễn dưới dạng véc tơ như sau:  (   ) =  (   ,  )  (   ) +  (   ) ,  = 0, 1…  − 1 (4.28) Trong đó  số lượng các khoảng băng hẹp và  (   ) = [   (   )   (   ) …   (   )]  (4.29)  (   ) = [   (   )   (   ) …   (   )]  (4.30) Với “” biểu thị cho phép chuyển vị ma trận,   <   <   với  =0,1, … − 1, (  , ) là ma trận quét góc kích thước  × :  (   ,  ) = [  (   ,   )  (   ,   ) …  (   ,   )] (4.31) Các cột của ma trận  là các véc tơ quét (  ,   ) kích thước  × 1 tại tần số   tức băng con thứ . Véc tơ này được định nghĩa như sau [70, 109-111]:  (   ,   ) = 1        …          (4.32) Với = 0,1, … , và   là góc tới của tín hiệu thứ . Xét trong băng con thứ , nếu chúng ta đặt   =         với  = 1 ÷ , khi đó tín hiệu băng hẹp trong khoảng đó có dạng:   (   ) = ∑   (   )      +   (   ) , với  = 1 ÷  − 1 (4.33) Như vậy, mô hình tín hiệu biểu diễn trong phương trình (4.33) có dạng tương tự như dạng của phương trình (3.15). Do đó, từng bước áp dụng triển khai thuật toán TFBMP cho tín hiệu trên với tham số Pencil được lựa chọn thỏa mãn: ≤ ≤ −  , khi  là số chẵn ≤ ≤ −  + 1 , khi  là số lẻ (4.34) Từ đó thông tin về hướng tới của các tín hiệu trong khoảng tần số thứ  dễ dàng được xác định theo công thức sau:   =  [−  2  ℑ( (   ) )] (4.35) 4.2.2. Kết quả mô phỏng và đánh giá Tương tự như các phần trước, luận án cũng tiến hành mô phỏng thuật toán TFBMP trong xác định hướng sóng tới của tín hiệu băng rộng bằng ngôn ngữ lập trình Matlab nhằm đánh giá hiệu năng hoạt động của phương pháp đề xuất. Trong các mô phỏng, luận án giả thiết các tín hiệu băng rộng đến từ trường vùng xa được thu bởi dàn ăng ten ULA. Các tín hiệu này nằm trong dải băng tần cao có tần số nằm trong dải [   ÷   ] với   = 5.944  và

90   = 10.234  theo tiêu chuẩn IEEE 802.15.4a [51]. Theo chuẩn đó, các tín hiệu băng rộng được chia làm 11 băng tần con. Các tín hiệu này sẽ được tiến hành mô phỏng với các thông số ban đầu được thiết lập như sau: số lượng tín hiệu tới  = 3, số phần tử ăng ten  = 8 tham số Pencil  = 3. Trong mô phỏng đầu tiên, luận án tiến hành thực thi phương pháp đề xuất nhằm xác định hướng sóng tới của ba tín hiệu băng rộng đến từ các góc −30  , 10  , 60  trong môi trường nhiễu trắng có  = 10. Kết quả mô phỏng thuật toán trong tất cả các băng con tín hiệu được lưu trong Bảng 4.2. Bảng 4.2 Kết quả xác định DOA (độ) trong các băng tần con Băng 1 Băng 2 Băng 3 Băng 4 Băng 5 Băng 6 Băng 7 Băng 8 Băng 9 Băng 10 Băng 11 9.5654 10.0934 9.9694 10.2815 10.3843 9.9177 10.0482 10.0652 10.0508 9.7124 10.2549 -29.7125 -30.2876-29.7376-30.3322 -30.001 -29.9195 -29.4940 -29.8096 -30.1135 -29.8361 -29.8824 59.8501 60.5859 58.9656 60.4346 60.1384 60.1657 60.6740 59.9616 60.0500 60.1861 59.8616 Tuy nhiên, để có kết quả chính xác nhất, giá trị trung bình của các DOA tương ứng trong các băng con được tính toán và lựa chọn là giá trị DOA cuối cùng. Kết quả đó được biểu diễn trên Hình 4.6. Hình 4.6 . Kết quả xác định DOA của các tín hiệu băng rộng Khi khảo sát sự ảnh hưởng nhiễu cũng như số lượng mẫu tín hiệu tới hiệu năng hoạt động của phương pháp đề xuất, luận án tiến hành thực thi mô phỏng thuật toán trong môi trường nhiễu trắng có tỷ số SNR thay đổi trong khoảng từ −10 đến 20  và mô phỏng trong điều kiện thay đổi số lượng mẫu tín hiệu với  = 10. Các kết quả mô phỏng được minh họa trên Hình 4.7 và Hình 4.8.

