Квантовий підхід до оцінки напрямку приходу сигналу
Анотація
Проаналізовано методи визначення напрямку приходу радіосигналу, зокрема алгоритми MUSIC та ESPRIT. Показано, що складність традиційних підходів зростає кубічно зі збільшенням кількості антен, що ускладнює їхнє застосування в масштабних системах. Запропоновано застосовувати квантові алгоритми для розв’язання систем лінійних рівнянь і знаходження власних значень, що дає можливість суттєво зменшити обчислювальні витрати. Розглянуто особливості оброблення комплексних матриць. Представлено таблицю порівняння класичного та квантового варіантів алгоритму з точки зору складності та структури обчислень.
Посилання
Nan H., Ma X., Han Y., Sheng W. A computationally efficient MUSIC algorithm with an enhanced DOA estimation performance for a crossed-dipole array. Sensors, 2025, vol. 25, iss. 11, 3469. https://doi.org/10.3390/s25113469
Kulkarni S., Thakur A., Soni S. et al. A comprehensive review of direction of arrival (DoA) estimation techniques and algorithms. Journal of Electronics and Electrical Engineering, 2025, vol. 4, iss. 1. https://doi.org/10.37256/jeee.4120255708
Salman M.B., Björnson E. DoA Estimation using MUSIC with Range/Doppler Multiplexing for MIMO-OFDM Radar. arXiv preprint arXiv:2506.13258, 2025. Available: https://arxiv.org/abs/2506.13258
Wu L., Liu Z.M., Huang Z.T. Deep convolution network for direction of arrival estimation with sparse prior. IEEE Signal Processing Letters, , 2019, vol. 26, iss. 11, pp.1688 – 1692. https://doi.org/10.1109/LSP.2019.2945115
Meng F.X., Yu X.T., Zhang, Z.C. Quantum algorithm for multiple signal classification. Physical Review A, 2020, vol. 101, iss. 1, 012334. https://doi.org/10.1103/PhysRevA.101.012334
Horbatyi I. V., Usatyi O. А., Tsaitler B. М. Comparison of modern algorithms for determining the direction of arrival of a radio signal. Prooc. of the 26th ISPC «Modern information and electronic technologies», Odesa, Ukraine, 2025, pp. 8 – 9. Available: https://www.old.tkea.com.ua/siet/archive/2025/MIET_2025_08.pdf/
Zhou Q.Y., Wu J.W., Wang S.R. et al. Two-dimensional direction-of-arrival estimation based on time-domain-coding digital metasurface. Applied Physics Letters, 2022, vol. 121, iss. 18, 181702. https://doi.org/10.1063/5.0124291
Shmuel D.H., Merkofer J.P., Revach G. Et al. Deep Root-MUSIC: Towards data-driven Root-MUSIC DoA estimation. In: Proc. IEEE ICASSP 2023, pp.1 – 5. https://doi.org/10.1109/ICASSP49357.2023.10096504
Huang M., Li R., Zou Y. et al. A comprehensive review of metasurface-assisted direction-of-arrival estimation. Nanophotonics, 2024, vol. 13, iss. 24, pp.4381 – 4396. https://doi.org/10.1515/nanoph-2024-0423
Wang J.W., Huang Z.A., Wan X. et al. Polarization and direction-of-arrival estimations based on orthogonally polarized digital programmable metasurfaces. Journal of Physics D: Applied Physics, 2023, vol. 56, iss. 46, 465001. https://doi.org/10.1088/1361-6463/acee91
Horbatyi I., Usatyi O. Investigation of spread spectrum signal analysis methods in modern communication systems. Information and Communication Technologies in Electrical Engineering, 2025, vol. 1, iss. 9, pp. 125 – 129. https://doi.org/10.23939/ictee2025.01.125
Morales M., Singh A., Cao Y. Quantum Linear System Solvers: A Survey of Algorithms and Applications. arXiv preprint [arXiv:2407.05178], 2024. Available: https://arxiv.org/abs/2407.05178
Авторське право (c) 2025 Іван Горбатий, Олександр Усатий
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
