智能天线的数字波束形成算法研究及硬件实现

摘要

智能天线采用了阵列天线和先进的信号处理技术，能自动地调节发射或接收模式来适应信号环境。作为第三代移动通信系统的关键技术之一，智能天线技术可以减少信道间干扰，降低误码率的同时提高系统容量。 本论文结合某“***通信系统研制”项目，对智能天线通信系统的波束形成算法及其硬件实现进行了研究，主要研究内容如下： 1.介绍了阵列信号的模型和常用的自适应波束形成算法，并对采样协方差矩阵求逆算法进行了仿真。 2.重点论述了直接中频采样全数字化接收机的设计，在基于ADSP-TS101S的硬件平台上实现了LCMV准则下的DBF算法，并完成了软件和硬件的调试，测试结果验证了软件的正确性。 3.由于信号过采样，同步信号提取所要用到数据量大。针对此特点，首先介绍了多处理器并行处理技术，然后结合硬件结构提出了一种并行乒乓处理算法，完成以13位巴克码为标志的同步信号提取。 4.对13位巴克码的同步信号实现同步的软件进行优化，以适应系统实时性要求。优化后运算量为优化前的49.9％以下。根据系统测试要求，对算法作适当修改，参与完成系统测试，测试结果与理论仿真结果基本相符。

目录

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声明

第一章绪论

1.1研究背景及意义

1.2研究历史与现状

1.3本文的主要工作

第二章 智能天线数字波束形成算法研究

2.1引言

2.2信号模型

2.2.1假设条件

2.2.2阵列信号模型

2.3自适应波束形成算法

2.3.1概述

2.3.2普通波束形成

2.3.3自适应波束形成准则

2.3.4自适应波束形成算法

2.4系统波束形成算法选取

2.5同步算法

2.5.1概述

2.5.2巴克码

2.5.3位同步信号提取

2.6本章小结

第三章 基于DSP的智能天线DBF算法的硬件实现

3.1概述

3.1.1信号处理流程

3.1.2并行处理技术

3.1.3信号处理主芯片介绍

3.2信号处理机平台搭建

3.3波束形成模块

3.3.1信号处理板DSP工作任务

3.3.2波束形成权值训练流程

3.3.3性能分析

3.4同步模块

3.4.1同步方法选择

3.4.2计算块的分配

3.4.3同步流程

3.4.4性能分析

3.5软件优化

3.5.1 DSP汇编程序优化方法概述

3.5.2本系统同步程序优化

3.6结论

第四章总结与展望

4.1总结

4.2展望

致谢

参考文献