智能天线波达方向估计算法的研究

论文摘要

智能天线利用数字信号处理技术,产生空间定向波束,使天线主波束对准期望用户信号到达方向,旁瓣或零陷对准干扰信号到达方向,达到充分高效利用移动用户信号并消除或抑制干扰信号的目的。智能天线分为两大类:切换波束智能天线与自适应阵智能天线。智能天线技术已被确定为第三代移动通信系统的关键技术之一,智能天线技术将会在未来移动通信系统中发挥重要作用。本论文主要对智能天线技术中的DOA估计算法进行了一定的研究。首先回顾了移动通信和智能天线的发展历程,概况了智能天线DOA估计的基本原理。然后对传统的DOA估计算法进行了研究仿真,主要研究了延迟-相加法和Capon最小方差方法。最后重点研究了子空间分解类算法,即MSIC算法和ESPRIT算法,主要包括经典MUSIC算法、空间平滑MUSIC算法、基本ESPRIT算法和酉ESPRIT算法。对于MUSIC算法,在经典算法的基础上,根据空间平滑技术,重点研究了基于解相干的平滑类MUSIC算法,并在此基础上,做出了一些改进。改进后的算法能减少估计所需的时间,估计性能要优于经典的算法;对于ESPRIT算法,在基本算法的基础上,利用空间平滑技术,提出了一些改进,改进后算法的性能获得了一定的提高,仿真结果证明了改进的有效性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 智能天线简介
• 1.3 智能天线基础
• 1.4 智能天线的国内外研究现状
• 1.5 论文的主要内容和结构安排
• 第二章 智能天线 DOA算法的基本理论
• 2.1 DOA算法数学模型
• 2.2 数学模型的统计特性
• 2.3 天线阵列阵元的配置
• 2.4 本章小结
• 第三章 DOA估计传统算法及仿真
• 3.1 延迟-相加法
• 3.2 仿真结果及分析
• 3.3 Capon最小方差法
• 3.4 Capon最小方差法仿真结果
• 3.5 本章小结
• 第四章 子空间分解类算法及仿真
• 4.1 多重信号分类算法（MUSIC算法）
• 4.2 MUSIC算法仿真结果及分析
• 4.3 ESPRIT算法
• 4.4 仿真结果及分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 结论和展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 学位论文评阅及答辩情况表