Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)終端上的智能天線技術(shù).pdf

1、隨著全球通信業(yè)務(wù)的迅速發(fā)展，作為個(gè)人未來通信主要手段的無線移動(dòng)通信技術(shù)引起人們極大關(guān)注。移動(dòng)通信業(yè)務(wù)量的迅速增加和有限的頻譜資源的矛盾日益突出。迫切希望提高通信系統(tǒng)的頻譜利用率和容量。90年代以來，智能天線技術(shù)(smart antenna technology)作為解決這個(gè)矛盾最有希望的技術(shù)之一，受到了極大的關(guān)注。 研究表明，在基于CDMA技術(shù)的第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)中使用多天線技術(shù)能夠有效降低多址干擾，空時(shí)處理能夠極大增加CDMA

2、系統(tǒng)容量。其在提高頻譜利用率方面的卓越表現(xiàn)，又使其成為第四代移動(dòng)通信發(fā)展中炙手可熱的課題。智能天線既可以應(yīng)用于基站，也可以在移動(dòng)終端上使用。尤其對(duì)于后者，在軍事和應(yīng)急通信領(lǐng)域中，其應(yīng)用價(jià)值更大。但是，由于受到天線尺寸以及算法復(fù)雜度的限制，智能天線在通信系統(tǒng)中的應(yīng)用研究大多是針對(duì)于基站。近年來，開始有一些學(xué)者展開了移動(dòng)終端上的智能天線技術(shù)研究。研究中發(fā)現(xiàn)，在Ad Hoc這種不依賴于固定基礎(chǔ)設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)終端中使用智能天線技術(shù)，能夠大幅度地

3、提高網(wǎng)絡(luò)容量、降低干擾、提高通信質(zhì)量，具有全向天線無法比擬的優(yōu)越性。 本論文重點(diǎn)研究了適用于Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)終端的波束形成技術(shù)、DOA估計(jì)算法和Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)運(yùn)動(dòng)模型以及適用于Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)終端的DOA跟蹤預(yù)測(cè)算法。 論文設(shè)計(jì)了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、適合應(yīng)用于Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)終端的混合型智能天線系統(tǒng)，提出了一種適合應(yīng)用在Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)終端上的超分辨波束形成算法--BSRBA。該算法利用波達(dá)角估計(jì)的超分辯算法

4、首先判斷信號(hào)的來波方向，并啟動(dòng)可變移相器使來波信號(hào)移動(dòng)至天線陣主瓣，當(dāng)信號(hào)位于天線陣波束邊緣時(shí)，信號(hào)接收功率的提高最大，從而有效地解決了信號(hào)位于波束邊緣時(shí)接收效果差的問題。另外，當(dāng)干擾信號(hào)與用戶信號(hào)比較接近，夾角比較小時(shí)，算法也能夠有效地將它們分離，確保用戶信號(hào)的正確接收。 提出了一種基于Butler陣，粗判和細(xì)判相結(jié)合的DOA估計(jì)算法。該算法通過驅(qū)動(dòng)硬件可變移相器的角度變化來代替復(fù)雜的計(jì)算。從而迭代計(jì)算出信號(hào)的波達(dá)方向。與現(xiàn)時(shí)

5、流行的DOA估計(jì)算法如MUSIC、ESPRIT算法相比，不需進(jìn)行特征分解和特征值計(jì)算，算法復(fù)雜度明顯降低，而且收斂速度快。非常適合應(yīng)用于運(yùn)算能力和功率受限的Ad Hoc移動(dòng)終端上。將DOA估計(jì)算法擴(kuò)展到360°平面內(nèi)信號(hào)的波達(dá)方向估計(jì)，提出了一種基于改進(jìn)的8單元Butler圓陣的DOA估計(jì)算法。并應(yīng)用在DVB-T標(biāo)準(zhǔn)的2K模式中。 提出了兩種Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)運(yùn)動(dòng)模型：SMART個(gè)體移動(dòng)模型和GSMART組移動(dòng)模型。該模型不同于一