Novel solutions to classical signal processing problems in optimization framework
Bilinen sinyal işleme problemlerine eniyileme çerçevesinde yeni çözümler
- Tez No: 355743
- Danışmanlar: PROF. DR. ORHAN ARIKAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 138
Özet
Bilinen üç sinyal işleme problemine, daha esnek ve daha başarılı çözümler elde etmek için eniyileme çerçevesinde yeni çözüm yöntemleri önerilmiştir. İlk kısımda, zaman-frekans destek bölgeleri örtüşmeyen bileşenlerden oluşan sinyallerin analizi için Hermit-Gauss (HG) fonksiyonlarını kullanan yeni bir yöntem geliştirilmiştir. HG fonksiyonları, uygun zaman-frekans dönüşümleri uygulanan sinyal bileşenlerini eniyi şekilde temsil edebilmektedir. Yapılan deneylerde, önerilen yöntemin çok yüksek gürültü seviyelerinde dahi sinyal bileşenlerinin tespitinin ve kestiriminin yüksek başarım ile yapabildiği gözlemlenmiştir. İkinci kısımda, geniş bantlı antenlere sahip çok geniş bantlı iletişim sistemleri için birbirine dik elemanlardan oluşan darbe kümesi tasarımı için üç farklı yaklaşım önerilmiştir. Herbir darbe zamanda kaydırılmış ve ölçeklendirilmiş HG fonksiyonlarının doğrusal kombinasyonu olarak modellenmiştir. Oluşturulan eniyileme problemlerini çözerek almaç tarafında diklik koşulunu sağlayan ve istenilen zaman-frekans niteliklerine sahip yüksek enerjili darbe şekilleri elde edilmiştir. Ayrıca, HG fonksiyonlarının türevlerinin yine HG fonksiyonlarının doğrusal kombinasyonu olarak ifade edilebildiği gösterilerek, çok basit yapıda olan optimum bağdaştırmalı almaç yapısı önerilmiştir. Üçüncü kısımda ise faz dizili antenlerin optimum kontrolü için yarıkesin modelleme tabanlı iki farklı yöntem önerilmiştir. İlk olarak, anten örüntüsü tasarlama problemi dışbükey olmayan karesel kısıtlamalı karesel problem (KKKP) olarak modellenmiştir. Daha sonra, oluşturulan KKKP gevşetilerek dışbükey olan yarıkesin problem (YKP) elde edilmiştir. Orta büyüklükteki dizi antenler için, elde edilen YKP'ye kerte-1 olan bir çözüm bulmak için döngüsel kerte arıtım yöntemi geliştirilmiştir. Daha büyük dizi antenler içinse yön değiştirmeli çarpanlar tabanlı yeni bir yöntem önerilmiştir. Yapılan deneylerde, önerilen her iki yöntem ile istenilen özelliklere sahip hüzme örüntülerini oluşturan faz değerlerinin kestirilebildiği gözlemlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Novel approaches for three classical signal processing problems in optimization framework are proposed to provide further flexibility and performance improvement. In the first part, a new technique, which uses Hermite-Gaussian (HG) functions, is developed for analysis of signals, whose components have non-overlapping compact time-frequency supports. Once the support of each signal component is properly transformed, HG functions provide optimal representations. Conducted experiments show that proposed method provides reliable identification and extraction of signal components even under severe noise cases. In the second part, three different approaches are proposed for designing a set of orthogonal pulse shapes for ultra-wideband communication systems with wideband antennas. Each pulse shape is modelled as a linear combination of time shifted and scaled HG functions. By solving the constructed optimization problems, high energy pulse shapes, which maintain orthogonality at the receiver with desired timefrequency characteristics are obtained. Moreover, by showing that, derivatives of HG functions can be represented as a linear combination of HGs, a simple optimal correlating receiver structure is proposed. In the third part, two different methods for phase-only control of array antennas based on semidefinite modelling are proposed. First, antenna pattern design problem is formulated as a non-convex quadratically constraint quadratic problem (QCQP). Then, by relaxing the QCQP formulation, a convex semidefinite problem (SDP) is obtained. For moderate size arrays, a novel iterative rank refinement algorithm is proposed to achieve a rank-1 solution for the obtained SDP, which is the solution to the original QCQP formulation. For large arrays an alternating direction method of multipliers (ADMM) based solution is developed. Conducted experiments show that both methods provide effective phase settings, which generate beam patterns under highly flexible constraints.
Benzer Tezler
- A compressive measurement matrix design for detection and tracking of direction of arrival using sensor arrays
Algılayıcı dizilimi kullanarak varış açısı sezimi ve takibi için sıkıştırma matrisi dizaynı
BERK ÖZER
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ORHAN ARIKAN
- From media-based modulation to reconfigurable intelligent surfaces: Novel index modulation solutions
Ortam-tabanlı modülasyon'dan uyarlanabilir akıllı yüzeylere: Özgün indis modülasyon çözümleri
ZEHRA YİĞİT
Doktora
İngilizce
2022
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERTUĞRUL BAŞAR
PROF. DR. İBRAHİM ALTUNBAŞ
- Spectral graph based approach for analysis of 3D LIDAR point clouds
3 boyutlu LIDAR nokta bulutlarının analizinde spektral çizge temelli yaklaşım
EDA BAYRAM
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDULLAH AYDIN ALATAN
YRD. DOÇ. DR. ELİF VURAL
- Rastgele markov alanları ve hücresel sinir ağları ile görüntü işleme
Image processing with markow random fields and cellular neural networks
MAHMUT ŞAMİL SAĞIROĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2001
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiElektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OSMAN NURİ UÇAN
- Kazanç kontrollü kuvvetlendiricilerde lineer olmama distorsiyonunu azaltmak üzere analog çarpma devresi yapılarında yeni değişiklikler
Başlık çevirisi yok
OĞUZHAN ÇİÇEKOĞLU
Doktora
Türkçe
1996
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. HAKAN KUNTMAN