本文關(guān)鍵詞： 陣列信號(hào)處理 波達(dá)方向估計(jì) Massive MIMO系統(tǒng) 相干分布式信源　出處：《內(nèi)蒙古大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：波達(dá)方向(Direction of Arrival,DOA)估計(jì)是用來獲得信號(hào)到達(dá)角度的一門學(xué)科,其在工程實(shí)踐中也被受關(guān)注。在無線移動(dòng)通信系統(tǒng)中,DOA估計(jì)起到了對移動(dòng)用戶跟蹤定位的關(guān)鍵作用,因此對波達(dá)方向估計(jì)算法的研究在理論與實(shí)踐中都具有重要的意義。傳統(tǒng)的DOA估計(jì)算法假設(shè)信號(hào)模型為點(diǎn)信源模型,但是隨著人們的不斷研究,發(fā)現(xiàn)實(shí)踐中傳輸?shù)男盘?hào)受多徑效應(yīng)的影響,使信號(hào)的能量被擴(kuò)散,不能按照一點(diǎn)入射。因此,本文為了能與實(shí)際相結(jié)合將采取分布式信源模型來模擬上述情景。此外,在實(shí)際應(yīng)用中,算法處理的實(shí)時(shí)性也至關(guān)重要,因此,本課題在相干分布式信源模型下,提出了一種可以在實(shí)數(shù)域處理的快速DOA估計(jì)新方法(M-U-ESPRIT算法),該算法將酉ESPRIT算法與可以快速降低維度的多級維納濾波器相結(jié)合,省略了對數(shù)據(jù)協(xié)方差矩陣求特征值的過程,在保證了估計(jì)性能的前提下能夠有效地減少算法在計(jì)算過程中的運(yùn)算量,達(dá)到快速估計(jì)信號(hào)到達(dá)角的目的。在無線移動(dòng)通信領(lǐng)域,Massive MIMO系統(tǒng)由于具有極高的頻譜利用率和較高的接收功率等優(yōu)點(diǎn),在近五年內(nèi)得到了迅猛發(fā)展,已經(jīng)成為目前的前沿研究方向。本文將第三章研究的基于相干分布式信源模型的DOA估計(jì)算法應(yīng)用在Massive MIMO系統(tǒng)中。在基于均勻矩形陣的Massive MIMO系統(tǒng)中,本文推導(dǎo)了服從高斯分布的二維相干分布式信源方向向量的近似表達(dá)式。在此基礎(chǔ)上,本文將酉ESPRIT算法和新方法M-U-ESPRIT算法分別應(yīng)用在Massive MIMO系統(tǒng)中,得到了二維CDU-ESPRIT算法和二維CDM-ESPRIT算法,針對這兩種新算法本文在各種不同的實(shí)驗(yàn)環(huán)境下做了大量的Monte Carlo仿真。實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明這兩種算法能有效的估計(jì)出待估計(jì)仰角和方位角,并且在不同的實(shí)驗(yàn)條件下都具有良好的估計(jì)性能。
[Abstract]:Direction of arrival (DOA) estimation is a discipline used to obtain the angle of arrival of signals, which is also concerned in engineering practice. In wireless mobile communication systems, DOA estimation plays a key role in tracking and locating mobile users. Therefore, the research on DOA estimation is of great significance in both theory and practice. The traditional DOA estimation algorithm assumes that the signal model is a point source model, but with the continuous research of people, It is found that the signal transmitted in practice is affected by multipath effect, so that the energy of the signal is diffused and can not be incident at one point. Therefore, in order to be able to combine with practice, the distributed source model will be adopted to simulate the above situation. In the practical application, the real-time processing of the algorithm is also very important. Therefore, under the coherent distributed source model, A new fast DOA estimation method, M-U-ESPRIT algorithm, is proposed, which can be processed in real number domain. This algorithm combines unitary ESPRIT algorithm with multistage Wiener filter which can quickly reduce the dimension, and omits the process of finding the eigenvalue of the data covariance matrix. On the premise of ensuring the performance of the estimation, the computational complexity of the algorithm can be reduced effectively. In the field of wireless mobile communication, passive MIMO system has been developed rapidly in the past five years because of its high spectrum efficiency and high receiving power. In chapter 3, the DOA estimation algorithm based on coherent distributed source model is applied to Massive MIMO system. In this paper, the approximate expression of directional vector of two-dimensional coherent distributed information source with Gao Si distribution is derived. On this basis, the unitary ESPRIT algorithm and the new method M-U-ESPRIT algorithm are applied to Massive MIMO system, respectively. The two-dimensional CDU-ESPRIT algorithm and two-dimensional CDM-ESPRIT algorithm are obtained, and a large number of Monte Carlo simulations are done in different experimental environments for these two new algorithms. The experimental results show that these two algorithms can effectively estimate the elevation and azimuth angles to be estimated. And it has good estimation performance under different experimental conditions.
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TN929.5;TN911.7

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