【摘 要】
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智能天线的应用引入了空分多址技术(SDMA),为解决信号衰落、时延扩展、多谱勒频移、共信道干扰等问题提供了一种新的思路与努力方向。DOA估计作为智能天线的关键技术,是移动通信
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智能天线的应用引入了空分多址技术(SDMA),为解决信号衰落、时延扩展、多谱勒频移、共信道干扰等问题提供了一种新的思路与努力方向。DOA估计作为智能天线的关键技术,是移动通信领域研究的一个热点。其性能优劣取决于其实时性与准确性,本文基于采样快拍数的角度对DOA估计进行研究,改善DOA估计的实时性与准确性。通过大量的理论分析和仿真实验,提出了三种DOA估计方法:1.针对低信噪比环境下,基于单快拍的相干信号DOA估计算法的估计误差较大的问题,提出了一种改进算法。该算法首先构造一个不受信号相关性影响的Toeplitz矩阵,然后对该矩阵进行协方差处理,从而降低信噪比对矩阵的影响,降低了低信噪比环境下的DOA估计的估计误差。2.针对相干信号DOA估计问题,提出了一种单快拍ESPRIT算法。该算法利用单快拍数据构造两个具有平移不变性且不受信号相关性影响的Toeplitz矩阵,根据ESPRIT算法思想,实现对相干信号的DOA估计。相比已有需要进行两次特征值分解的单快拍ESPRIT算法,该算法只需一次特征值分解,进一步降低了运算量,精确度与原有单快拍ESPRIT算法相当。3.归纳了DOA估计误差一定时,MUSIC算法与ESPRIT算法所需的最佳快拍数随SNR的变化规律,提出一种自适应快拍DOA估计算法。首先,基于MUSIC算法和ESPRIT算法,对采样快拍、估计误差与信噪比(SNR)之间的关系进行研究分析,得到估计误差一定时,最佳采样快拍随信噪比变化规律;然后,依据此规律选取采样快拍进行DOA估计。
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