智能天線陣列誤差校正及波達方向估計技術(shù)研究.pdf

1、在移動通信系統(tǒng)對通信容量和質(zhì)量的需求之下，智能天線技術(shù)以其優(yōu)良的抗干擾性能和擴容能力成為人們研究的重點。由于智能天線采用陣列天線技術(shù)，所以適用于智能天線的無線信道除了包含時間和頻率信息之外還必須包含空間信息。信號波達方向（DOA，Direction of Arrival）估計是智能天線的核心技術(shù)之一，有著很大的研究和應(yīng)用價值，但由于天線陣列的幅相誤差、互耦誤差、位置誤差以及信源的多徑傳輸都會導(dǎo)致現(xiàn)有的大多數(shù)高分辨陣列測向技術(shù)的性能下降。

2、因此，本文主要研究了時變多徑信道的空間、時間、頻率特性和多徑條件下陣列誤差校正及穩(wěn)健的DOA估計。
　　 本文介紹了在3GPP TR25.996中描述的用射線法建立的空間信道模型(SCM，Space Channel Model)。對信道生成系數(shù)求自相關(guān)函數(shù)，推導(dǎo)出SCM信道的空間相關(guān)性和時間相關(guān)性;根據(jù)信道中生成各條主徑的功率和時延值，得到了SCM信道的頻率相關(guān)性;通過求取信道第一條多徑衰落的均值和均方根得到SCM信道的衰落深度

3、。最后計算機仿真了SCM信道空時頻關(guān)性和衰落深度。針對子空間互耦誤差校正算法不能處理相干源的問題，首先在均勻線陣中利用時間平滑算法對信源進行去相關(guān)處理，然后依據(jù)子空間原理建立代階函數(shù)，對陣列互耦誤差和信源DOA進行聯(lián)合估計。文中對該算法的有效性，復(fù)雜性和克拉美—勞界進行了理論分析和計算機仿真。最后將時間平滑算法應(yīng)用于均勻圓陣的信源去相關(guān)處理，利用子空間法實現(xiàn)均勻圓陣的互耦誤差自校正和DOA估計。仿真結(jié)果表明，本文算法在均勻線陣和均勻圓陣

4、中均能對陣列互耦誤差進行自校正和對信源進行穩(wěn)健的DOA估計。針對現(xiàn)有的智能天線在多種誤差存在情況下陣列校正技術(shù)面臨的高維、非線性優(yōu)化搜索，并且在信道多徑傳輸下失效的問題，首先利用時間平滑算法對信源進行去相關(guān)處理，然后將均勻線陣的幅相誤差，互耦誤差和位置誤差等效為一個方位依賴的幅相誤差，再利用精確校正的輔助陣元對陣列導(dǎo)向矢量進行降維處理，最后依據(jù)子空間原理建立代階函數(shù)，進行一維搜索，得到陣列誤差和信源DOA值。在此基礎(chǔ)之上還將該算法應(yīng)用于