基于粒子群算法的空時(shí)多維參數(shù)估計(jì)及干擾抑制.pdf

1、智能天線技術(shù)是第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一，也是當(dāng)前通信技術(shù)中的研究熱點(diǎn)。使用智能天線可提高系統(tǒng)容量，增加覆蓋距離，緩和多徑傳播的干擾，改善鏈路質(zhì)量，增強(qiáng)保密性。隨著對(duì)于智能天線研究的深入，結(jié)合4G的要求，空時(shí)信道多維參數(shù)聯(lián)合估計(jì)算法的研究顯得十分重要。智能天線通過比較準(zhǔn)確地估計(jì)信號(hào)的空時(shí)多維參數(shù)比如二維到達(dá)角和到達(dá)時(shí)延，進(jìn)行相應(yīng)的空時(shí)處理來有效地抑制干擾，達(dá)到恢復(fù)期望用戶信息的目的。各用戶的波達(dá)方向(DOA)和時(shí)延作為反映用戶空間

2、位置和時(shí)間信息的重要參量，不但可以用作下行的波束形成和時(shí)域均衡，而且還可以用來定位。因此，研究智能天線中空時(shí)信道多維參數(shù)聯(lián)合估計(jì)算法具有非常重要的實(shí)用價(jià)值和意義。
　　 傳統(tǒng)的多維參數(shù)聯(lián)合估計(jì)算法大多需要訓(xùn)練序列或預(yù)先知道信道沖激響應(yīng)，不能應(yīng)用于多用戶環(huán)境，參數(shù)之間需要額外的配對(duì)算法，而且存在計(jì)算量過大等缺陷。近年來，利用優(yōu)化領(lǐng)域的粒子群算法進(jìn)行參數(shù)估計(jì)的思路已經(jīng)出現(xiàn)，粒子群算法因較小的計(jì)算量、較快的收斂速度和智能性，使其在模式

3、識(shí)別、工業(yè)設(shè)計(jì)、移動(dòng)通信等領(lǐng)域上得到許多成功應(yīng)用。本論文主要研究基于粒子群算法的空時(shí)參數(shù)聯(lián)合估計(jì)及干擾抑制。
　　 第一部分對(duì)智能天線技術(shù)和粒子群算法的主要基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行了介紹，包括智能天線的基本原理、DOA估計(jì)方法、時(shí)延估計(jì)方法和粒子群算法的基本原理。
　　 第二部分將慣性權(quán)重粒子群算法應(yīng)用到最大似然方法和MUSIC方法中，通過仿真證明了粒子群算法能較為明顯地降低DOA估計(jì)算法的運(yùn)算量，體現(xiàn)了粒子群算法在解決非線性優(yōu)化問

4、題時(shí)的優(yōu)越性能。
　　 第三部分重點(diǎn)介紹了二維角度聯(lián)合估計(jì)和角度.時(shí)延二維聯(lián)合估計(jì)的算法，仿真驗(yàn)證了最大似然方法和MUSIC方法的聯(lián)合估計(jì)性能。最后分析了最大似然方法計(jì)算量過大的缺陷，表明MUSIC方法在多維參數(shù)估計(jì)中更具優(yōu)勢(shì)。
　　 第四部分著重于建立一種空時(shí)擴(kuò)展陣列結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)均勻圓陣下多用戶多徑信號(hào)分量的接收和角度-時(shí)延的MUSIC聯(lián)合估計(jì)，并采用粒子群算法實(shí)現(xiàn)空時(shí)參數(shù)的多維搜索。最后在聯(lián)合估計(jì)的基礎(chǔ)上，提出用干擾子