面向移动通信终端的非盲快速DOA估计方法设计与实现

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随着移动通信技术的发展,物联网等产业对移动通信终端的定位需要在不断提升,公共安全对位置信息的需求也逐步提高,面向移动通信技术的无线定位需求带来了新的研究热点。因此,本文主要研究面向移动通信终端的非盲DOA估计方法,深入研究了非盲DOA估计方法并进行改进,对基于第三方接收机的移动通信终端上行信号的非盲DOA估计算法进行了设计及改进,并重点针对LTE-A上行信号进行了算法验证及实现。本文的主要工作如下:1.介绍了常用的天线阵列接收模型,并研究了LTE-A系统中的关键技术,并对其上行链路参考信号的实现方案做了分析,为面向移动通信终端的非盲DOA估计方法的验证提供了理论依据。2.研究了基本的非盲DOA估计算法,阐述了经典LMS算法及变步长LMS算法的原理。基于其设计原则,提出了新的改进的变步长LMS算法,涵盖Sigmoid函数、归一化、反馈等思想,并对其进行了仿真实验。结果表明,其收敛速度优越于其余算法,并检验了在信号波动和信道环境变化等特殊场景下算法抗干扰的优越性。3.分析了基于均匀圆阵的第三方接收端进行DOA估计面临的难点,并基于实际场景推导了第三方接收机上行信号阵列接收模型。同时,研究了参考信号DMRS的生成及仿真实现方式。基于上行接收信号模型,提出了面向移动终端的第三方非盲DOA估计的主要算法流程,并对非盲DOA估计算法做了相应改进。针对LTE-A上行信号进行了仿真验证,仿真结果表明算法能有效克服第三方非盲DOA估计带来的码间干扰问题,在估计结果精度上优于其余算法。同时,提出了基于室内场景的DOA估计算法,通过仿真实验证明了其估计结果的优越性,并进一步研究了算法生效的主径能量衰减阈值。4.采用了GNU Radio平台对算法进行移植,将仿真算法用C++语言改写,并使用仿真信号对算法进行了验证,进一步提出了GNU Radio下的算法编写流图,给出了验证及优化方案。
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