91 Hình 4.7 . Độ chính xác xác định DOA của các tín hiệu băng rộng theo SNR Hình 4.8 . Độ chính xác xác định DOA của các tín hiệu băng rộng theo số lương mẫu tín hiệu Với kết quả mô phỏng như trên, chúng ta có thể thấy rằng phương pháp đề xuất đã hoạt động tốt với các tín hiệu băng rộng. Tuy nhiên, rõ ràng hiệu năng thuật toán đã giảm rõ rệt so với các trường hợp xác định DOA của tín hiệu băng hẹp đối với dàn ăng ten ULA đã phân tích ở các phần trước của luận án. Điều này là hợp lý do các tín hiệu băng rộng đã bị chia nhỏ bởi các bộ lọc DFT khiến cho ảnh hưởng của nhiễu có tác động mạnh hơn tới các thành phần băng con thậm chí cũng khiến cho thông tin về hướng sóng tới cũng bị mất trong một số băng con nào đó [109]. 4.3. Kết luận chương Kế thừa các kết quả nghiên cứu từ chương 3, trong chương 4, luận án đã đề xuất phương pháp áp dụng thuật toán TFBMP trong việc phân tách các tín hiệu đa đường cũng như xác định hướng sóng tới của các tín hiệu băng rộng được thu bởi dàn ăng ten ULA. Đối với việc phân tách các tín hiệu đa đường, phương pháp đề xuất của luận án đã thực hiện việc xác định đồng thời tham số hướng sóng tới và thời gian trễ truyền sóng của từng tín hiệu tới. Từ đó sẽ giúp cho các hệ thống định vị vô tuyến điện tử xác định chính xác thành phần tín hiệu tới trong tầm nhìn thẳng. Trong phần tiếp theo của chương 4, luận án trình bày phương pháp xử

92 lý các tín hiệu băng rộng nhằm chia các tín hiệu đó thành các băng con tín hiệu băng hẹp rồi sử dụng thuật toán TFBMP nhằm khai thác thông tin hướng sóng tới của các tín hiệu đó. Các kết quả mô phỏng bằng ngôn ngữ lập trình Matlab chứng minh các đề xuất đã thực hiện tốt được các yêu cầu đặt ra trong các tình huống cụ thể định trước. Như vậy, kết hợp với các ưu điểm của thuật toán TFBMP, các đề xuất của luận án rất có ý nghĩa trong việc tăng hiệu năng hoạt động của các hệ thống vô tuyến tìm phương tiên tiến nói chung cũng như các hệ thống định vị vô tuyến điện như các hệ thống định vị vệ tinh toàn cầu, hệ thống Radar, Sonar nói riêng. Các kết quả nghiên cứu đề xuất phân tích trong chương 4 đã được công bố trên hai bài báo bao gồm: [1]. Han Trong Thanh, Duong Duc Ha and Vu Van Yem, (2015) “Multipath Signals Separation Approach In DOA Estimation Using Total Forward – Backward Matrix Pencil Method,” Journal of Science and Technology, Vol 107, pp. 047 – 053. [2]. Han Trong Thanh and Vu Van Yem, (2015) “A Novel Method For DOA Estimation Of Wideband Signal Based On Total Forward Backward Matrix Pencil Algorithm,” Journal of Military Science and Technology Research, Special Issue, October, No.29, pp. 225 - 234.

