智能天线阵列误差校正及波达方向估计技术研究

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1、分类号TN911．72密级公开重庆邮电大学硕士学位论文论文题目智能天线阵列误差校正及波达方向估计技术研究英文题目ArrayCalibrationandDOAEstimation硕士研究指导教师TechniquesofSmartAntenna论文提交日期21丝：生论文答辩日期坐垒：5：2l论文评阅人答辩委员会主席皇蒸刍2012年月日独创性声明fIIIIIIIIIIIIIi11111IIIIIIIIIY2398979本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果

2、，也不包含为获者竺美妻茬羲青机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：黠梭朋龟签字日期：到2年1；月5日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解蜒羹傈留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权叁幽祷学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：降焱卅乌导师签名：公{之签字日期：到2年；月岁日签字日期：少I-年。

3、月y日摘要在移动通信系统对通信容量和质量的需求之下，智能天线技术以其优良的抗干扰性能和扩容能力成为人们研究的重点。由于智能天线采用阵列天线技术，所以适用于智能天线的无线信道除了包含时问和频率信息之外还必须包含空间信息。信号波达方向(DOA，DirectionofArrival)估计是智能天线的核心技术之一，有着很大的研究和应用价值，但由于天线阵列的幅相误差、互耦误差、位置误差以及信源的多径传输都会导致现有的大多数高分辨阵列测向技术的性能下降。因此，本文主要研究了时变多径信道的空间、时间、频率特性和多径条件下阵列误差校正及稳健的DOA估计。论文介绍了在3GPPTR25．996

4、中描述的用射线法建立的空间信道模型(SCM，SpaceChannelModel)。对信道生成系数求自相关函数，推导出SCM信道的空间相关性和时间相关性；根据信道中生成各条主径的功率和时延值，得到了SCM信道的频率相关性；通过求取信道第一条多径衰落的均值和均方根得到SCM信道的衰落深度。最后计算机仿真了SCM信道空时频关性和衰落深度。论文针对子空间互耦误差校正算法不能处理相干源的问题，首先在均匀线阵中利用时间平滑算法对信源进行去相关处理，然后依据子空间原理建立代阶函数，对阵列互耦误差和信源DOA进行联合估计。文中对该算法的有效性，复杂性和克拉美一劳界进行了理论分析和计算机仿真

5、。最后将时间平滑算法应用于均匀圆阵的信源去相关处理，利用子空间法实现均匀圆阵的互耦误差自校正和DOA估计。仿真结果表明，本文算法在均匀线阵和均匀圆阵中均能对阵列互耦误差进行自校正和对信源进行稳健的DOA估计。论文针对现有的智能天线在多种误差存在情况下阵列校正技术面临的高维、非线性优化搜索，并且在信道多径传输下失效的问题，首先利用时问平滑算法对信源进行去相关处理，然后将均匀线阵的幅相误差，互耦误差和位置误差等效为一个方位依赖的幅相误差，再利用精确校正的辅助阵元对阵列导向矢量进行降维处理，最后依据子空问原理建立代阶函数，进行一维搜索，得到阵列误差和信源DOA值。在此基础之上还将

6、该算法应用于智能天线的系统级仿真之中。关键词：智能天线，阵列校正，波达方向估计，空时无线信道重庆邮电大学硕士论文Abstract3maItaIlte衄ascanenhancetheefficiencyoffrequencyandgreatlyincreasethec印acityofcommunicationsystems，whichhasbecomefocusofstudy．Thewirelesscnannelofsmartantennasmustcontainspatialinformationinadditiontotimea11dtrequencY1nformatio

7、n，asaresultofarrayantennabeenadopted．DOA(DirectionofArrival)e8tlmationisoneofthecoreresearchesofsmartaIltennaus．Unfonunately，gainandpha8eresponse，mutualcoupling，sensorlocationsandcohe】．entsj盟alSwhjchcausedbYmultipathtransmission，willleadtotheperformanceofdirec