穩(wěn)健的移動用戶發(fā)射功率估計方法【開題報告】

1、畢業(yè)設計開題報告畢業(yè)設計開題報告電子信息科學與技術電子信息科學與技術穩(wěn)健的移動用戶發(fā)射功率估計方法穩(wěn)健的移動用戶發(fā)射功率估計方法一、選題的背景與意義二十一世紀是個全球信息化的時代，隨著社會信息化程度的加快，人們越來越需要頻繁的交換各種數(shù)據(jù)信息，同時移動通信也隨之迅猛發(fā)展起來。移動通信是指通信雙方至少有一方處在運動狀態(tài)中的通信[1]?？v觀移動通信的演進及發(fā)展（如圖1所示），它大致經歷了如下幾個階段：移動通信最早出現(xiàn)在20世紀20年代，當時

2、美國底特律市警察使用的車載無線電系統(tǒng)是寬帶為2MHZ的專用網(wǎng)。20世紀40年代貝爾公司建立了第一個公用汽車電話網(wǎng)，提出了蜂窩和頻率復用的概念，實現(xiàn)了從專用網(wǎng)向公用網(wǎng)的過渡。20世紀60年代中期，移動通信采用大區(qū)制，中小容量技術，實現(xiàn)了自動選頻與自動接續(xù)功能。1978年，貝爾實驗室制成先進的移動電話系統(tǒng)（AMPS），建成蜂窩移動通信網(wǎng)，大大提高了系統(tǒng)容量。20世紀80年代至今，是數(shù)字移動通信系統(tǒng)的發(fā)展和成熟時期。近20年來，移動通信用戶數(shù)

3、量迅猛增長，網(wǎng)絡用戶容量需求大量增加。在市場和技術的推動下，移動通信得到了迅速的發(fā)展，成為了當今通信發(fā)展的主流[2]。模擬移動通信（AMPS、TACS等）模擬無繩電話移動衛(wèi)星TDMA(GSM、IS136）IS95CDMA數(shù)字無繩電話第三代移動通信（IMT2000）WLL199020002010年代圖1移動通信的演進及發(fā)展功率估計是通信系統(tǒng)研究的重點研究方向之一。在實際移動通信應用中基站需要知道移動用戶的發(fā)射功率以便實現(xiàn)對基站和移動用戶的

4、功率控制。而對功率估計的性能會影響功率控制的性能。如果功率估計過低，則要增大發(fā)射功率，這樣會造成能源浪費，這與現(xiàn)在國家倡導的綠色節(jié)能相悖；功率估計過高，則要減少發(fā)射功率，這樣雜性和運算量的增加為代價獲得的?；镜淖赃m應算法包括：①Howells和Applebaum建立的自適應陣列輸出信噪比(SNR)最大化算法；②Widrow等人提出的使陣列實際輸出和“期望”響應(也被稱為參考信號)之間均方誤差最小的LMS算法。分析表明，SNR最大化算法

5、與LMS算法的性能也比較接近，都收斂于最優(yōu)維納解。SNR最大化算法使用了“波束導向矢量”代替LMS算法中的“參考信號”。因此，前者一般用于所需信號絕大部分時間是不存在的場合，后者則要求所需信號是存在的。針對不同的應用條件，每一種基本算法又有許多變型。例如，Compton曾提出功率反演算法，它實質上是LMS算法的一種修正形式，可以克服經典LMS算法中形成參考信號的困難。SNR最大化算法和LMS算法的實現(xiàn)均采用閉環(huán)結構的自適應處理器，實現(xiàn)簡

6、單、方便，非常適合采用模擬方法實現(xiàn)(也可以采用數(shù)字方法實現(xiàn))。主要缺點是算法的收斂性能對陣列響應協(xié)方差矩陣的特征值散布很敏感，存在斂緩慢甚至無法收斂問題。為了獲得更加短暫的暫態(tài)響應性能，采樣矩陣求逆(SMl)算法和GramScht正交化算法等具有快速收斂特性的自適應波束形成算法逐漸受到人們的重視和應用[3]。而在實際工程應用中SMI算法中，估計Rn時要求是數(shù)據(jù)IID（IndependentIdenticallyDistribution）

7、有時不可直接獲得。在非均勻樣本下，還存在奇異檢測問題[4]。故我們需要找到一個綜合各方面優(yōu)點的算法從而達到對移動用戶的發(fā)射功率估計的穩(wěn)健性。二、研究的基本內容與擬解決的主要問題：本課題的主要研究內容有：(1)研究穩(wěn)健的移動用戶發(fā)射功率估計方法的基本原理。(2)研究現(xiàn)有的穩(wěn)健的移動用戶發(fā)射功率估計方法。(3)我們主要的研究內容就是用矩陣加權進行功率估計，首先建立矩陣加權功率估計的優(yōu)化模型，然后利用MATLAB凸優(yōu)化工具箱求解最優(yōu)的矩陣權。

8、陣列信號處理是信號處理領域中的一個重要分支，它的目的是進行空域濾波，在增強期望信號功率的同時濾除其它干擾和噪聲，以達到提高系統(tǒng)輸出信噪比的目的。然而陣列信號處理中核心的技術之一是波束形成技術，將天線陣列的接收信號通過一定的加權，使陣列方向圖在期望信號方向的增益恒定，而系統(tǒng)總的輸出功率最小，從而完成空域濾波的目的。同時自適應波束形成算法可以根據(jù)信號環(huán)境的變化，來自適應調整各陣元的加權因子，達到增強信號同時抑制干擾的目的[5]。因此，自適應