基于改进最小均方算法的卫星多波束形成技术

TN927; 高通量卫星采用多波束技术实现极化隔离和空间隔离以复用频率资源,从而使通信容量成倍增加,但这对快速的自适应波束形成算法提出了更高的要求.为了解决采用 LMS 算法进行波束形成时收敛速度与稳态误差不能同时满足的缺点,提出一种改进的最小均方算法,它使用统计平均进行梯度更新解决瞬时梯度导致的形成波束不稳定问题,旨在波束形成开始阶段加快速度,而在收敛达到稳定状态后保持小的误差值.考虑在高通量卫星强降雨衰减的环境中,仿真应用61阵元正六边形排布相控阵天线形成7点波束.结果显示改进算法在仅少量增加复杂度的情况下大幅提高了收敛速度并获得了更优的稳态性能,可应用于应急通信场景下存在严重波束间同频干...

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Published in通信学报 Vol. 38; no. z1; pp. 171 - 178
Main Authors 张宇萌, 杨明川, 刘晓锋, 张中兆
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 哈尔滨工业大学通信技术研究所,黑龙江 哈尔滨,150080 2017
Subjects
multi-beam
波束形成
信道模型
高通量卫星
high throughput satellite
channel model
最小均方算法
多波束
beamforming
least mean square algorithm
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ISSN1000-436X
DOI10.11959/j.issn.1000-436x.2017251

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Summary:TN927; 高通量卫星采用多波束技术实现极化隔离和空间隔离以复用频率资源,从而使通信容量成倍增加,但这对快速的自适应波束形成算法提出了更高的要求.为了解决采用 LMS 算法进行波束形成时收敛速度与稳态误差不能同时满足的缺点,提出一种改进的最小均方算法,它使用统计平均进行梯度更新解决瞬时梯度导致的形成波束不稳定问题,旨在波束形成开始阶段加快速度,而在收敛达到稳定状态后保持小的误差值.考虑在高通量卫星强降雨衰减的环境中,仿真应用61阵元正六边形排布相控阵天线形成7点波束.结果显示改进算法在仅少量增加复杂度的情况下大幅提高了收敛速度并获得了更优的稳态性能,可应用于应急通信场景下存在严重波束间同频干扰的高通量卫星波束形成技术.
ISSN:1000-436X
DOI:10.11959/j.issn.1000-436x.2017251