波束成形提高短波信道相干带宽的方法
mimo通信系统中的波束成形
mimo通信系统中的波束成形一、概述MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）系统是一种利用多个天线进行无线通信的技术，波束成形则是其中的一种重要技术。
波束成形是指通过调整发射天线的相位和振幅等参数，使得信号在特定方向上较强，从而提高接收端的信噪比和系统容量。
二、MIMO系统中的波束成形原理1. 天线阵列波束成形需要使用多个发射天线，因此需要设计适合MIMO系统的天线阵列。
常见的天线阵列包括均匀线性阵列（ULA）、均匀圆阵列（UCA）和均匀矩形阵列（URA）等。
不同类型的天线阵列具有不同的特点，如ULA适用于单向传输，UCA适用于全向传输等。
2. 波束成形算法波束成形算法可以分为基于反馈和基于预测两类。
基于反馈的算法需要接收端反馈信息给发送端，以调整发射天线参数；而基于预测的算法则是根据接收端信号预测出最佳发射参数。
3. 空时编码空时编码（Space-Time Coding）是MIMO系统中常用的一种技术，可以通过将多个数据流分别映射到不同的发射天线上，从而实现空间上的编码。
这种编码方式可以提高系统容量、提高信号质量等。
三、波束成形应用1. 无线通信波束成形可用于提高无线通信系统的覆盖范围和传输速率。
通过调整天线阵列参数，可以使得信号在特定方向上更强，从而扩大通信范围；同时也可以提高信噪比和系统容量，从而提高传输速率。
2. 毫米波通信毫米波通信是一种新兴的无线通信技术，其频段在30GHz~300GHz之间。
由于毫米波频段具有较大的带宽和较小的传播距离等特点，因此需要使用波束成形技术来进行传输。
3. 雷达系统雷达系统中也常常使用波束成形技术。
通过调整发射天线参数，可以使得雷达探测到的目标更加明确、准确。
四、总结MIMO系统中的波束成形是一种重要且广泛应用的技术。
其原理主要包括天线阵列、波束成形算法和空时编码等。
应用方面主要包括无线通信、毫米波通信和雷达系统等。
在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的波束成形算法和天线阵列类型，从而达到最优的效果。
无线通信中的波束成形技术研究
无线通信中的波束成形技术研究一、引言随着无线通信的快速发展，人们对无线网络传输速度和稳定性的需求越来越高。
波束成形技术作为一种通信信号处理技术，可以提高通信系统的信号质量和传输距离，被广泛应用于无线通信系统中。
本文将从波束成形技术的基础原理、具体实现以及未来发展等方面进行研究探讨。
二、波束成形技术的基础原理波束成形技术是通过对传输信号进行合理加权和相位调整，将信号能量集中在特定的方向，形成一束窄而强的信号，从而提高信号的传输效果。
其基础原理可分为两个方面：波束形成和波束跟踪。
1. 波束形成：波束形成是利用天线阵列的相位差造成信号的相干相位叠加，从而将信号能量集中在特定方向。
波束形成依赖于波束赋形算法，常用的算法包括最小均方误差（MMSE）算法、最大信噪比（MSN）算法和最大功率传输（MPT）算法等。
2. 波束跟踪：波束跟踪是指通过算法和信号处理技术实时跟踪用户的位置和通信环境变化，并对波束进行动态调整以保持通信链路的稳定性和可靠性。
三、波束成形技术的具体实现波束成形技术的具体实现需要考虑多个因素，包括天线阵列、信号处理算法、信道估计和反馈等。
1. 天线阵列：天线阵列是波束成形的关键组成部分，不同的天线阵列结构对波束成形的效果有着重要影响。
