软件天线关键技术研究

论文题目: 软件天线关键技术研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 电磁场与微波技术

作者: 熊立志

导师: 漆兰芬

关键词: 软件天线,数字波束赋形,算法选择,环境识别

文献来源: 华中科技大学

发表年度: 2005

论文摘要: 随着无线通信产业的蓬勃发展,无线通信业务的数据量迅速增加。如何通过有限的频率带宽传输更多数据成为目前无线通信领域中的焦点问题。软件天线技术能够在不改变信号带宽的情况下提高通信系统的容量,是一种很有前景的下一代通信技术。与采用固定波束赋形算法的智能天线相似,软件天线与智能天线均通过波束赋形算法来提高系统容量。与智能天线不同的是,软件天线能根据环境不同而自动配置最优的波束赋形算法。目前有三类波束赋形算法,分别为基于波达方向的波束赋形,基于时间参考的波束赋形和基于信号结构的波束赋形算法。不同算法在不同电波传播环境下的性能会有所差别,有些算法在一定的环境下甚至会失效。软件天线将不同的算法以软件的形式存储起来,在不同环境下通过调用最优算法来实现最佳的天线性能,是一种既能利用智能天线的优点,又能最大限度避免其缺点的无线通信技术。目前软件天线的研究正处于起步阶段,很多关键技术仍然有待研究。实现软件天线的关键技术包括对通信环境的分类和识别,研究各种算法在不同通信环境下的性能,提出各种环境下算法的选择策略。本文围绕软件天线关键技术进行研究,主要工作如下: 首先研究了无线电传播模型。无线电传播环境非常复杂,本文研究了各种无线电传播现象及典型微小区及宏小区模型。并对宏小区模型基站侧的无线通信信道参数进行了数值模拟。研究并比较了各种波束赋形算法在不同环境下的性能,计算了基于波达方向类的波束赋形算法和基于时间参考的波束赋形算法在各种环境下的性能。数值模拟和计算表明基于波达方向类算法对信号信噪比的改善效果受空间扩散环境的影响较大,基于时间参考类算法对训练序列的载波及符号恢复有一定的要求。根据各种算法的特点及在各种环境下性能比较的结果,提出了软件天线的算法选择策略。无线电环境识别是算法选择的基础,本文提出了一种改进MUSIC(Multiple Signal Classification)算法来识别环境的方法。计算表明所提出的算法不仅能反映信号的空间特征,也能反映信号的时延特征。阵列信号存在一定的线性结构,利用阵列天线所接收信号的线性结构可进行信号的盲识别。本文提出了一种使用盲信号估计技术的环境识别算法。该方法可以同时识别多个信道阶数不同的用户的电波传播环境,并能反映

论文目录:

摘要

ABSTRACT

1 绪论

1.1 软件天线的概念

1.2 课题研究的目的和意义

1.3 主要技术及研究现状

1.4 论文的结构安排与主要工作

2 无线电波信道模型

2.1 电波传播特性

2.2 信道模型

2.3 信道多径分量参数仿真

2.4 本章小结

3 数字波束赋形算法研究

3.1 引言

3.2 阵列天线系统模型

3.3 基于波达方向的波束赋形方法

3.4 基于时间参考的波束赋形方法

3.5 基于信号结构的波束赋形方法

3.6 本章小结

4 软件天线中的算法分集

4.1 引言

4.2 算法的性能分析

4.3 软件天线中数字波束赋形算法的选择策略

4.4 本章小结

5 基于软件天线的DOA 算法研究

5.1 DOA 估计方法

5.2 无线电传播环境对DOA 算法性能的影响

5.3 本章小结

6 天线阵列误差校正研究

6.1 引言

6.2 阵列的几何误差及校正

6.3 阵列的互耦及增益不一致所造成的误差及校正

6.4 阵列互耦误差对波束赋形的影响

6.5 本章小结

7 无线电波传播环境识别

7.1 基于MUSIC 算法的环境识别算法

7.2 基于盲信号估计的环境识别方法

7.3 本章小结

8 全文总结与展望

8.1 总结

8.2 展望

致谢

参考文献

附录 攻读博士学位期间发表的学术论文

发布时间: 2006-04-05

参考文献

• [1].移动通信系统中的终端及车载天线的研究与设计[D]. 刘桂凤.西安电子科技大学2018
• [2].宽带天线新技术及全双工天线的研究[D]. 连瑞娜.西安电子科技大学2018
• [3].移动通信系统中终端天线和基站天线的研究[D]. 黄河.西安电子科技大学2017
• [4].通信智能天线与特定用途天线研究[D]. 李田.西安电子科技大学2017
• [5].毫米波封装天线的设计与实现[D]. 张涛.东南大学2017
• [6].基于缺陷地结构的耦合抑制及圆极化天线设计[D]. 魏昆.西北工业大学2017
• [7].双工天线的研究[D]. 林娴静.华南理工大学2017
• [8].同平台多天线SAR成像方法研究[D]. 刘峰.南京理工大学2017
• [9].宽带高效率的混合液体天线[D]. 钱雅惠.华南理工大学2017
• [10].基于复杂载体的宽频带天线技术研究[D]. 崔学武.电子科技大学2018

相关论文

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• [4].天线的小型化技术与宽频带特性的研究[D]. 王琪.电子科技大学2004
• [5].智能天线系统中的移动目标跟踪和波束形成算法研究[D]. 杜江.电子科技大学2004
• [6].无线通信智能天线算法的研究[D]. 孙绪宝.上海大学2005
• [7].基于软件无线电技术的卫星地面站系统研究与设计[D]. 漆庄平.中国科学院研究生院（上海微系统与信息技术研究所）2005
• [8].阵列天线综合方法研究[D]. 杨林.哈尔滨工程大学2006

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