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TD-SCDMA系统中干扰源定位算法研究

作　者: 白伟
导　师: 全庆一
学　校: 北京邮电大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 智能天线波达方向估计干扰源定位
分类号: TN929.533
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 43次
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内容摘要

近年来移动通信市场的高速膨胀有力地推动了移动通信事业的发展,同时通信技术也得到了快速的发展。目前,中国在第三代移动通信的发展上取得了举世瞩目的成果,第三代移动通信系统也已经投入使用。TD-SCDMA技术是我国提交的并已经成为国际第三代移动通信标准之一的CDMA TDD技术。中国移动已经在全国范围内建立了TD-SCDMA网络。但同时随着移动通信资费的不断下降,用户对手机的依赖的不断提升,为用户提供高质量的服务是移动通信运营商关注的重点。但是,目前通信网络上存在着大量影响网络质量的干扰设备,如阻断器、直放站、不法信号发射器等等,这些设备严重地影响了局部地区的移动通信网络质量,给周边用户通话感知带来了极大的影响,强大的干扰信号甚至可以造成区域内众多基站退出服务,所以干扰问题成为移动通信运营商重点关注的对象。为了使基站能够正常工作,必须找到这些干扰源并关闭这些干扰源,那么干扰源的准确定位就成为保证基站正常工作的前提条件。而TD-SCDMA系统使用智能天线技术,这就为实现干扰源的智能、实时、快速定位提供了可能性,本文正是要利用智能天线关键技术之一信号的波达方向估计(DOA, Direction Of Arrival)来解决干扰源定位问题。要实现干扰源的准确定位,主要需要解决三方面的问题：首先是干扰源的个数估计,实现干扰源的个数估计是后续实现干扰源准确定位的基础；然后是针对单个智能天线的DOA估计技术的研究,实现干扰源针对相关智能天线的准确的波达方向估计；最后联合多个智能天线利用交叉定位原理实现干扰源的精确定位。本文就上述三个方面进行了研究,具体工作如下：1.提出了基于MUSIC算法和假设检验的干扰源个数估计算法；2.给出了一种DOA估计模型,并在该模型基础上提出了增强型CBF算法和增强型Capon算法；3.提出了多目标定位中的虚交点解决方案；4.搭建测试系统并进行了现场测试实验,通过现场测试验证了上述算法的有效性；

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-10
第1章绪论  10-15
  1.1 课题简介  10-12
    1.1.1 课题来源  10-11
    1.1.2 目的意义  11-12
  1.2 国内外研究现状  12
  1.3 本文主要内容  12-13
    1.3.1 主要内容  12-13
    1.3.2 研究方案  13
  1.4 本文主要框架  13-15
第2章智能天线技术研究  15-23
  2.1 智能天线基本原理  15-17
    2.1.1 智能天线基本概念  15-16
    2.1.2 智能天线的特点  16
    2.1.3 智能天线的分类  16-17
  2.2 TD-SCDMA系统中的智能天线  17-20
    2.2.1 TD-SCDMA系统中实际应用的智能天线  17-18
    2.2.2 移动通信系统中智能天线的优势  18-20
  2.3 智能天线的数学模型  20-23
    2.3.1 智能天线基本数学模型  20-22
    2.3.2 智能天线二阶特性分析  22-23
第3章干扰源个数估计算法研究  23-35
  3.1 引言  23-24
  3.2 信息论方法  24-25
    3.2.1 算法基本原理  24-25
    3.2.2 算法优缺点  25
  3.3 盖氏圆准则  25-27
    3.3.1 算法基本原理  25-27
    3.3.2 算法优缺点  27
  3.4 基于MUSIC算法和假设检验的个数估计准则  27-31
    3.4.1 MUSIC算法基本原理  27-29
    3.4.2 基于MUSIC算法和假设检验的个数估计准则  29-31
  3.5 算法仿真及结果分析  31-35
    3.5.1 白噪声环境仿真  31-33
    3.5.2 色噪声环境仿真  33-34
    3.5.3 仿真结果分析  34-35
第4章 DOA定向算法研究  35-46
  4.1 引言  35-36
  4.2 常见DOA估计算法  36-38
    4.2.1 CBF算法介绍  36-37
    4.2.2 Capon算法介绍  37-38
    4.2.3 MUSIC算法介绍  38
  4.3 DOA估计基本模型  38-42
    4.3.1 三种常见算法内在联系  38-41
    4.3.2 DOA估计基本模型  41-42
  4.4 CBF和Capon增强型算法  42
  4.5 算法仿真及结果分析  42-45
    4.5.1 三种常见算法性能比较  42-43
    4.5.2 三种常见算法与增强型算法性能比较  43-45
  4.6 本章小结  45-46
第5章基于DOA的多天线定位算法  46-56
  5.1 引言  46
  5.2 单干扰源定位研究  46-50
    5.2.1 测向交叉定位基本原理  46-47
    5.2.2 测向精度的提高  47-50
  5.3 多干扰源定位研究  50-55
    5.3.1 不同频率多干扰源定位研究  52
    5.3.2 相同频率多干扰源定位研究  52-55
  5.4 本章小结  55-56
第6章智能定位软件设计及测试  56-66
  6.1 引言  56
  6.2 干扰源定位具体实现方法  56-57
  6.3 智能定位硬件和软件  57-62
    6.3.1 智能定位相关硬件  57-58
    6.3.2 智能定位软件  58-62
  6.4 实地测试及结果分析  62-65
    6.4.1 搭建测试环境  62-63
    6.4.2 测试结果及分析  63-65
  6.5 本章小结  65-66
总结与展望  66-68
参考文献  68-71
致谢  71-72
攻读硕士学位期间发表的学术论文目录  72

TD-SCDMA系统中干扰源定位算法研究

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