目前常用的天线阵列包括均匀线阵、均匀面阵、非均匀阵列等，在设计天线阵列时需要考虑阵列的形状、大小、发射功率和接收灵敏度等参数。
2. 信号处理算法：信号处理算法是实现波束成形的关键，合理选择算法能够提高波束成形的性能。
常用的算法有协方差矩阵的特征分解法、最大似然估计算法和扩展卡尔曼滤波算法等。
3. 信道估计和反馈：波束成形技术需要对信道进行准确估计，以便实时调整波束的方向和形状。
同时，需要将估计的信道信息反馈给发送端，实现波束的动态调整。
常用的信道估计方法有最小均方误差估计和最大似然估计等。
四、波束成形技术在实际应用中的挑战波束成形技术在实际应用中面临一些挑战，需要进一步研究和改进。
波束形成算法原理
波束形成算法原理波束形成（Beamforming）是一种通过合理设计信号传输过程中的波束来达到增强接收信号或抑制干扰的技术。
在无线通信系统中，波束形成可以提高系统的容量、覆盖面积和抗干扰能力。
本文将介绍波束形成算法的原理和相关参考内容。
波束形成算法的原理如下：1. 传输信号：首先，发送端根据波束形成算法生成一组复振幅和相位的权值。
这些权值可以根据不同的算法计算，如最大比合并（Maximum Ratio Combining，MRC）、分集最小均方差（Minimum Mean Square Error，MMSE）和零交叉零自相关函数（Zero-Crossing Zero-Autocorrelation，ZZC）。
然后，通过适当的信号加工方法，将这些权值应用到各个天线上的信号上，形成波束。
2. 传输过程：在传输过程中，波束会呈现出不同的形状，如定向波束、扇形波束和全向波束。
这些形状的选择取决于特定的场景和需求。
波束的形成可以通过调整天线的振子阵列或调整天线的振子单元来实现。
3. 接收信号：接收端的天线会检测到波束形成后的信号，并利用相应的算法对这些信号进行处理。
常见的算法包括最大比合并（Maximum Ratio Combining，MRC）、分集最小均方误差（Minimum Mean Square Error，MMSE）和零交叉零自相关函数（Zero-Crossing Zero-Autocorrelation，ZZC）。
这些算法主要用于合并波束形成的信号，并提高接收端的信号质量和抗干扰能力。
波束形成算法的设计和实现涉及到多个方面的知识，包括信号处理、天线设计、无线通信系统的基本原理等。
以下是一些相关参考内容：1. 《无线通信中的波束形成技术》（作者：李维佳，出版时间：2019年）：这本书详细介绍了波束形成技术在无线通信系统中的应用。
书中提供了波束形成算法的设计方法和实现技巧，并以实际案例展示了波束形成技术的实际效果。
短波信道相干带宽的计算
短波信道相干带宽的计算
李彦丽 张义尉 段晓辉＋ 焦秉立
北京大学信息科学技术学院，北京１００８７１；’通讯作者，Ｅ－ｍａｉｌ：ｄｕａｎ＠ｐｋｕ．ｅｄｕ．ａｌｌ
日。＝日。Ｆ一，，。Ｆ［１一（＾Ｅ饥Ｆ）２］“２， （２） 其中＾Ｅ，ｆｏ Ｆ分别是Ｅ层和Ｆ层的临界频率。Ｅ，Ｆ 层参数为：＾Ｅ＝２．８４ ＭＨｚ，Ｙ。Ｅ＝２５ ｋｍ，Ⅳ。Ｅ＝１２５ ｋｍ，ｆｏ Ｆ＝７．６０ ＭＨｚ，Ｙ。Ｆ＝１００ ｋｍ，Ｈ。Ｆ＝３００ ｋｍ。
下文中将基于该电子密度模式计算相干带宽的 方法称为双层平谷模型。
ｆｏ
卜［１－（专竽）２】
ｈ＜Ｈｏ Ｅ， Ⅳｏ Ｅ＜ｈ＜日。Ｅ，
Ⅳ（”：｛Ⅳｍ Ｅ
Ｈｍ Ｅ＜ｈ＜Ｈｎ，
ⅣⅣ。。Ｆ，［·ｅｘ一ｐ（吾鱼［等，）一２］半一ｅｘｐ（一半）］＾＞日Ⅳ 。。，＜＾，＜日。Ｆ，
（１）
