多徑分量簇的信號處理技術(shù)研究

相關(guān)專題: 無線

0 引言

實際傳播場景下,對每個多徑分量簇內(nèi)的不同多徑分量加以分別處理將會消耗大量的陣列自由度并占用大量的資源,而其結(jié)果所帶來的性能增益卻是極其有限的,為此,如何對空域多徑簇進行恰當(dāng)?shù)奶幚,是研究陣列天線自適應(yīng)信號處理相關(guān)算法實現(xiàn)中的一類重要問題。

一般認(rèn)為,移動通信領(lǐng)域中的陣列信號處理技術(shù)從其技術(shù)復(fù)雜度出發(fā)至少可以分為3個實現(xiàn)層面:

其一,是在基站臺采用陣列天線的形式而實現(xiàn)上行鏈路信號的空間分集處理,這在當(dāng)前移動通信系統(tǒng)中已經(jīng)得到普遍應(yīng)用。

其二,是基站臺陣列天線波束掃描技術(shù),可以分別進行波束俯仰角和方位角掃描——前者可用于基站天線輻射波束下傾角的電調(diào)整,后者則可以實現(xiàn)基站臺和移動臺無線通信鏈路的定向傳輸。

其三,即自適應(yīng)陣列天線處理技術(shù)。自適應(yīng)天線是一種能根據(jù)環(huán)境變化,通過自行調(diào)整對天線陣中各陣元的加權(quán)值以改善其輸出特性的一類重要的天線技術(shù)。它基于使天線陣列輸出某一方面的性能指標(biāo)為最優(yōu),而實現(xiàn)天線性能對信號環(huán)境的響應(yīng)。

出于上述認(rèn)識,嘗試?yán)貌煌目臻g信號處理技術(shù),考察將一個來波簇作為單一來波進行處理時所引入的性能差異。

1 空間分集技術(shù)

空間分集技術(shù)是利用相距足夠遠的不同天線產(chǎn)生的電場相互獨立這一特性而構(gòu)成的分集技術(shù),通常,接收天線之間的間隔應(yīng)足夠大,以保證每個接收天線接收到的信號的衰落特性是相互獨立的。若空間分集天線接收到的信號為單一來波,且每一路信號衰落到門限電平以下的概率為p,那么L路信號同時衰落到門限電平以下的概率就為pL,當(dāng)L較大時,顯然pL<

為了進一步得到確切的關(guān)系,在此以兩分支空間分集接收天線為例,分別計算來波簇和單一來波情形下的空間分集增益。選擇的仿真參數(shù)為:每天線來波簇個數(shù)N=2,來波簇平均來波角φ1=-φ2,取值為30°和60°,來波簇角擴展△1=△2=10°,簇內(nèi)來波角概率密度函數(shù)服從均勻分布,每天線的陣元數(shù)n=10,合并方式為最大比合并,中斷率Pout=10-2。利用蒙特卡羅仿真方法可得2種情形下的分集增益與天線間距的關(guān)系,在單一來波情形下的分集增益隨分集間距的增加平坦增加,而來波簇情形下的分集增益隨分集間距的增加呈現(xiàn)出振蕩增加的特征,且來波簇的平均來波角越大,振蕩特性就越明顯,但是,來波簇情形下的最大分集增益與單一來波情形下的最大分集增益基本相同,這與實測的結(jié)果相吻合。

作者:王玉玲,趙小芳 來源:無線電通信技術(shù)


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