智能天线系统中相干信源DoA估计与波束赋形技术研究

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1、分类号TN911．2密级重庆邮电大学硕士学位论文论文题目智能天线系统中相干信源DoA估计与波束赋形技术研究英文题目ResearchonDoAEstimationandBeamformingTechnologiesofCoherentSignalsinSmartAntennaSystem硕士研究生盆邀尘虽指导教师张祖凡学科专业信号与信息处理论文提交日期论文答辩日期论文评阅人答辩委员会主席2012年月日独创性声明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，除了文中特另JJJH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

2、成果，也不包含为获得重麽自＆电太堂或其他教育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：竹涛则角签字日期：汐，1年，月乙t日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解重麽由＆电太堂有关保留、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。本人授权重麽也5电太堂可以将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。(保密的学位沦文在解密后适用本授权书)学位敝作者虢／(舞哦签字日期：7口『7

3、年，月y同翮虢磁甬凡签字日期：w’≮J1月肋同重庆邮电大学硕士论文摘要智能天线技术已经成为未来无线通信系统的关键技术之一，它结合了天线阵列技术和信号空时处理技术，并在系统设计中增加了空时处理自由度，因此增加了系统容量、提高了频谱利用率、改善了系统的性能。DoA估计和波束赋形技术是阵列信号处理技术领域的核心问题，它们在信号处理、声纳、雷达、生物医学等方面有着极其广泛的应用。本文在简单的介绍了阵列信号处理基本理论和模型的基础之上，针对智能天线系统中相干信源的DoA估计和波束赋形及其相关技术中存在的一些问题，主要从以下两个方面展开研究工作：(1)智能天线系统中相干信源DoA估计

4、算法研究在实际的环境中，由于多径传输而产生的相干信号普遍存在，为此，针对直线阵人们提出了空问平滑算法的相关技术，但是该方法减小了阵列的孔径，从而使阵列能够估计出的相干信号源个数下降，为此本文将空间平滑的思想扩展，将整个阵列进行虚拟平移，使接收到的数据协方差矩阵恢复到满秩，在此基础之上再利用经典的DoA估计MUSIC算法解相干，和传统的空间平滑算法相比，不损失阵列的孔径。最后，分别对均匀线阵和均匀圆阵进行了计算机仿真，结果分析表明，该算法对于相干信源具有更精确的测向性能。(2)智能天线系统中相干信源波束赋形技术研究研究了传统的Capon法波束赋形，该算法可以自适应地选择加权

5、向量，可以在期望信号方向上保持一个固定的增益，并且使其他干扰信号和噪声最小，但是该算法对于相干干扰信号来说，不能在干扰方向上形成零陷，会引起信号的对消，波束性能急剧下降。本文针对Capon法的缺点，结合第一部分DoA估计的方法，选择虚拟阵列平移使输入的相干信号的协方差矩阵恢复满秩后，再利用传统的Capon法进行波束赋形，最后主要针对均匀圆阵进行计算机仿真，结果分析表明，该算法对于干扰零陷的深度要远远大于传统Capon法和最优波束赋形算法，并且在低信噪比和低快拍数的情况下，依旧具有很高的抑制干扰性能。关键词：智能天线，相干信源，虚拟阵列平移，DoA估计，波束赋形重庆邮电大学

6、硕士论文Abs仃actAbstractThesmartantennatechniquehasbeentheoneofkeytechniquesinthefuturewirelesscommnicationssystem，whichcombinestheantennaarraytechnologyandthesignalprocessinginspaceandtime．Becausethespatialprocessingleadstomoredegreesoffreedominthesystem，itimprovesitsoverallperformance，andenh

7、ancethesystemcapacityandincreasethespectrumefficiency．DoA(DirectionofArrival，DoA)andbeamforingaretheimprotantissueofarraysignalprocessing．Ithaswidelyapplicationinsignalprocessing，sonar,radar,oscillationmeasurementetc．Themodelandtheoryofarraysignalprocessingarestudie