無線傳感器網(wǎng)絡中協(xié)作波束賦形技術及其旁瓣抑制算法.pdf

1、波束賦形技術可以在不增加帶寬和能量損耗的情況下，通過多天線引入的空間特性大大提升系統(tǒng)吞吐量和覆蓋范圍，被廣泛使用在現(xiàn)代無線通信的標準中。協(xié)作波束賦形技術利用多個無線節(jié)點的天線形成虛擬的天線陣列，并通過協(xié)作建立和協(xié)作發(fā)射兩個步驟實現(xiàn)波束賦形。協(xié)作波束賦形可以有效節(jié)省無線網(wǎng)絡的能量消耗、降低系統(tǒng)干擾，被廣泛應用于能量有限的有無線傳感器網(wǎng)絡（WSN）中。本文對節(jié)點隨機分布的協(xié)作波束賦形技術進行了較為深入的研究。
　　首先，本文對協(xié)作波束

2、賦形中的基本研究方法進行了概述，介紹了協(xié)作波束賦形中關鍵參數(shù)的求解方法及其物理意義，在概率統(tǒng)計的基礎上給出了節(jié)點隨機分布時波束圖案的一般特性，分析了旁瓣峰值的分布特征，并對分析過程中的理論近似進行了推導驗證。
　　其次，本文對協(xié)作波束賦形的賦形方法進行了較為深入的研究，著重介紹了基于一比特反饋的協(xié)作波束賦形算法，并對算法的可行性進行了理論分析和仿真驗證，評估了該算法的收斂速度。在此基礎上本文提出了一種基于方向擾動的協(xié)作波束賦形算法

3、，對其可行性進行了理論證明，并對算法的收斂特性進行了仿真，結果表明本文提出的算法大大提升了收斂速度。
　　最后，本文對協(xié)作波束賦形中的旁瓣抑制算法進行了較為深入的研究，按算法的實現(xiàn)方式對算法進行了分類并分別分析了各算法的性能，比較了算法的優(yōu)缺點。針對已有算法都回避直接求解權值的事實，本文提出了一種基于分布式計算的旁瓣抑制算法，通過分布式QR分解直接算出各節(jié)點所需權值，給出了一種新的旁瓣問題求解方式，并對算法的性能和求解特點進行了分