分布式阵列的两步法相位同步和压缩感知校正研究

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分布式阵列是当下研究热点。分布式阵列的协作波束成形技术用于通信网络中信号的定向发送和接收,通过多天线发送相同的信息,将多路信号进行合成,得到所需的理想数据信号。每个传输节点作为单独的发送端同时发送。由于传输节点的不同在频率、时间、相位上存在偏差,导致接收端信号强度损失。此外,在现实的阵列系统中,受到阵列几何不确定性以及电磁耦合等多方面因素影响,阵列误差广泛地存在且不可避免。各类算法基于理想化所建立的阵列流形具有偏差和扰动。使用离散分布的传感器节点构成天线阵列进行协同工作。作为接收方实现来波方向估计等问题时,需要完成对于阵列流形数据的校正。作为通信发送方,增强传输信噪比,需要完成对于频率、时间和相位的同步工作。本文设计两步法的2-bit反馈相位同步方法和基于压缩感知的空域小样本阵列校正方法。相位同步技术中,步长过大会导致同步效果不佳,步长过小则收敛速度受限。本文设计两步法2-bit反馈的相位同步方法,首先第一步遍历每个结点的离散相位值里找到局部最优解,通过离散逼近找到一个良好的迭代起点。第二步通过2-bit反馈迭代,利用本文设计的方向评分调整扰动,在高同步时缩小步长以达到极好的最终同步效果。本文通过流形分离技术,将任意几何布置阵列的导向矢量分解为采样矩阵和一个具备范德蒙德结构的矢量的乘积表示。利用采样矩阵在有效孔径分布函数上的稀疏性,构建压缩感知的模型,设计了了一种有效的校正方法。该方法减少了导频校正的测试数据量,降低了对于采样信号各来波方向的限制条件。
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