93 KẾT LUẬN Đóng góp khoa học của luận án Nội dung của luận án đã tập trung nghiên cứu các phương pháp nhằm nâng cao chất lượng xác định hướng sóng tới áp dụng cho các hệ thống vô tuyến tìm phương. Các vấn đề được luận án tập trung nghiên cứu là độ phức tạp của thuật toán, số mẫu tín hiệu thu và khắc phục ảnh hưởng của tính tương quan giữa các tín hiệu. Luận án đã đạt được một số kết quả nghiên cứu mới như sau: 1. Đối với hệ thống vô tuyến tìm phương đơn kênh:  Đề xuất phương pháp PLL – DOA cải tiến có khả năng giảm độ phức tạp tính toán từ đó tăng tốc độ xử lý cũng như giải pháp khắc phục nhược điểm nhầm lẫn của vòng khóa pha khi có 2 tín hiệu tương tự nhau đến dàn anten cùng một thời điểm trong hệ thống vô tuyến tìm phương đơn kênh dựa trên vòng khóa pha. 2. Đối với hệ thống vô tuyến tìm phương đa kênh:  Đề xuất áp dụng thuật toán TFBMP trong xác định hướng sóng tới áp dụng cho các hệ thống vô tuyến tìm phương đa kênh sử dụng dàn ăng ten ULA và dàn ăng ten UCA với chỉ một mẫu tín hiệu trong điều kiện bị ảnh hưởng nhiễu, có khả năng xác định được hướng sóng tới của các tín hiệu tương quan và tín hiệu băng rộng.  Đề xuất phương pháp xác định đồng thời thông số DOA và TOA của các tín hiệu thu được bởi dàn ăng ten ULA dựa trên thuật toán TFBMP từ đó xác định được hướng tới của tín hiệu trong tầm nhìn thẳng (LOS). Các kết quả nghiên cứu đã đạt được này của luận án sẽ góp phần vào nhóm giải pháp kỹ thuật để cải thiện hiệu năng hoạt động của các hệ thống vô tuyến tìm phương. Điều này có thể mở ra nhiều ứng dụng hơn nữa trong đời sống kinh tế xã hội, an ninh quốc phòng. Hướng phát triển của luận án Hiện nay, các kết quả đạt được của luận án mới chỉ là các mô phỏng trên máy tính. Để tiếp tục nghiên cứu, phát triển những kết quả đã đạt được, mở rộng phạm vi nghiên cứu và ứng dụng thực tế, trong thời gian tới hướng nghiên cứu tiếp theo của luận án được đề xuất như sau: - Nghiên cứu phát triển các giải pháp xác định số lượng tín hiệu tới dàn ăng ten. - Nghiên cứu ảnh hưởng và các phương pháp xử lý trong trường hợp bị ảnh hưởng bởi nhiễu màu. - Nghiên cứu phương pháp khắc phục các vấn đề tồn tại như hiện tượng Jitter… đối với các hệ thống máy thu dựa trên công nghệ vô tuyến điều khiển bằng phần mềm. - Triển khai chế tạo thử nghiệm các thiết bị để đo thử, áp dụng giải pháp xác định hướng sóng tới của tín hiệu đã đề xuất.

94 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN [1]. Han Trong Thanh, Tran Ngoc Ha and Vu Van Yem, (2013) "Novel direction finding algorithm based on phase locked loop with low computational complexity," in Advanced Technologies for Communications (ATC), 2013 International Conference on, pp. 437 – 442. [2]. Han Trong Thanh and Vu Van Yem, (2014) "High Performance Direction Finding Algorithm Based on Phase Locked Loop," REV Journal on Electronics and Communications, vol. 4, No. 1 – 2, January – June, pp. 16 – 23. [3]. Han Trong Thanh, Nguyen Duy Minh, Hoang Duc Thang and Vu Van Yem, (2014) "Direction of Arrival estimation using the Total Forward - Backward Matrix Pencil Method," in International Conference on Communications and Electronics (ICCE 2014), July 30th – August 1st, DA NANG City, Vietnam, pp. 718 – 722. [4]. Han Trong Thanh, Duong Duc Ha and Vu Van Yem, (2015) "Multipath Signals Separation Approach In DOA Estimation Using Total Forward – Backward Matrix Pencil Method," Journal of Science and Technology, vol. 107, pp. 047 – 053. [5]. Han Trong Thanh, Do Trong Tuan, Nguyen Trong Duc and Vu Van Yem, (2015) “Robust Direction of Arrival Estimation Using Uniform Circular Antenna Array based on Total Forward - Backward Matrix Pencil Method,” Journal of Research, Development and Application on Information & Communications Technology, Volume E – 3, No. 8 (12), pp. 17 – 27. [6]. Han Trong Thanh and Vu Van Yem, (2015) “A Novel Method For DOA Estimation Of Wideband Signal Based On Total Forward Backward Matrix Pencil Algorithm,” Journal of Military Science and Technology Research, Special Issue, October, No.29, pp. 225 - 234.

