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基于SVM数字波束形成算法研究

作　者: 孙力娟
导　师: 邢光龙
学　校: 燕山大学
专　业: 电磁场与微波技术
关键词: 数字波束形成支持向量机 CDMA系统 QPSK系统天线阵列
分类号: TN929.533
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 39次
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内容摘要

数字波束形成技术是现代智能天线核心技术，本文旨在将SVM分类方法应用到CDMA通信系统数字波束形成技术中，探索数字波束形成的新方法。本文研究主要内容和所完成的工作有：首先，介绍了SVM基本思想和方法，分析了SVM作为一种分类器的性能和特点，选择了合适的径向基核函数，对核参数进行了优化，为建立基于SVM数字波束形成技术奠定了基础。其次，研究了几种常用的数字波数形成最优权重向量准则，得出各个性能量度在理论上是等价的，但不同的性能量度所指导的算法在性能上存在着差异。通过对SVM算法的研究认识到，SVM算法直接以误码率为准则有别于常用的准则，然后重点研究了LMS算法和RLS算法两种常用的自适应波束形成算法，考察分析了两种算法的性能，并对两种算法的性能进行了比较。再次，在分析CDMA调制系统性能的基础上，将其数字波数形成归结为分类问题，建立了应用于BPSK和QPSK系统数字波束形成的SVM方法。通过将SVM算法、LMS算法和RLS算法三种自适应波束形成算法比较，说明了SVM方法的优越性。通过仿真试验验证了SVM数字波束形成应用到QPSK调制系统的可行性，并分析了SVM算法的性能。最后，本文还建立了适用于CDMA系统的自适应天线阵列的系统模型，采用SVM算法首先对阵列结构参数进行了研究，得出了阵列结构参数的最佳范围。然后在选取最优结构参数的前提下分别研究直线阵列、圆形阵列在不过载和过载情况下的性能，通过对比分析了它们各自的优缺点。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
第1章绪论  8-13
  1.1 课题的目的和意义  8-9
  1.2 智能天线的研究背景及发展状况  9-10
  1.3 支持向量机方法  10-11
  1.4 课题的主要研究内容及论文的组织结构  11-13
第2章支持向量机算法  13-25
  2.1 SVM 的基本思想  14-19
    2.1.1 最优分类面  14-16
    2.1.2 广义的最优分类面  16-19
  2.2 核函数  19-20
  2.3 基于 C-SVM 数字波束形成  20-24
    2.3.1 C-SVM 算法的描述  21-22
    2.3.2 C-SVM 波束形成算法中核函数的选取  22-23
    2.3.3 C-SVM 波束形成算法中核参数的优化  23-24
  2.4 本章小结  24-25
第3章自适应波束形成算法研究  25-41
  3.1 波束形成技术  25-32
    3.1.1 信号模型分析  26-27
    3.1.2 自适应控制算法的性能准则  27-31
    3.1.3 SVM 数字波束形成算法准则  31-32
  3.2 基于最小均方算法数字波束形成  32-35
    3.2.1 LMS 算法介绍  32-33
    3.2.2 LMS 算法仿真结果及分析  33-35
  3.3 基于递推最小二乘算法数字波束形成  35-39
    3.3.1 RLS 算法介绍  35-37
    3.3.2 RLS 算法仿真结果及分析  37-39
  3.4 本章小结  39-41
第4章 QPSK 调制系统的 SVM 波束形成技术  41-60
  4.1 BPSK 调制系统的 SVM 波束形成算法  41-45
    4.1.1 SVM 两类分类算法介绍  41-42
    4.1.2 用于 BPSK 调制系统 SVM 算法仿真结果及分析  42-45
  4.2 SVM 算法与 LMS 算法和 RLS 算法的比较  45-49
  4.3 支持向量机多类分类问题  49-52
    4.3.1 一类对余类  50-51
    4.3.2 成对分类  51-52
  4.4 用于 QPSK 调制系统的 SVM 四类分类算法  52-58
    4.4.1 SVM 四类分类算法介绍  52-54
    4.4.2 用于 QPSK 调制系统 SVM 算法仿真结果及分析  54-58
  4.5 本章小结  58-60
第5章不同阵列结构的 SVM 数字波束形成技术  60-68
  5.1 直线阵、圆形阵的最优结构参数  60-63
  5.2 在最优结构参数下直线阵和圆阵的性能对比  63-66
    5.2.1 圆阵和直线阵在不过载情况下的性能分析  63-65
    5.2.2 圆阵和直线阵在过载情况下的性能分析  65-66
  5.3 本章小结  66-68
结论  68-70
参考文献  70-73

基于SVM数字波束形成算法研究

内容摘要

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