Resumen de Técnica para la localización de fuentes basada en la perspectiva de reconstrucción de la señal

Raúl Óscar González-Pacheco García

• español

  Son muchas las aplicaciones que utilizan arreglos de sensores para localizar fuentes de señal y, en la mayoría de los casos, buscan estimar la distancia a la que se encuentran esas fuentes. El número de métodos para la estimación de distancias es elevado, y centran su atención en el caso de señales de banda estrecha, es decir, aquellas en las que se puede aproximar el retardo temporal como un desplazamiento de fase. Esta tesis se enfoca en el uso de algoritmos de super-resolución para la estimación de distancias a fuentes de banda estrecha. En concreto se evalúa el rendimiento de los algoritmos de super-resolución más populares, aquellos que permiten reducir el tiempo de cómputo a la vez que aumentar la precisión y disminuir los requerimientos hardware. Todos estos parámetros, junto con la probabilidad de resolución, varían de forma importante entre ellos, lo que determina su utilización o descarte para aplicaciones en tiempo real. Los métodos de super-resolución utilizan el concepto de subespacio de señal. Para poder tratar con señales de banda ancha, se descomponen las señales recibidas en otras de banda estrecha por medio de un filtrado pasa banda, y se aplican luego los mismos algoritmos con algunas consideraciones específicas. Sintetizando, puede decirse que existen dos formas distintas de resolver las señales descompuestas. Los métodos incoherentes procesan, mediante un procedimiento determinado de banda estrecha, cada banda de forma independiente, para luego promediar los resultados. Los métodos coherentes modulan las señales en cada banda para que luego puedan combinarse de forma coherente. En esta tesis se compara el desempeño de los distintos algoritmos de super-resolución en términos de velocidad, precisión y necesidad de recursos. Se propone un nuevo método que hace uso de un solo sensor y exhibe una serie de características deseables para la mayoría de las aplicaciones en las que se trata con fuentes de banda estrecha. Los resultados de la aplicación de este método a los diferentes algoritmos de super-resolución son comparados entre sí y con los de otros métodos tradicionales.

• English

  There are many applications which make use of sensor arrays to locate signal sources and, in the majority of cases, they attempt to estimate the distance from such sources. There are a large number of methods for estimating the distance, and such methods focus on the case of narrow band signals, that is to say those where the time delay can be likened to phase scrolling. This thesis focuses on the use of super-resolution algorithms for estimating distances from narrow band sources. Specifically, it is an evaluation of the performance of the most popular super-resolution algorithms, those which enable the reduction of computing time while also increasing precision and reducing the hardware requirements. However, all these parameters vary greatly among themselves, along with the probability of resolution. This determines whether or not they can be used for applications in real time. The super-resolution methods use the concept of signal sub-space. In order to deal with broadband signals, the signals received are broken down into narrow band signals by means of a band-pass filter, and then the same algorithms are applied with some specific considerations. In synthesis, it can be said that there are two different forms of resolving the decomposed signals. The incoherent methods process each band independently, by means of a specific narrow band procedure, averaging the results afterwards. The coherent methods modulate the signals in each band so that they can be combined subsequently into a coherent form. This thesis compares the performance of the different super-resolution algorithms in terms of speed, precision and resource needs. A new method is proposed, which makes use of a single sensor and exhibits a series of desired characteristics for the majority of applications dealing with narrow band sources. The results of the application of this method to the different super-resolution algorithms are compared with each other and with those of other traditional methods.