上式中，Ⅳ（ｈ）是高度ｈ处的电子密度，Ｎ（ｈ）的单 位是个／ｍ３，ｈ的单位是ｋｍ；Ｎ，Ｅ，Ｈ。Ｅ与Ⅳ。Ｆ， 日。Ｆ分别是Ｅ层和Ｆ层最大电子密度及相应的高 度；Ｙｍ Ｅ，Ｙ。Ｆ分别是Ｅ层和Ｆ层的半厚度；矾Ｅ是 Ｅ层的底高，Ⅳ。Ｅ＝Ｈ。Ｅ—Ｙ。Ｅ；Ｈ是查普曼层标 高，取经验值Ｈ＝０．５４２ Ｙ。Ｆ；Ｈ。是相应于Ｆ层电子 密度等于Ⅳ。Ｅ的高度：
测值比较 文献［９］利用一套扫频脉冲斜测设备在新乡至 广州之间的１３４０ ｋｍ电路上，进行了扫频脉冲斜向 探测实验。并以工作频率对电路最高可用频率之比 值作为参数，分析了接收信号多径展宽的变化。利 用第４节的公式，可将这些多径展宽换算为相干带 宽值。 当Ｄ＝１３４０ ｋｍ时，以斜射工作频率对最高可用 频率的比值作为参数，分别利用单层模型和双层平 谷模型计算了相干带宽值，并与上述实测值进行比 较，如图３所示。图中横坐标采用工作频率．厂与 ＭＵＦ的比值，Ｍｅａｓｕｒｅ表示实测相干带宽值。 由图３可见，双层平谷模型性能相对单层模型 大大提高，其计算值与实际测量值更靠近。原因是 双层平谷模型采用更接近实际的电子密度分布，可 以比较准确地分析由Ｅ层和Ｆ层反射的多径分量
提高短波通信质量
优化短波通信的方法1、改善短波信号质量的三大要素由于短波传输存在固有弱点，短波信号的质量不如超短波.无非我们可以通过一些途径改善短波信号质量，使其尽可能接近超短波。
改善短波信号质量的三大要素是：正确选用工作频率；正确选择和架设乾坤线;选用先进优质的电台和电源等设备。
1 。
1 正确选用工作频率短波频率和超短波频率的使用性质彻底不同。
超短波属于视距通信,距离短，可以固定使用频段内的任何频点;而短波频率则受到电离层变化、通信距离和方向、海拔高度、天线类型等多种因素的影响和限制。
用同一套电台和天线,选用不同频率，通信效果可能差异很大。
对于有经验的短波工作者来说，选频并不艰难，其中有明显的规律性可循。
普通来说：日频高于夜频(相差约一半)；远距离频率高于近距离；夏季频率高于冬季；南方地区使用频率高于北方;等等.此外，在东西方向进行远距离通信时, 因为受地球自转影响，最好采用异频收发才干取得良好通信效果。
如果所用的工作频率不能顺畅通信时,可按照以下经验变换频率：(1)接近日出时,若夜频通信效果不好，可改用较高的频率;(2)接近日落时，若日频通信效果不好,可改用较低的频率；(3)在日落时，信号先逐渐增强,而后蓦地中断,可改用较低频率；(4)工作中如信号逐渐衰弱，以致消失，可提高工作频率;(5)遇到磁暴时，可选用比寻常低一些的频率.计算机测频利用计算机测频软件预测可用频率对短波通信很有匡助，是国外时常采用的先进技术手段。
计算机测频系统能够根据太阳黑子活动规律等因素,结合不同地区的历史数据，预测两点之间在未来一段时期每天各时节的可用频段,具有较高参考价值。
美国、欧盟、澳大利亚政府的计算机测频系统数据比较准确,它们通过分布在全球的监测点采集和跟踪各种环境参数的变化提供频率依据。
其中澳大利亚的ASPAS 系统面向全世界提供测频服务，安装和服务费用不高，很有使用价值.1 。
2 正确选择和架设天线地线天线和地线是不少短波用户容易忽视的问题.当通信质量不好时，不少人习惯于从电台上找原因，而实际上信号不良往往源自天线或者地线。
5G无线通信中的波束成形技术实现方法
5G无线通信中的波束成形技术实现方法近年来，随着移动通信技术的迅猛发展，5G无线通信成为了热门话题。
作为5G无线通信的核心技术之一，波束成形技术被广泛应用于提高通信质量和增强通信覆盖范围。
本文将介绍5G无线通信中波束成形技术的实现方法和相关技术。
