Ad Hoc網(wǎng)絡移動終端上的智能天線技術.pdf

1、隨著全球通信業(yè)務的迅速發(fā)展，作為個人未來通信主要手段的無線移動通信技術引起人們極大關注。移動通信業(yè)務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(smart antenna technology)作為解決這個矛盾最有希望的技術之一，受到了極大的關注。 研究表明，在基于CDMA技術的第三代移動通信系統(tǒng)中使用多天線技術能夠有效降低多址干擾，空時處理能夠極大增加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通信發(fā)展中炙手可熱的課題。智能天線既可以應用于基站，也可以在移動終端上使用。尤其對于后者，在軍事和應急通信領域中，其應用價值更大。但是，由于受到天線尺寸以及算法復雜度的限制，智能天線在通信系統(tǒng)中的應用研究大多是針對于基站。近年來，開始有一些學者展開了移動終端上的智能天線技術研究。研究中發(fā)現(xiàn)，在Ad Hoc這種不依賴于固定基礎設施的網(wǎng)絡移動終端中使用智能天線技術，能夠大幅度地

3、提高網(wǎng)絡容量、降低干擾、提高通信質量，具有全向天線無法比擬的優(yōu)越性。 本論文重點研究了適用于Ad Hoc網(wǎng)絡移動終端的波束形成技術、DOA估計算法和Ad Hoc網(wǎng)絡運動模型以及適用于Ad Hoc網(wǎng)絡移動終端的DOA跟蹤預測算法。 論文設計了一種結構簡單、適合應用于Ad Hoc網(wǎng)絡移動終端的混合型智能天線系統(tǒng)，提出了一種適合應用在Ad Hoc網(wǎng)絡移動終端上的超分辨波束形成算法--BSRBA。該算法利用波達角估計的超分辯算法

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

5、流行的DOA估計算法如MUSIC、ESPRIT算法相比，不需進行特征分解和特征值計算，算法復雜度明顯降低，而且收斂速度快。非常適合應用于運算能力和功率受限的Ad Hoc移動終端上。將DOA估計算法擴展到360°平面內信號的波達方向估計，提出了一種基于改進的8單元Butler圓陣的DOA估計算法。并應用在DVB-T標準的2K模式中。 提出了兩種Ad Hoc網(wǎng)絡運動模型：SMART個體移動模型和GSMART組移動模型。該模型不同于一