【摘 要】
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智能天线技术属于移动通信中的高技术领域,该技术能够在目前蜂窝小区制及FDMA、TDMA、CDMA等多址方式下,利用用户的空间信息,在同一信道(频段/时隙/码道)中有选择性地接收和
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智能天线技术属于移动通信中的高技术领域,该技术能够在目前蜂窝小区制及FDMA、TDMA、CDMA等多址方式下,利用用户的空间信息,在同一信道(频段/时隙/码道)中有选择性地接收和发送多路信号而不发生相互干扰,即将通信资源由时间域、频率域或码域而拓展到了空间域,从而使通信容量成倍增加,通信质量大大提高.而要充分利用空间域的信息,则需要了解各个信号在空间中相对于阵元所处的位置,也就是说,需要对各个信号的波达方向进行估计,因此,波达方向估计是智能天线系统中一个比较重要的研究课题.该文主要对波达方向(Direction of Arrival,DOA)的估计算法进行了研究,提出了几种新的波达方向估计算法:1.传统的二阶子空间参数估计方法,不能突破阵列实阵元个数的限制,于是有学者提出利用四阶累积量来扩展阵列,从而得到更多的虚拟阵元来进行DOA的估计.虽然该类方法能够突破实阵元个数的限制,但是其所能估计的信源个数还是不够多.该文在假定信源波形已知,信源波达方向未知的前提条件下,提出了一个基于四阶累积量的波达方向估计算法.该方法比已有的方法有更大的孔径,因此可以估计更多的信号.2.提出了一种基于共轭矩阵的新算法:CAM(Conjugate Augmented MUSIC)算法.该算法不需要信源波形已知的假定,在未知信号先验知识的情况下,也可以对阵列进行扩展,其所能估计的信号波达方向个数是MUSIC-like算法的两倍.3.由于CAM算法利用时间域和空间域上的信息,基于四阶累积量,通过两步来实现,因此,它需要更多的计算量.该文对CAM算法进行了改进以减少其运算量,并且利用最小冗余线阵来减少线阵带来的冗余.此外,该方法也可以推广到二阶统计量的情况,说明CAM算法也可以运用于二阶统计量,而且性能也比MUSIC算法好.4.对于二维波达方向估计的情况,该文提出了一种针对宽带非高斯信号二维波达方向估计的方法,该方法利用相干信号子空间方法,通过聚焦矩阵把不同频域空间的方向矩阵变换到同一参考子空间中,然后利用基于信号空时特征结构的时空DOA矩阵方法来进行二维DOA估计.
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