智能天线中几种圆阵DOA估计算法及性能分析研究

摘要

智能天线作为第三代移动通信的关键技术之一越来越受到人们的重视，随着空分多址概念的引入，智能天线可以在空域实现滤波，能够有效的提高系统容量，减小干扰，所以随着对智能天线技术的研究慢慢走向成熟，这项技术最终在实际中得到良好的应用。 智能天线技术是一门很复杂的技术，其中涉及许多相关领域。波达方向估计(DOA)对智能天线来说是非常重要的，所以近年来对DOA技术的研究逐渐成为热点。由于传统的高分辨率DOA算法都是基于矩阵分解的，这种方法优点是估计准确，缺点是计算量大，实用性不强。所以，研究几种实用的计算量小的DOA算法成为本文的重点。 本文首先介绍了智能天线系统的基本理论和阵列天线的信号模型，然后主要针对圆阵实值MUSIC估计算法和实值ESPRIT算法进行研究，并对其进行了大量的仿真及性能分析。在此基础之上，本文提出了几种减少计算量和复杂度的新算法，圆阵快速MUSIC算法和改进波束空间MIJSIC算法，计算机模拟仿真结果证实它们的有效性。最后，本文讨论了阵列天线性能对DOA估计的影响，主要介绍了互耦对DOA估计及本文提出的快速算法的影响，从矩阵理论分析了互耦对DOA估计产生的影响，并提出了一种类似去相关的空间平滑的方法来修正互耦的影响，仿真结果表明了此方法有一定的效果但是还不成熟，还要在以后的工作种进行深入的研究。 本文的主要工作旨在分析几种适合实际引用的DOA算法，所以有一定的工程实用价值。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

§1.1研究背景

§1.2国内外发展现状

§1.3论文的主要工作和内容安排

第二章智能天线系统介绍

§2.1智能天线基本原理

§2.2智能天线技术概述

§2.3无线信道模型

§2.4小结

第三章圆阵波达方向估计算法

§3.1 DOA估计的传统方法

§3.2圆阵DOA估计

§3.3均匀圆环阵阵列模型

§3.4相位模式激励

§3.5圆阵二维酉(unitary)MUSIC算法

§3.6圆阵实值ESPRIT算法

§3.7小结

第四章均匀圆阵快速DOA估计算法

§4.1信号子空间有理近似快速DOA算法

§4.2波束空间均匀圆阵DOA估计算法

§4.3两算法性能分析比较

§4.4小结

第五章阵列天线性能对DOA估计的影响

§5.1互耦对快速算法的影响

§5.2互耦的校正方法

§5.3计算机仿真

§5.4本章小节

结束语

致谢

参考文献

研究成果