首先，让我们来了解什么是波束成形技术。
波束成形是指在无线通信中，通过调整发射端和接收端的天线电束形状和方向，使得信号能够以狭窄的波束形式传输或接收。
与传统的全向性天线相比，波束成形技术能够将无线信号在特定方向上进行聚焦，减小信号功率损耗和干扰，提高通信质量和传输速率。
在5G无线通信中，波束成形技术的实现方法主要包括两种：数字波束成形和模拟波束成形。
首先是数字波束成形。
数字波束成形通过无线通信设备中的数字信号处理器对发射信号进行处理和优化，以实现波束成形。
数字波束成形主要包括两个环节：信号预处理和波束形成。
信号预处理可以利用先进的信号处理算法，如最小均方差（MMSE）算法、最大比合并（MRC）算法等，对待发送的数据进行预处理，使得接收端可以更精确地捕捉到发送信号。
波束形成则是通过利用波束权重矩阵和相位控制器，将信号按照特定的方向进行聚焦。
数字波束成形可以动态调整波束方向和形状，适应不同的通信环境和需求。
它具有高度灵活性和可配置性，可以应对复杂的无线通信信道环境，提供更高的传输速率和覆盖范围。
另一种实现方法是模拟波束成形。
模拟波束成形是通过利用天线阵列中的各个天线元件的相位和振幅调节，实现对发射信号的波束聚焦。
模拟波束成形主要包括两个步骤：波束形成和波束跟踪。
波束形成是指通过设置各个天线元件的相位和振幅，使得发射信号按照特定方向形成波束。
波束跟踪则是根据接收信号的反馈信息，动态调整天线阵列的相位和振幅，以适应无线信道的变化。
模拟波束成形相较于数字波束成形，计算复杂度更低，硬件实现更简单，但灵活性略显不足。
除了数字波束成形和模拟波束成形，还有一种混合波束成形技术，是数字和模拟波束成形的结合。
波束成型 算法
波束成型算法1. 波束成型技术简介波束成型是无线通信领域中的一种信号处理技术，可在发送端或接收端对信号进行精确控制以获得更好的传输性能和信号质量。
波束成型技术早期应用于雷达领域，后来被广泛应用于通信和无线电领域。
波束成型技术使用了信号处理中的一些小技巧，比如使用矩阵变换来调整信号的方向、使用滤波器来削弱干扰信号、采用多通道技术将多个信号捕获并合成，从而得到更大的带宽。
波束成型技术在实际应用中有很多优势，其中最接近使用最广的应用是 Wi-Fi 网络。
由于 Wi-Fi 信号在传播过程中存在大量干扰和地形限制，因此 Wi-Fi 设备通常采用波束成型技术来提高数据传输速度和稳定性。
2. 常用的波束成型算法波束成型技术使用了多种算法来优化信号处理过程。
以下是一些比较常用的波束成型算法。
2.1 最大比例合成（MRC）最大比例合成（MRC）是一种基本的波束成型算法，早期用于雷达信号处理中。
该算法假设接收器接收到多个信号，因此可以将这些信号同时处理并在接收端组合。
MRC算法基于一个重要的假设，即所有输入信号的增益和相位都已经完全被正确调整，因而只需找到一种权重来控制每个信号的比例即可。
2.2 波前匹配（BF）波前匹配（BF）算法是另一种广泛应用于 Wi-Fi 和 4G 网络中的波束成型技术。
该算法使用两个步骤来计算输出信号：首先，接受器收集并测量所有输入信号的方向和强度，接着通过一种被称为反向传播的反向信号来减少干扰。
BF算法优点是计算快速、复杂度低，且易于实现。
2.3 均衡信道反馈（CB）均衡信道反馈（CB）是另一种常见的波束成型技术，主要用于移动通信应用中。
CB算法基于一个关键的原理，即通过信道反馈来提高信号的分辨率和精度，从而实现更好的信号传输。
CB算法的基本思想是：在接收端，如果已知输入均衡的信道的传输函数，则可以将其与传输信号进行卷积以获得输出信号。
