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智能天线中DOA估计算法的研究

姜晖  
【摘要】:智能天线技术是第三代移动通信系统的关键技术之一,也是国内外热门的研究课题。由于无线移动通信的信道传输环境具有复杂性和不确定性,存在多径衰落和时延扩展,因此造成了符号间串扰(ISI)、同信道干扰(CCI)、多址干扰(MAI)等,这些干扰降低了链路性能和系统容量,智能天线技术是解决以上问题的方法之一。 本文研究了阵列天线技术的发展现状,基本工作原理、特点与优点。在此基础上讨论四类波达方向估计算法的思想,以及几种经典算法,分析研究了它们的优缺点。 本文的主要工作是以子空间估计算法中借助旋转不变参数估计的算法和二维虚拟ESPRIT 算法为研究对象。由于在 ESPRIT 算法中要遇到复数运算的问题,因此通过研究归一化 ESPRIT 算法,可以将复杂的复数运算转变为简单的实数运算,从而提高算法的有效性。另外,二维虚拟 ESPRIT 算法需要进行三次特征值分解,计算量较大。时空矩阵法无需进行谱峰搜索,因此减少了计算量。本文提出虚拟波达方向矩阵算法,该算法具有运算量小,对子阵要求低,在低信噪比低的条件下估计效果好等优点。同时,为了提高天线阵列的利用率,采用了阵元复用方法,对虚拟波达方向矩阵法做了进一步的改进,仿真结果证明了该方法的有效性。


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