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数字波束形成的信号分析

作　者: 李鸣
导　师: 牟善祥
学　校: 南京理工大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 数字波束形成 CAB 循环平稳 盲自适应波束形成
分类号: TN911
类　型: 硕士论文
年　份: 2003年
下　载: 405次
引　用: 2次
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内容摘要


数字波束形成是未来移动通信系统中的研究热点，本文着重对数字波束形成中的信号分析研究。 首先结合具体的数字波束形成接收机系统，研究了阵列接收信号处理方法，分析波束形成实现过程。针对级联接收机系统给出性能参数的取值分析，并对信号处理过程进行仿真。 接下来对数字波束形成中的误差归纳总结，分别对误差进行推导，建立误差的模型，给出误差与数字波束形成性能之间的关系。 讨论循环平稳信号的特性，并以调频和调幅信号的循环平稳特性示之。然后对噪声的循环相关函数对循环平稳信号的性能进行分析。 介绍基于信号的循环平稳特性的CAB算法，并推导其迭代计算方法，对CAB算法的优劣之处进行分析。 最后提出多种基于CAB的自适应算法： 采用子阵平滑技术改善CAB性能。在CAB算法中引入传统波束形成中的信号子空间的方法，并对其进行改进，改进后的信号子空间对导引矢量进行修正，并有良好的波束保形性能。基于角度先验知识的投影变换对CAB的影响，减小噪声子空间的影响，并对投影算子给出修正的方法。对CAB算法引入遗忘因子，消弱取样数据对周期平稳相关矩阵误差敏感的不利影响，并对周期平稳相关矩阵误差进行分析。提出多级结构的CAB算法。

全文目录


摘要  2-3
ABSTRACT  3-6
1 绪论  6-9
  1.1 数字波束形成概要  6-7
  1.2 数字波束形成的现状和发展趋势  7-8
  1.3 论文的主要工作  8-9
2 数字波束形成系统的分析  9-22
  2.1 引言  9
  2.2 数字波束形成系统信号处理  9-13
  2.3 数字波束形成系统的举例分析  13-21
    2.3.1 对接收机噪声系数NF的分析  13-14
    2.3.2 IF的选择  14-16
    2.3.3 互调失真  16-17
    2.3.4 数字波束形成系统的仿真  17-21
  2.4 本章小结  21-22
3 数字波束形成中误差分析  22-32
  3.1 引言  22
  3.2 数字波束形成中的量化误差  22-23
  3.3 天线阵列中的随机误差  23-28
    3.3.1 波束方向图  24-25
    3.3.2 主瓣增益的损耗  25
    3.3.3 指向误差  25-27
    3.3.4 旁瓣  27-28
    3.3.5 阵元故障的影响  28
  3.4 有限次快拍的影响  28-31
  3.5 本章小结  31-32
4 循环平稳特性的分析和CAB算法的导出  32-52
  4.1 引言  32
  4.2 循环平稳信号分析  32-41
    4.2.1 调幅信号的循环平稳特性  33-34
    4.2.2 调频信号的循环平稳特性  34
    4.2.3 仿真结果  34-36
    4.2.4 噪声循环自相关函数估计分析  36-40
    4.2.5 仿真结果  40-41
  4.3 基于循环平稳特性的CAB算法  41-51
    4.3.1 盲数字波束形成介绍  41-42
    4.3.2 数据模型  42-43
    4.3.3 CAB算法的提出  43
    4.3.4 CAB算法的分析  43-47
    4.3.5 仿真结果  47-50
    4.3.6 对如何提高CAB算法的鲁棒性能的分析  50-51
  4.4 本章小结  51-52
5 基于CAB算法的研究  52-72
  5.1 引言  52
  5.2 利用投影变换改善CAB的性能  52-55
    5.2.1 理论推导  52-53
    5.2.2 仿真结果  53-55
  5.3 遗传因子对CAB算法的改善  55-60
    5.3.1 理论推导  55-59
    5.3.2 仿真结果  59-60
  5.4 子阵对小快拍数下CAB算法的改善  60-66
    5.4.1 理论推导  60-63
    5.4.2 采用子阵平滑的CAB的迭代计算  63-64
    5.4.3 仿真结果  64-66
  5.5 特征空间对CAB算法的影响  66-69
    5.5.1 理论推导  66-67
    5.5.2 仿真结果  67-69
  5.6 采用多级技术的CAB算法  69-71
    5.6.1 理论推导  69-71
    5.6.2 仿真结果  71
  5.7 本章小结  71-72
结束语  72-73
致谢  73-74
参考文献  74-76

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 通信理论
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