但实际应用中，CB 算法的计算速度比较慢，且需要较高的硬件和软件要求。
数字波束形成系统多通道幅相校正方法及应用
数字波束形成系统多通道幅相校正方法及应用数字波束形成（Digital Beamforming,DBF）是检测、传输、接收和处理电波信号的一种高效、可靠的先进技术，它能够改善微波无线通信系统的性能。
数字波束形成技术可以有效地传输多通道幅相关信号，使用该技术可以提高微波无线通信系统的性能。
本文首先介绍了数字波束形成的原理和应用，然后介绍了多通道幅相校正（Multi-ChannelPhase Calibration，MPC）的原理，以及它在数字波束形成系统中的应用。
数字波束形成技术包括波束形成本身和传输信号处理环节。
波束形成本身涉及到微波发射天线的数字信号处理，要求收发信号之间的相位和幅度的一致性。
传输信号处理主要是涉及到把每个通道的幅度和相位进行匹配。
数字波束形成技术可以用来消除信号拥塞、提高信号强度与抗扰性、优化波束形成等效果。
多通道幅相校正（MPC）是用于微波无线通信系统中波束形成精度校正的一种方法，它对宽带信号进行幅相校正，目的是有效地提高波束形成系统的性能。
MPC技术主要利用相位反馈来实现对每个信号通道的幅度和相位校准，以确保探测到相同水平下的信号强度、抗扰性和波束形成效率。
MPC技术在数字波束形成系统中的应用可大大提高系统的性能，这些应用包括信号的增强，信号的质量改善，副本抑制，距离估计，目标检测和定位，以及恢复信号的能力。
在微波无线通信系统中，MPC技术可以帮助系统达到最优性能，使系统电平提高，增加可靠性，准确度和灵活性。
因此，多通道幅相校正技术在数字波束形成系统中已成为了一种重要的应用。
它能够有效地调整微波无线通信系统的波束形成精度，可以大大提高系统的性能，从而获得更好的波束形成效果。
波束成形 原理
波束成形原理
波束成形是一种利用天线阵列技术实现信号传输和接收的方法。
它通过控制天线阵列中每个天线的相位和幅度，使得信号能够在特定方向上进行聚焦和增强，从而提高通信系统的性能和效率。
波束成形的原理可以简单地描述为以下几个步骤：首先，通过对天线阵列中的每个天线施加不同的相位和幅度控制，使得它们在特定方向上形成一个相干的波束。
这样，天线阵列就能够将信号能量集中在特定的方向上，而在其他方向上则减小信号的辐射。
通过改变天线阵列中每个天线的相位和幅度控制，可以实现波束的扫描。
这意味着可以将波束的方向从一个角度转移到另一个角度，从而实现对不同方向上的信号进行接收和传输。
波束成形的关键在于相位和幅度的控制。
通过精确地控制每个天线的相位和幅度，可以实现波束的形成和调整。
相位控制是通过改变信号的相位差来实现的，而幅度控制则是通过改变信号的幅度来实现的。
这种控制可以通过数字信号处理技术来实现，使得波束成形可以在实时性要求较高的通信系统中得到应用。
波束成形在通信系统中具有广泛的应用。
例如，在无线通信系统中，波束成形可以提高信号的传输距离和抗干扰能力，从而提高通信质量和可靠性。
在雷达系统中，波束成形可以实现对目标的精确定位和跟踪，从而提高雷达系统的探测性能。
此外，波束成形还可以应
用于声纳、无线电天文学等领域。
波束成形是一种利用天线阵列技术实现信号传输和接收的方法。
通过精确地控制天线阵列中每个天线的相位和幅度，可以实现信号的聚焦和增强，从而提高通信系统的性能和效率。
波束成形在通信系统中具有广泛的应用前景，将为我们的日常生活带来更加便捷和高效的通信体验。
无线网络中的波束成形技术