95 TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT [1] Anh P. (2002) Trường điện từ và truyền sóng: NXB Đại Học Quốc Gia Hà Nội. [2] Anh P. (2007) "Lý thuyết và kỹ thuật Anten," [3] Lâm T. N., (2014) "Nghiên cứu xây dựng mô hình thiết bị định hướng cơ động dải HF trên biển," Luận văn Thạc sỹ, Học Viện Kỹ thuật Quân sự. [4] Phong P. D., (2012) "Thuật toán ước lượng các tham số của tin hiệu trong thông tin vô tuyến," Luận án tiến sỹ, Viện nghiên cứu Điện tử - Tin Học - Tự động hóa. [5] Quyền T. C., (2012) "Anten thông minh và áp dụng trong hệ thông tin đa sóng mang," Luận án tiến sỹ, Trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia. [6] Quỳnh T. T. T., Vũ T. A., et al. (2013) "Hiệu năng của hệ thống tìm phương sửdụng anten không tâm pha bất đối xứng," Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, vol. 29, pp. 40-50. [7] Thạch L. H., Yem V. V., và Anh P. (2007) "Giới hạn phân biệt hướng sóng tới khi sử dụng thuật toán MUSIC," in Hội nghị thông tin và định vị vì sự phát triển của kinh tế biển Việt nam. [8] Thạch L. H., Yêm V. V., et al. (2008) "Giới hạn số nguồn sóng tới có thể ước lượng khi sử dụng phương pháp đa tần," in Hội thảo khoa học quốcgia lần thứ 4 về Nghiên cứu, phát triển và ứng dụng Công nghệ thông tin và truyền thông, ICT.rda’08. [9] Yêm V. V., Thạch L. H., và Anh P. (2007) "Ứng dụng thuật toán MUSIC trong việc xác định vị trí tàu thuyền đánh cá loại vừa và nhỏ hoạt động ở vùng ven biển," Tạp chí Điện tử ngày nay. TÀI LIỆU TIẾNG ANH [10] Adcock F., "British Patent Specification No.130490," 1919. [11] Bartlett M. S. (1950) "Periodogram analysis and continuous spectra," Biometrika, pp. 1-16. [12] Bartlett M. S. (1978) An introduction to stochastic processes, with special reference to methods and applications: CUP Archive. [13] Bellini E. a. T., A. (1907) "A directive system of wireless telegraphy," Elect. Eng, vol. 2 (11), pp. 771 - 775. [14] Borgiotti G. V. and Kaplan L. (1979) "Superresolution of uncorrelated interference sources by using adaptive array techniques," Antennas and Propagation, IEEE Transactions on, vol. 27, pp. 842-845. [15] Burg J. P. (1967) "Maximum entropy spectral analysis," in 37th Annual International Meeting. [16] Burwasser A. J. (1994) "Measuring Bearing Accuracy Of Mobile Adcock DF Antennas," ed: RDF Products Application Note AN-003, 1994. [17] Capon J. (1969) "High-resolution frequency-wavenumber spectrum analysis," Proceedings of the IEEE, vol. 57, pp. 1408-1418. [18] Chandran S. (2005) Advances in Direction-of-arrival Estimation: Artech House. [19] Chen F.-J., Fung C. C., et al. (2007) "Estimation of two-dimensional frequencies using modified matrix pencil method," Signal Processing, IEEE Transactions on, vol. 55, pp. 718-724.

