无线通信传输中的方向调制技术研究

摘要

近年来，随着多输入多输出天线系统的高速发展，无线通信技术在各行各业所起的作用越来越重要。无线通信网络为人们提供了越来越便利的生活，但同时信息在传输过程中的安全问题也备受关注。本论文围绕波束赋形方向调制技术展开讨论，分析天线阵列的辐射函数分布，对方向调制的目标函数进行优化处理，从而提高系统的误码率性能。论文的主要工作如下： （1）研究并改进了基于目标遗传算法的方向调制算法。基于目标遗传算法的方向调制综合法是通过调整相移器的相移值改变各个方向的星座图，达到方向调制的目的。本文改进了遗传算法中的目标函数，通过合理设计目标函数，使方向调制信号的信息波束宽度变窄，提高信息波束的方向性，从而提高了物理层的安全性能。 （2）研究并改进了基于傅里叶变换的方向调制算法。基于傅里叶变换的方向调制算法虽然可以降低算法的复杂度，但是信息波束的主瓣宽度宽，容易造成信息泄露。本文在傅里叶变换算法的基础上，根据凸优化原理对远场分布的目标函数进行优化，从而减小信息波束的主瓣宽度，较好地解决了旁瓣信息泄露的问题。 （3）提出基于伍德沃德-劳森的方向调制算法。将伍德沃德-劳森抽样法应用于直线阵列的方向图逼近法中，该方法原理简单，计算量小。本文联合方向调制技术和伍德沃德-劳森抽样法，采用已经优化的远场分布目标函数，能够实现性能更好的物理层安全通信。

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