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基于QRD-LS算法的智能天线及其Systolic阵列实现

作　者: 张芸潇
导　师: 盛卫星；余立强
学　校: 南京理工大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 数字波束形成 QRD-LS算法 Systolic阵
分类号: TN821.91
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

数字波束形成(DBF)技术是现代雷达和通信领域的研究热点。本文就智能天线技术领域中的数字波束形成算法进行了学习与研究。文章分四个部分描述了智能天线的发展与研究背景、工作原理及特点、自适应波束形成的几种准则及相应算法、以及利用CORDIC算法与Systolic阵列实现QRD-LS算法的过程。论文主要开展了以下两个方面的工作：1．对LMS与RLS两种典型自适应算法的阐述、性能分析与比较，验证RLS算法在收敛性、稳定性方面都优于LMS算法。2．阐述空域滤波算法中的QRD-LS算法及其Systolic流水实现。详细分析相关的QRD-LS算法的递推原理、Givens旋转、Systolic结构的时序与延迟、CORDIC算法的原理以及如何利用它实现Systolic阵的处理单元。在此基础上，给出一种基于CORDIC技术的复数QRD-LS算法的Systolic实现，比较了它与已有文献中结构的异同。同时，利用该Systolic阵，实现Split-LS算法结构。数值结果验证算法的正确性。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
1 绪论  9-14
  1.1 智能天线研究背景与意义  9
  1.2 智能天线发展及国内外研究现状  9-12
  1.3 智能天线的相关技术  12-13
  1.4 本文的主要工作  13-14
2 智能天线的组成及工作原理  14-20
  2.1 智能天线的组成  14-15
    2.1.1 智能天线基本概念及特点  14
    2.1.2 智能天线拓扑结构  14-15
  2.2 智能天线的工作方式  15-18
    2.2.1 多波束天线  16
    2.2.2 自适应天线  16-18
  2.3 智能天线系统在移动通信中的应用及其技术特点  18-19
  2.4 本章小结  19-20
3 自适应波束形成算法的基本原理  20-33
  3.1 自适应波束形成的几种准则  20-23
  3.2 自适应波束形成算法  23-31
    3.2.1 概述  23-24
    3.2.2 非盲自适应算法  24-29
      3.2.2.1 最小均方算法(LMS)  24-26
      3.2.2.2 递归最小二乘算法(RLS)  26-27
      3.2.2.3 LMS与 RLS的性能比较  27-29
    3.2.3 盲自适应算法  29-31
  3.3 准则-算法性能分析  31-32
  3.4 本章小结  32-33
4 QRD-LS算法的Systolic阵实现  33-56
  4.1 基于 QR分解的最小二乘算法  33-38
    4.1.1 在数据域 QR解求最佳权  33-34
    4.1.2 Givens旋转  34-35
    4.1.3 递推式 QRD-LS算法  35-37
    4.1.4 QRD-LS算法与 RLS算法  37-38
  4.2 QRD-LS算法的Systolic实现  38-42
    4.2.1 从串行运算到 Systolic实现  38-40
    4.2.2 Systolic方式的运算单元构成  40-41
    4.2.3 几个相关的概念  41-42
  4.3 CORDIC技术与 QRD-LS的Systolic实现  42-53
    4.3.1 CORDIC技术的基本原理  42-44
    4.3.2 CORDIC算法的几种形式  44-47
    4.3.3 复数 Givens旋转与 Systolic阵实现  47-51
    4.3.4 数值模拟结果  51-53
  4.4 Spht-LS算法  53-55
    4.4.1 Split-LS算法的基本原理  53-54
    4.4.2 Split-LS算法的Systolic实现  54
    4.4.3 数值模拟结果  54-55
  4.5 本章小结  55-56
5 总结与展望  56-57
致谢  57-58
参考文献  58-62
附录  62-81

基于QRD-LS算法的智能天线及其Systolic阵列实现

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