96 [20] Chen P., Wicks M., and Adve R. (2001) "Development of a statistical procedure for detecting the number of signals in a radar measurement," IEE Proceedings-Radar, Sonar and Navigation, vol. 148, pp. 219-226. [21] Chen Z., Gokeda G., and Yu Y. (2010) Introduction to Direction-of-arrival Estimation: Artech House. [22] Choi J.-H., Park C.-S., et al. (2007) "A Multi-Channel Correlative Vector Direction Finding System Using Active Dipole Antenna Array for Mobile Direction Finding Applications," Journal of electromagnetic engineering and science, vol. 7, pp. 161- 168. [23] Cianos N. (1993) "Low-cost, high-performance DF and intercept systems," in WESCON/'93. Conference Record, pp. 372-376. [24] Comisso M., (2008) "Beamforming techniques for wireless communications in low- rank channels: analytical models and synthesis algorithms," Ph.D Thesis, [25] Cotter S. (2007) "Multiple snapshot matching pursuit for direction of arrival (DOA) estimation," in Proceedings of the European Signal Processing Conference, pp. 247- 251. [26] Davis J. and Gibson A. (2006) "Phase mode excitation in beamforming arrays," in Microwave Conference, 2006. 36th European, pp. 1786-1789. [27] del Rı  J. E. F. and Sarkar T. K. (1996) "Comparison between the matrix pencil method and the Fourier transform technique for high-resolution spectral estimation," Digital Signal Processing, vol. 6, pp. 108-125. [28] Dharamdial N., Adve R., and Farha R. (2003) "Multipath delay estimations using matrix pencil," in WCNC, pp. 632-635. [29] Evans J. E., Sun D., and Johnson J., "Application of advanced signal processing techniques to angle of arrival estimation in ATC navigation and surveillance systems," DTIC Document1982. [30] Frank B. (2005) "Smart antennas for wireless communications with MATLAB," ed: McGraw-Hill, New York, 2005. [31] Gabriel W. F. (1980) "Spectral analysis and adaptive array superresolution techniques," Proceedings of the IEEE, vol. 68, pp. 654-666. [32] Gantmacher F. R. (1959) The theory of matrices vol. 1: Taylor & Francis. [33] Golub G. H. (1996) "CF van Loan Matrix computations," The Johns Hopkins, [34] Golub G. H. and Van Loan C. F. (1996) "Matrix computations," [35] Gross F. (2005) Smart antennas for wireless communications: McGraw-Hill Professional. [36] Guldgogan M., (2006) "A Novel Array Signal Processing Technique for Multipath Channel Parameter Estimation," Master of Science, Bilkent University, [37] Gupta L. and Singh R. (2010) "Array signal processing: Doa estimation for missing sensors," in Power, Control and Embedded Systems (ICPCES), 2010 International Conference on, pp. 1-4. [38] Hamid K. and Viberg M. (1996) "Two decades of array signal processing research," IEEE signal processing magazine, vol. 13, pp. 67-94. [39] Hammerle R. (1989) "Factors limiting the accuracy of Doppler and Adcock direction finding systems," in Passive Direction Finding, IEE Colloquium on, pp. 3/1-313. [40] Harter N., Keaveny J. J., et al. (2005) "Development of a novel single-channel direction-finding method," in Military Communications Conference, 2005. MILCOM 2005. IEEE, pp. 2720-2725. [41] Harter N., Keaveny J. J., et al. (2005) "Analysis and implementation of a novel single- channel direction-finding method," in Wireless Communications and Networking Conference, 2005 IEEE, pp. 2530-2533.

97 [42] Harter N. M., (2007) "Development of a Single-Channel DirectionFindingAlgorithm," Master of Science, The Virginia PolytechnicInstitute and StateUniversity, [43] Hirata A., Morimoto T., and Kawasaki Z. (2003) "DOA estimation of ultra-wideband EM waves with MUSIC and interferometry," IEEE antennas and wireless propagation letters, vol. 2, pp. 190-193. [44] Hua Y. (1992) "Estimating two-dimensional frequencies by matrix enhancement and matrix pencil," Signal Processing, IEEE Transactions on, vol. 40, pp. 2267-2280. [45] Hua Y. and Sarkar T. K. (1990) "Matrix pencil method for estimating parameters of exponentially damped/undamped sinusoids in noise," Acoustics, Speech and Signal Processing, IEEE Transactions on, vol. 38, pp. 814-824. [46] HWEE C. M., (2013) "Matrix Pencil method as a signal processing technique performance and application on power systems signals," [47] Irahhauten Z., Nikookar H., and Klepper M. (2012) "A joint ToA/DoA technique for 2D/3D UWB localization in indoor multipath environment," in Communications (ICC), 2012 IEEE International Conference on, pp. 4499-4503. [48] Jain V. (1974) "Filter analysis by use of pencil of functions: Part I," Circuits and Systems, IEEE Transactions on, vol. 21, pp. 574-579. [49] Josefsson L. and Persson P. (2006) Conformal array antenna theory and design vol. 29: John wiley & sons. [50] Jung S., Kim S., et al. (2011) "Low-complexity joint DOA/TOA estimation algorithm for mobile location," in Wireless Communications and Networking Conference (WCNC), 2011 IEEE, pp. 581-586. [51] Karapistoli E., Pavlidou F.