Порівняльний аналіз класичних методів пеленгації DOA

DOI: 10.31673/2412-9070.2026.017402

Анотація

У цій роботі представлено огляд класичних методів оцінювання напрямку приходу сигналу (DOA). Розглянуто шість ключових підходів, які можна класифікувати за чотирма основними групами: енергетичні методи - метод затримки та сумування (Delay-and-Sum, DAS), який часто називають методом Бартлетта, метод узагальненої взаємної кореляції з фазовим перетворенням (GCC-PHAT), метод керованої потужності відгуку з фазовим перетворенням (SRP-PHAT); адаптивні методи, такі як метод мінімальної дисперсії (MVDR), також відомий як метод Кейпона; підпросторові методи, зокрема метод класифікації множинних сигналів (MUSIC) та метод оцінювання параметрів сигналу через обертальну інваріантність (ESPRIT), а також оптимізаційні підходи, наприклад, через оператор найменшого абсолютного стиснення та вибору (LASSO). Для кожної методики проведено аналіз з точки зору обчислювальної складності, роздільної здатності (здатності розрізняти просторово близькі джерела) та стійкості до шуму (ефективності в умовах низького відношення сигнал/шум). Експериментальні результати, візуалізовані у вигляді полярних графіків спрямованості, які демонструють ключові переваги та обмеження кожного підходу у сценаріях з різним відношенням сигнал/шум та наявністю просторово близьких джерел. Також наведено відповідні модифікації для кожного методу, які представлені у науковій літературі. Особливістю цієї статті є приділення уваги до детального виведення абстрактних математичних формулювань класичних методів DOA, з метою забезпечення кращого розуміння їх принципів роботи на математичному та інтуїтивному рівні. Дана робота надає загальний огляд методів DOA для подальшого їх вивчення, застосування та покращення.

Ключові слова: напрям приходу сигналу; звук; енергетичні, адаптивні, підпросторові методи; критерії порівняння; сценарії застосування.