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《电子科技大学》 2002年
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移动通信智能天线中的DOA估计技术

邱莉霞  
【摘要】: 随着移动通信业务的发展,人们对它的工作质量提出了更高的要求。在第三代移动通信中,为了提高频谱利用率、增加系统容量、扩大基站覆盖范围、改善通信质量,以及减小电磁污染等目的,提出了智能天线的概念。根据已有的报道,智能天线可以明显改善系统的通信质量,智能天线已经成为移动通信研究的热点之一。 智能天线的主要任务是完成上行信号的滤波和下行波束的形成,这两个主要任务的完成都和自适应算法和数字信号处理(DSP)技术紧密相关。自适应算法是智能天线的核心技术之一,它决定着智能天线对来波信号响应的速率和系统实现电路的复杂程度,系统需要针对各种通信环境来选择合适的算法,也可以采用算法分集的方法来使整个系统工作在最佳状态。本文在对各种算法进行分析比较的基础上,采用MUSIC(多信号分类)算法和DOA矩阵法,来对上行信号进行空间滤波,提取信号的到达角(DOA),并分析和比较了两种算法的估计性能。MUSIC算法是谱估计算法中的经典算法,它具有测向分辨率高,对信号个数、DOA、极化、噪声/干扰强度、来波的强度和相干关系可以进行渐近无偏估计等优点,但是算法对谱峰的搜索比较耗时。DOA矩阵法则避免了MUSIC法的谱峰角度搜索,因此即使是二维的DOA矩阵法,其估算速度也比一维MUSIC算法快。 在实际的通信环境中,信号往往是多径传播。在这种情况下,一般的DOA估计方法失效。本文针对多径的影响,分析了多径情况下的信号模型,并采用基于高阶累积量的方法来解决多径情况下的 DOA估计。采用高阶累积量方法和普通算法的结合,可以准确提取 多径信号的DOA。 在上述工作中,通信天线阵元间复杂的相互作用往往是人们容 易忽略,第三代移动通信中,由于智能天线的提出,使天线的重要 性更加突出c由于基站天线应用在复杂的电磁环境中,为了提高基 站智能天线的空间分辨力,以增加同一信迢内可容纳的用户数,减 小信道间的干扰,需要基站天线的主瓣宽度应尽可能窄,增益尽可 能高。而且,在移动通信系统的应用中,通过调整阵列的加权来实 现阵列主波束对需要信号的快速跟踪,这对阵列天线的扫抽性能也 提出了更高的要求。本文在00A 估计中论及了天线阵元互耦的影 响,并针对直线阵和圆环阵进行分析和方向图综合。本文分别采用 切比雪夫综合方法和闭式综合法,对直线阵和圆环阵进厅综合,以 求得到增益相对高、主瓣窄,副瓣电平低的阵列方向图。
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TN828.6

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