文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
文章編號(hào)： 0258-7998(2012)12-0105-04
自適應(yīng)陣列天線利用期望和干擾的不同空間來向，通過空域自適應(yīng)濾波，把天線方向圖主瓣對(duì)準(zhǔn)期望信號(hào)，零陷對(duì)準(zhǔn)干擾，最終抑制干擾，提高系統(tǒng)輸出信干噪比SINR(Signal-to-Interference-Noise Ratio)。目前自適應(yīng)濾波算法包括了各種盲算法和非盲算法[1]，同時(shí)，針對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)的波束合成也有相關(guān)研究，例如，多用戶無線通信系統(tǒng)、協(xié)同通信網(wǎng)絡(luò)、頻率選擇性衰落環(huán)境等[2-4]。但任何算法都需要首先通過正交變換，把陣元接收的實(shí)信號(hào)轉(zhuǎn)換為復(fù)信號(hào)?；镜淖儞Q方法包括抽取濾波、Hilbert變換[5]以及正交數(shù)字下變頻。采用數(shù)字下變頻方式實(shí)現(xiàn)正交化時(shí)，由于未進(jìn)行載波同步，必然存在殘留頻差。該殘留頻差會(huì)對(duì)自適應(yīng)濾波算法存在影響，如何克服這種影響，是工程實(shí)現(xiàn)過程中需要解決的問題。
1 中頻信號(hào)模型
目前的軟件無線電接收機(jī)，由于器件性能的限制，無法實(shí)現(xiàn)射頻直接采樣[6]，所以，中頻數(shù)字化的超外差結(jié)構(gòu)是普遍采用的方案。自適應(yīng)陣列天線作為單獨(dú)功能模塊，其數(shù)字信號(hào)處理模塊位于ADC之后，對(duì)于單個(gè)通道，輸入期望信號(hào)s0(t)是頻率為fIF，帶寬為Bs的中頻信號(hào)，輸出也是相同頻率的中頻信號(hào)。在采用數(shù)字調(diào)制情況下，中頻信號(hào)可以表示為：
對(duì)于下變頻模塊，輸出同相和正交支路分別對(duì)應(yīng)復(fù)基帶信號(hào)的實(shí)部和虛部。由于變頻對(duì)噪聲統(tǒng)計(jì)特性沒有
比較式(30)與式(19)，二者相等。所以，此時(shí)分析方法和結(jié)論與2.2節(jié)是相同的。
3 仿真
仿真采用8陣元均勻線陣，陣元間距為載波半波長,采用QPSK調(diào)制，其中頻頻率為70 MHz,帶寬為10 MHz，信噪比為10 dB，入射角度為60°。同時(shí)，存在一個(gè)同頻的點(diǎn)頻干擾信號(hào)，為了便于圖中觀察，采用較小干噪比3 dB，入射角度150°。系統(tǒng)采樣率為100 MHz，而且進(jìn)行帶通采樣。
圖3為陣列接收中頻信號(hào)頻譜，由于100 MHz帶通采樣，所以30 MHz和70 MHz都有信號(hào)。頻譜中，干擾疊加在載波頻率位置，為單譜線。
在窄帶的自適應(yīng)陣列天線的設(shè)計(jì)中，可以采用正交變換獲得中頻輸入信號(hào)的解析信號(hào)。即使輸出零中頻信號(hào)存在殘留頻差，只要上下變頻采用相同本振，該殘留頻差不會(huì)對(duì)抗干擾產(chǎn)生影響。即使在帶通采樣情況下，結(jié)論也相同。
參考文獻(xiàn)
[1] BELLOFIORE S, FOUTZ J, BALANIS C A, et al. Smartantenna system for mobile communication networks, Part 2: Beamforming and network throughput[J]. IEEE antennas and propagation magazine, 2002,44(4):106-114.
[2] CHEOL J, MIN K I, DONG K I. Joint secure beamforming design at the source and the relay for an amplify-and-forward MIMO untrusted relay system[J]. IEEE transactions on signal processing, 2012, 60(1): 310-325.
[3] ILLSOO S, LEE S H, ANDREWS J G. Belief propagation for distributed downlink beamforming in cooperative MIMO cellular networks[J]. IEEE transactions on wireless communications, 2011, 10(12): 4140-4149.
[4] AMIN O. Adaptive power loading for multi-relay OFDM regenerative networks with relay selection[J]. IEEE transaction on communications, 2012,60(3):614-619.
[5] Pei Soochang, Wang Penghua, Lin Chiahuei. Design of fractional delay filter, differeintegratior, fractional Hilbert transformer, and differentiator in time domain with Peano kernel[J]. IEEE transactions on circuits and systems I:regular papers, 2010,57(2):391-404
[6] ULVERSOY T. Software defined radio:challenges and opportunities[J]. IEEE communications surveys and tutorials, 2010, 12(4): 531-550
[7] DENNIS A M, MICHAEL S, JAMES B Y, et al. Direct bandpass sampling of multiple distinct RF signals[J]. IEEE transactions on communications, 1999,47(7):983-988.
[8] VAN TREES H L. Optimum array processing[M]. Hoboken, USA：John Wiley & Sons. Inc., 2002:27-50.
[9] KIM S J, MAGNANI A, MUTAPCIC A, et al. Robust beamforming via worst-case SINR maximization[J]. IEEE transactions on signal processing, 2008,56(4):1539-1547.
[10] LINN Y. Robust M-PSK phase detectors for carrier synchronization PLLs in coherent receivers: theory and simulations[J].IEEE transactions on communications,2009,57(6):1794-1805.