シストリックアレー構成を用いた移動通信用アダプティブアンテナの研究

基于脉动阵列配置的自适应移动通信天线研究

基本信息

批准号：
05750337
负责人：
菊間信良
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Nagoya Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

ディジタル無線通信において,遅延多重波による周波数選択性フェージングの対策として期待される技術の一つにアダプティブアンテナがある.これは不要波にアンテナの指向性の零点(ヌル)を向け,所望波のみを良好に受信するシステムである.このシステムの実用化,特に移動通信への適用を考える場合,制御速度,システムに要求される精度など,解決すべき多くの問題が残されている.移動通信用としては,すべてディジタルで処理をするディジタルビームフォーミング(DBF)方式のアダプティブアンテナが有望である.本研究の目的は,計算機シミュレーション及び試作システムによる実験を通して移動通信に適したDBFアダプティブアンテナ用の制御アルゴリズムを開発することである.その研究成果は以下の通りである.まず,アダプティブアンテナを動作させる制御アルゴリズムはLSI化が容易なシストリックアレー方式を採用した.この方式は,同一の演算機能をもつセルを複数個用意し,これらによるパイプライン処理を基本アルゴリズムとする.本研究では,さらに,シストリックアレー構成を実現しやすいようにアダプティブアンテナとしてビームスペース方式を採用し,ビームフォーミングネットワーク(BFN)について検討した.その結果,電波環境に適応したビーム形成が可能である固有ビームスペース方式を提案し,その有効性を計算機シミュレーションによって示した.また,アダプティブアンテナの動作原理としてディジタル移動通信に適したCMA(Constant Modulus Algorithm)を用いて多重波抑圧特性を調べたところ,収束特性,出力SINR(Signal-to-Interference-plus-Noise Ratio)特性とも,従来のエレメントスペース方式よりも優れていることがわかった.最後に試作システムによる簡単な室内実験(1.5GHz,4素子リニアアレー)を通してその良好な特性を確認した.今後,符号誤り率によるシステムの評価や室内実験によるより詳細な検討が課題である.

在数字无线电通信中，自适应天线是由于多波延迟而被预期用于抵抗频率选择性褪色的技术之一。这是一个将天线的定向零（NULL）引导到不必要的波浪的系统，并仅接收所需的波。在考虑该系统的实际应用时，尤其是考虑到移动通信应用时，需要解决许多问题，例如系统所需的控制速度和准确性。对于移动通信，使用数字波束成形（DBF）方法的自适应天线（都经过数字处理）是有希望的。这项研究的目的是开发用于DBF自适应天线的控制算法，适用于使用原型系统的计算机模拟和实验进行移动通信。研究结果如下。首先，通过一种易于LSI的收缩阵列方法采用了用于操作自适应天线的控制算法。该方法为具有相同算术函数的多个单元格制备，并使用这些单元格处理使用这些算法作为基本算法。在这项研究中，采用了光束空间方法作为自适应天线，以使实现收缩期阵列构型变得更容易，并检查了横梁成形网络（BFN）。结果，我们提出了一种允许对无线电波环境的光束形成的eigenbeamspace方法，并通过计算机模拟证明了其有效性。此外，作为自适应天线的运行原理，它适用于数字移动通信。当我们使用模量算法研究多波抑制特性时，我们发现收敛和输出SINR（信噪比 - 加上噪声比率）特性都优于常规元素空间方法。最后，我们通过使用原型系统的简单室内实验（1.5GHz，4元素线性阵列）确认了良好的特征。将来，我们将使用代码错误率和使用室内实验进行更详细的检查对系统进行更详细的检查。