-N., et al. (2010) "An overview of the IEEE 802.15. 4a standard," Communications Magazine, IEEE, vol. 48, pp. 47-53. [52] Keaveny J. J., (2005) "Analysis and Implementation of a Novel Single Channel Direction Finding Algorithm on a Software Radio Platform," Master of Science, Virginia Polytechnic Institute and State University, [53] Keen R. (1938) Wireless detection finding: Iliffe & Sons, Dorset House. [54] Khan M. F. and Tufail M. (2010) "Multiple snapshot Beamspace Matrix Pencil method for direction of arrival estimation," in Industrial Mechatronics and Automation (ICIMA), 2010 2nd International Conference on, pp. 288-291. [55] Kim S., Oh D., and Lee J. (2015) "Joint DFT-ESPRIT estimation for TOA and DOA in vehicle FMCW radars," Antennas and Wireless Propagation Letters, IEEE, vol. Volume: PP, [56] Koh J. and Sarkar T. K. (2004) "High resolution DOA estimation using matrix pencil," in Antennas and Propagation Society International Symposium, 2004. IEEE, pp. 423- 426. [57] Kundu D. (1996) "Modified MUSIC algorithm for estimating DOA of signals," Signal processing, vol. 48, pp. 85-90. [58] Liberti J. C. and Rappaport T. S. (1999) Smart antennas for wireless communications: IS-95 and third generation CDMA applications: Prentice Hall PTR. [59] Liu Z.-M., Huang Z.-T., and Zhou Y.-Y. (2011) "Direction-of-arrival estimation of wideband signals via covariance matrix sparse representation," Signal Processing, IEEE Transactions on, vol. 59, pp. 4256-4270. [60] Löhning M. and Fettweis G. (2007) "The effects of aperture jitter and clock jitter in wideband ADCs," Computer Standards & Interfaces, vol. 29, pp. 11-18. [61] Makhoul J. (1975) "Linear prediction: A tutorial review," Proceedings of the IEEE, vol. 63, pp. 561-580. [62] Marconi G. (1906) "On methods whereby the radiation of electric waves may be mainly confined to certain directions, and whereby the receptivity of a receiver may be

98 restricted to electric waves emanating from certain directions," Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Containing Papers of a Mathematical and Physical Character, vol. 77, pp. 413-421. [63] Mathews C. P. and Zoltowski M. (1992) "Direction finding with circular arrays via phase mode excitation and Root-MUSIC," in Antennas and Propagation Society International Symposium, 1992. AP-S. 1992 Digest. Held in Conjuction with: URSI Radio Science Meeting and Nuclear EMP Meeting., IEEE, pp. 1019-1022. [64] Mathews C. P. and Zoltowski M. D. (1994) "Eigenstructure techniques for 2-D angle estimation with uniform circular arrays," Signal Processing, IEEE Transactions on, vol. 42, pp. 2395-2407. [65] Mathews C. P. and Zoltowski M. D. (1994) "Signal subspace techniques for source localization with circular sensor arrays," [66] Muthukumar P. (2012) "Smart Active Antenna Radiation Pattern Optimising System For Mobile Devices Achieved By Sensing Device Proximity Environment With Property, Position, Orientation, Signal Quality And Operating Modes," ed: Google Patents, 2012. [67] Naidu P. S. (2009) Sensor array signal processing: CRC press. [68] Newhall W. G., (2003) "Radio channel measurements and modeling for smart antenna array systems using a software radio receiver," Virginia Polytechnic Institute and State University, [69] Nga M. T., Phong P. D., et al. (2008) "A planar quasi-Yagi For Next Generation Wireless Communication Systems," Research, Development and Application on information & communications technology journal, [70] Ottersten B. and Kailath T. (1990) "Direction-of-arrival estimation for wide-band signals using the ESPRIT algorithm," Acoustics, Speech and Signal Processing, IEEE Transactions on, vol. 38, pp. 317-327. [71] Ouibrahim H., Weiner D., and Wei Z. (1987) "Angle of arrival estimation using a forward-back moving window," in Proceedings 30th Midwest Symposium Circuit System, Syracuse, NY, pp. 563-566. [72] Peavey D. and Ogumfunmi T. (1997) "The single channel interferometer using a pseudo-doppler direction finding system," in