论文部分内容阅读
智能天线技术在提高天线增益、抑制干扰和提高频谱利用率等方面有良好的效果,是3G和4G通信中最重要的技术之一。智能天线系统主要包含信号波达方向(DOA)估计和波束形成两部分内容,本文研究DOA估计算法的改进和自适应盲波束形成算法及其在软件无线电(Software Defined Radio,SDR)平台的实现。首先详细介绍了智能天线系统的基础知识;其次,论述了用于DOA估计的经典MUSIC算法以及在其基础上后续建立起来的一些代表性改进算法,并针对这些算法对信号源个数的估计都受限于阵元数目,即当信源数大于阵元数时会失效这一问题,本文利用欧拉公式的思想提出了一种改进的MUSIC算法,对其进行仿真显示该算法可估计的信源数是经典MUSIC算法的2倍,并且在低信噪比情况下仍有很高的估计性能;再次,为了实现对期望信号的有效跟踪,本文又探讨了波束形成算法,提出一种基于改进MUSIC算法和LCMV准则相结合的自适应盲波束形成算法,并通过与经典非盲算法的比较,验证了该算法的优越性;最后,对采用软件无线电平台搭建整个智能天线系统进行研究,详细介绍了软件系统模块的搭建过程以及仿真测试结果。为了实现智能天线系统,本文在GNU Radio软件无线电平台上编写了大量数据流处理模块,并以基于改进MUSIC算法的自适应盲波束形成算法为例,进行了实现、测试,通过测试验证了整个软件系统的正确性。实验结果表明,基于改进MUSIC的自适应盲波束形成算法能够自适应地接收到期望信号,所得到的方向图也与预期一致。