基于SVM数字波束形成算法研究

作     者：孙力娟 

作者单位：燕山大学 

学位级别：硕士

导师姓名：邢光龙

授予年度：2011年

学科分类：08[工学] 0804[工学-仪器科学与技术] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 

主      题：数字波束形成 支持向量机 CDMA系统 QPSK系统 天线阵列 

摘      要：数字波束形成技术是现代智能天线核心技术，本文旨在将SVM分类方法应用到CDMA通信系统数字波束形成技术中，探索数字波束形成的新方法。本文研究主要内容和所完成的工作有： 首先，介绍了SVM基本思想和方法，分析了SVM作为一种分类器的性能和特点，选择了合适的径向基核函数，对核参数进行了优化，为建立基于SVM数字波束形成技术奠定了基础。 其次，研究了几种常用的数字波数形成最优权重向量准则，得出各个性能量度在理论上是等价的，但不同的性能量度所指导的算法在性能上存在着差异。通过对SVM算法的研究认识到，SVM算法直接以误码率为准则有别于常用的准则，然后重点研究了LMS算法和RLS算法两种常用的自适应波束形成算法，考察分析了两种算法的性能，并对两种算法的性能进行了比较。 再次，在分析CDMA调制系统性能的基础上，将其数字波数形成归结为分类问题，建立了应用于BPSK和QPSK系统数字波束形成的SVM方法。通过将SVM算法、LMS算法和RLS算法三种自适应波束形成算法比较，说明了SVM方法的优越性。通过仿真试验验证了SVM数字波束形成应用到QPSK调制系统的可行性，并分析了SVM算法的性能。 最后，本文还建立了适用于CDMA系统的自适应天线阵列的系统模型，采用SVM算法首先对阵列结构参数进行了研究，得出了阵列结构参数的最佳范围。然后在选取最优结构参数的前提下分别研究直线阵列、圆形阵列在不过载和过载情况下的性能，通过对比分析了它们各自的优缺点。