Acoustics, Speech, and Signal Processing, 1997. ICASSP-97., 1997 IEEE International Conference on, pp. 4129- 4132. [73] Phong P. D. and Yem V. V. (2012) "High rosolution agorithm for frequency difference of arrival estimation," in Proceeding of South East Asian Technical University Consortium (SEATUC), Bangkok, Thailand. [74] Phong P. D., Chinh D. T., and Yem V. V. (2010) "A Novel Spectrum Sensing Without Channel State Information Using Estimated Parameters," Research, Development and Application on information & communications technology journal, vol. E-1, pp. 56- 63. [75] Pillai S. U. and Kwon B. H. (1989) "Forward/backward spatial smoothing techniques for coherent signal identification," Acoustics, Speech and Signal Processing, IEEE Transactions on, vol. 37, pp. 8-15. [76] Pisarenko V. F. (1973) "The retrieval of harmonics from a covariance function," Geophysical Journal International, vol. 33, pp. 347-366. [77] Poberezhskiy Y. S. and Poberezhskiy G. Y. (2004) "Sampling and signal reconstruction circuits performing internal antialiasing filtering and their influence on the design of digital receivers and transmitters," Circuits and Systems I: Regular Papers, IEEE Transactions on, vol. 51, pp. 118-129.

99 [78] Quynh T. T. T., Tan T. D., et al. (2014) "Antenna without Phase Center for DOA Estimation in Compressive Array Processing," International Journal of Control and Automation, vol. 7, pp. 55-68. [79] RDF-Products. (1998) "Basics of the watson-watt radio direction finding technique," ed. in Web Note WN-002, 1998. [80] RDF-Products. (April 1999) "A comparison of the watson-watt and pseudo-doppler df techniques ", ed: Web note WN-004, April 1999, pp. Rev. B–01. [81] Rembovsky A., Ashihmin A., and Kozmin V. Radio Monitoring. Problems, Methods, and Equipment. A volume 43 in the nanostructure Science and Technology series: ISBN 978-0-387-98099-7, Springer Dordrecht Heidelberg London New York, 2009– 640 p. [82] Rohde-Schwarz. (2000) "Introduction into Theory of Direction Finding," ed, 2000. [83] Rohde-Schwarz. (2003) "Digitaler HF/VHF/UHF-Überwachungspeiler R&S DDF®0xE," ed, 2003. [84] Roy R. and Kailath T. (1987) "Esprit and total least squares," in Proceedings of the Asilomar Conference on Circuits, Systems and Computers and Computers. [85] Roy R. and Kailath T. (1989) "ESPRIT-estimation of signal parameters via rotational invariance techniques," Acoustics, Speech and Signal Processing, IEEE Transactions on, vol. 37, pp. 984-995. [86] Rutten R., Breems L. J., and van Veldhoven R. H. (2008) "Digital jitter-cancellation for narrowband signals," in Circuits and Systems, 2008. ISCAS 2008. IEEE International Symposium on, pp. 1444-1447. [87] Sarkar T. K. and Pereira O. (1995) "Using the matrix pencil method to estimate the parameters of a sum of complex exponentials," Antennas and Propagation Magazine, IEEE, vol. 37, pp. 48-55. [88] Schmidt R. O. (1986) "Multiple emitter location and signal parameter estimation," Antennas and Propagation, IEEE Transactions on, vol. 34, pp. 276-280. [89] Shan T.-J., Wax M., and Kailath T. (1985) "On spatial smoothing for direction-of- arrival estimation of coherent signals," IEEE Transactions on Acoustics, Speech, and Signal Processing, vol. 33, pp. 806-811. [90] Smith R. S., Anderson H., and Jugler L. (1981) "Correlative vector direction finding," Watkin-Johnson, CET Division, pp. 1-28. [91] Stoica P. and Moses R. L. (1997) Introduction to spectral analysis vol. 1: Prentice hall Upper Saddle River. [92] Syrjälä V. and Valkama M. (2009) "Sampling jitter estimation and mitigation in direct RF sub-sampling receiver architecture," in Wireless Communication Systems, 2009. ISWCS 2009. 6th International Symposium on, pp. 323-327. [93] Therrien C. W. (1992) Discrete random signals and statistical signal processing: Prentice Hall PTR. [94] Tingley R. D. and Pahlavan K. (2001) "Space-time measurement of indoor radio propagation," Instrumentation and Measurement, IEEE Transactions on, vol. 50, pp. 22-31. [95] Tufts D. W. and Kumaresan R. (1982) "Estimation of frequencies of multiple sinusoids: Making linear prediction perform like maximum likelihood," Proceedings of the IEEE, vol. 70, pp. 975-989. [96] U.Somalatha, Prasad T. V. S. G., and Naidu T. R. K. (2014) "DOA Estimation of Uncorrelated and Coherent Signals in Multipath Environment Using ULA Antennas," International Journal of Innovative Research in Computer and Communication Engineering, vol. 2, pp. 47 – 55.

