移動(dòng)通信環(huán)境下陣列處理中的若干問題分析.pdf

1、陣列信號(hào)處理在無線通信中有著重要的應(yīng)用前景。其中，陣列天線與先進(jìn)的信號(hào)處理技術(shù)相結(jié)合所構(gòu)成的智能天線系統(tǒng)，將會(huì)在未來移動(dòng)通信技術(shù)中越來越多地出其重要性。這一局面的出現(xiàn)，在很大程度上有賴于對(duì)方向性信道模型的建立和使用。 為此，本文從分析陸地移動(dòng)通信環(huán)境下電波傳播物理機(jī)制入手，提出了能更好地認(rèn)識(shí)實(shí)際傳播問題的一種分層次信道描述方法。在這種信道描述框架下，有助于更多地建立與單天線技術(shù)和多天線技術(shù)分別對(duì)應(yīng)的分析模型。在后一情形下，陣列天

2、線的信號(hào)處理所面對(duì)的應(yīng)是對(duì)來波多徑簇的處理。這就是，單個(gè)來波多徑簇的陣列輸出及其測(cè)向誤差問題，構(gòu)成一個(gè)基礎(chǔ)性的研究問題。 事實(shí)上，即便是不考慮來波多徑簇問題，陣列天線處理中實(shí)際樣本協(xié)方差矩陣和理想情況下的區(qū)別也是一個(gè)重要的問題。考慮到來波多徑簇對(duì)陣列信號(hào)處理的影響必然表現(xiàn)為對(duì)樣本協(xié)方差矩陣的影響，本文首先分析單一平面波來波情況下陣列天線輸出樣本自相關(guān)矩陣與真實(shí)自相關(guān)矩陣之間的差別。通過自相關(guān)矩陣特征分解和兩矩陣間的誤差矩陣范數(shù)這

3、兩種方法，我們考察了幾種主要因素對(duì)這一差別的具體影響。 在此基礎(chǔ)上，從單個(gè)來波多徑簇所產(chǎn)生的陣列天線輸出自相關(guān)矩陣出發(fā)，基于陣列輸出自相關(guān)矩陣特征分解的方法，分析了多徑簇來波方向估計(jì)結(jié)果與其中心角度之間的偏差，討論了幾種主要因素對(duì)這一偏差的具體影響。 作為更接近實(shí)際的情況，本文考慮到陣元間存在互耦效應(yīng)，通過定義耦合系數(shù)，進(jìn)一步討論了單個(gè)來波簇信號(hào)入射時(shí)所得到的陣列輸出自相關(guān)矩陣，并利用MUSIC算法對(duì)來波簇方向進(jìn)行了估計(jì)