Smart Antenna for wireless communications-162pages

sunoosun

【文件名】:07325@52RD_Smart AntennaImplementation Issues forWireless Communications.zip
【格　式】:zip
【大　小】:1480K
【简　介】:
【目　录】:




Introduction 1
1.1 Background . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2 Array Antennas ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.2.1 Cellular systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.2.2 Introducing adaptive antennas . . . . . . . . . . . . . 5
1.2.3 Uplink implementation options . . . . . . . . . . . . . 9
1.2.4 Downlink implementation options . . . . . . . . . . . 11
1.3 Literature review . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
1.3.1 Implementation errors and calibration . . . . . . . . . 19
1.3.2 Eects from nonlinearities . . . . . . . . . . . . . . . . 21
1.4 Outline of the thesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
1.5 Contributions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1.6 Abbreviations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2 Testbed Description and Evaluation 29
2.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.2 Adaptive antenna architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
2.3 Optimal array antenna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
2.4 Measurements in laboratory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
2.5 Outdoor measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
2.5.1 The measurement range setup . . . . . . . . . . . . . . 39
2.5.2 Measured radiation patterns . . . . . . . . . . . . . . . 40
2.5.3 BER for dierent DOA separation between interferer
and carrier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
2.6 Qualitative test in a multipath environment . . . . . . . . . . 46
2.7 Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
1
3 Performance of Analog Beamforming on Uplink 51
3.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
3.2 The hardware model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
3.2.1 Calibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
3.2.2 The SMI algorithm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
3.2.3 The output signal power . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
3.2.4 The weight error variance and calibration errors . . . 63
3.3 The adaptive antenna testbed . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
3.3.1 Hardware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
3.3.2 Measurement setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
3.3.3 Comparison of measurements and theory . . . . . . . 66
3.4 Simulation and measurement results . . . . . . . . . . . . . . 68
3.4.1 Simulation setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
3.4.2 Validation of simulation model . . . . . . . . . . . . . 68
3.4.3 Number of ADC bits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
3.4.4 Weight accuracy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
3.4.5 Calibration errors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
3.5 Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
4 On-line Calibration Algorithms 75
4.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
4.2 Problem formulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
4.2.1 The SMI-algorithm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
4.2.2 Calibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
4.3 The auto-calibrating algorithms . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
4.3.1 The direct approach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
4.3.2 The indirect approach . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
4.4 Simulation study . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
4.4.1 Generating the temperature drift . . . . . . . . . . . . 87
4.4.2 Regularization of the covariance matrix . . . . . . . . 87
4.4.3 The simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
4.4.4 Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
4.5 Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
5 Transmit Amplier Nonlinearities 93
5.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
5.1.1 Background . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
5.2 Basic considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
5.2.1 Downlink transmission . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
5.2.2 A multicarrier signal representation . . . . . . . . . . 99
3
5.2.3 The dynamic range of the transmitted signal . . . . . 101
5.3 Introducing the nonlinearity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
5.3.1 The power amplier model . . . . . . . . . . . . . . . 103
5.3.2 Output of a nonlinear bandpass memoryless amplier
with a multicarrier input signal . . . . . . . . . . . . . 104
5.3.3 Weight distortion interpretation . . . . . . . . . . . . 110
5.3.4 The radiation pattern . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
5.4 Simulations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
5.4.1 Simulation assumptions . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
5.4.2 Determination of Pavg;out . . . . . . . . . . . . . . . . 120
5.4.3 Calculation of CIR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
5.5 Simulation results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
5.5.1 Impact of the number of antennas . . . . . . . . . . . 121
5.5.2 Choosing the Output Back-O . . . . . . . . . . . . . 124
5.6 Measurements ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
5.6.1 Frequency-angle power spectral density measurements 127
5.6.2 Measurements with tapered weights in ABF-MCPA
systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
5.6.3 Calculations on weight tapering in ABF-MCPA systems129
5.7 Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
6 Discussion and future work 135
6.1 Discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
6.2 Future work . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
A The Butler Matrix 139
B Calculation of weights for downlink transmission 143
Bibliography 147
比较经典的智能天线的书

sunoosun

自己顶

dingdong888

谢谢提供

dingdong888

下不了呀