100 [97] Van Yem V. and Thanh N. H. (2009) "Single channel all digital direction finding system," in Wireless Communication Systems, 2009. ISWCS 2009. 6th International Symposium on, pp. 696-699. [98] Vaughan R. G., Scott N. L., and White D. (1991) "The theory of bandpass sampling," Signal Processing, IEEE Transactions on, vol. 39, pp. 1973-1984. [99] Wang F. and Zhang X. (2014) "Joint estimation of TOA and DOA in IR-UWB system using sparse representation framework," ETRI Journal, vol. 36, pp. 460-468. [100] Wang J., Zhao Y., and Wang Z. (2008) "A novel coherent signal-subspace method for wideband signal location," in Millimeter Waves, 2008. GSMM 2008. Global Symposium on, pp. 317-320. [101] Wang Y., Leus G., and Pandharipande A. (2009) "Direction estimation using compressive sampling array processing," in Statistical Signal Processing, 2009. SSP'09. IEEE/SP 15th Workshop on, pp. 626-629. [102] Wax M. and Kailath T. (1985) "Detection of signals by information theoretic criteria," Acoustics, Speech and Signal Processing, IEEE Transactions on, vol. 33, pp. 387-392. [103] Wen F., Wan Q., et al. (2014) "Improved MUSIC Algorithm for Multiple Noncoherent Subarrays," Signal Processing Letters, IEEE, vol. 21, pp. 527-530. [104] Williams R. T., Prasad S., et al. (1988) "An improved spatial smoothing technique for bearing estimation in a multipath environment," Acoustics, Speech and Signal Processing, IEEE Transactions on, vol. 36, pp. 425-432. [105] Xia B. and Wang W. (2007) "Estimation method of DOA for DS-UWB signal," Journal of University of Electronic Science and Technology of China, vol. 36, pp. 190- 192. [106] Yamada H., Shirai S., et al. (2014) "DOA estimation of correlated wideband signals by using multi-band EM algorithm," in Radio Science Meeting (Joint with AP-S Symposium), 2014 USNC-URSI, pp. 205-205. [107] Yem V. V., BRAGA A. J., et al. (2005) "Direction of arrival and time delay measurements for multi-path signals using five-port reflectometers," in IEEE Antenna and Propagation Symposium (IEEE APS), pp. 03-08. [108] Yilmazer N., Ari S., and Sarkar T. K. (2008) "Multiple snapshot direct data domain approach and ESPRIT method for direction of arrival estimation," Digital Signal Processing, vol. 18, pp. 561-567. [109] Yoon Y.-S., (2004) "Direction-of-arrival estimation of wideband sources using sensor arrays," Citeseer, [110] Yoon Y.-S., Kaplan L. M., and McClellan J. H. (2004) "Direction-of-arrival estimation of wideband sources using arbitrary shaped multidimensional arrays," in Acoustics, Speech, and Signal Processing, 2004. Proceedings.(ICASSP'04). IEEE International Conference on, pp. ii-221-4 vol. 2. [111] Yoon Y.-S., Kaplan L. M., and McClellan J. H. (2006) "TOPS: new DOA estimator for wideband signals," Signal Processing, IEEE Transactions on, vol. 54, pp. 1977- 1989. [112] Zhou L., Zhao Y.-j., and Cui H. (2008) "High resolution wideband DOA estimation based on modified MUSIC algorithm," in Information and Automation, 2008. ICIA 2008. International Conference on, pp. 20-22.