无线网络中的波束成形技术随着科技的不断进步，无线通信技术发生了翻天覆地的变化。
相较于传统的天线技术，波束成形技术更受到了人们的青睐。
波束成形技术是无线通信技术中的一种新兴技术，通过调节天线方向、幅度和相位等参数，使信号能够准确地被定向传播，从而提高了无线通信的质量和效率。
本文将详细介绍无线网络中波束成形技术的应用以及优势。
一、波束成形技术的基本原理波束成形技术是通过调节发射端和接收端的天线参数来改变信号的传输方向和强度。
在调节天线参数之前，需要对信道进行建模，确定传输路径和信道特性；之后，通过对天线参数的调节，发送端向目标发送更加强有力的信号，而接收端则能够准确地接收到信号。
整个过程，就叫做波束成形技术。
波束成形技术的调节参数主要包括天线方向、天线幅度和天线相位。
天线方向的调节可以使信号覆盖范围更加集中，传输距离更远；天线幅度和天线相位的调节则可以调整信号的信噪比和相位延迟，从而进一步优化信号传输质量。
二、波束成形技术在无线网络中的应用1.多址分配技术无线网络是一个共享资源，信号受多个用户干扰的影响比有线网络更加严重。
传统的无线网络采用TDMA或CDMA等多址分配技术，将无线信道进行分时或者分频复用，但是在高频段等复杂信道环境下，这种技术是无法满足要求的。
波束成形技术可以减少多用户间的干扰，从而大大提高网络效率和信号质量。
2.信道分集技术多路路径信号计算和合成是无线通信中一个重要的技术问题。
传统的单天线无法实现波束成形技术，但多输入多输出（MIMO）技术可以实现这一点。
MIMO技术通过多个天线接收多路独立的信号，然后通过波束成形技术将它们合并为一路更强有力的信号，从而大大提高了网络的容量和覆盖范围。
3.室内分布式天线技术室内分布式总线式天线系统（DAS）是在室内无线通信领域的新兴技术，由于其能够提供更加均匀的网络覆盖以及更优质的网络服务，被广泛应用于大型建筑、高层公寓等环境中。
波束成形技术可以进一步改善DAS技术中的网络覆盖和服务质量。
无线通信网络中的波束成形技术
无线通信网络中的波束成形技术在日常生活中，我们随处可见的通信设备，如手机、电视、无线路由器等，都依赖于无线通信技术。
而无线通信技术的核心之一就是波束成形技术。
本文将深入探讨无线通信网络中的波束成形技术。
一、波束成形技术的基本概念波束成形技术（Beamforming）是指控制天线发射功率和相位，在不改变载波频率的情况下，快速调整天线辐射方向和强度，以达到波束聚焦的目的。
波束聚焦后，信号强度大大增加，信噪比也随之提高。
从而可以使通信距离增加，减少信号干扰和功率损耗，提高通信速率和网络容量。
波束成形技术基于微波通信理论和数字信号处理技术，主要有数字波束成形技术和模拟波束成形技术两种形式。
其中数字波束成形技术适用于数字信号处理复杂、系统稳定的无线通信网络；而模拟波束成形技术则适用于信号处理简单、系统设计简化的网络。
二、波束成形技术的工作原理波束成形技术的实现基于所用天线阵列的相位控制技术，天线阵列可构成不同的波束。
波束形成的过程大致可以分为以下三个步骤：1. 方向估计在波束成形的过程中，需要先根据移动目标或者用户设备位置来推算其在信号空间中的方向。
方向估计一般采用的方法有最大似然估计（ML）和最小均方误差（MSE）估计等。
2. 波束形成在天线阵列中，每个天线根据所接受的信号情况调整其输出信号的相位和幅度，形成一个具有指向性的冲击波，从而形成波束。
波束的指向主要由相位调控，波束宽度由幅度调控。
3. 波束跟踪波束跟踪主要是指在移动场景下，通过控制阵列天线中每个天线的相位和幅度的变化，以保证波束聚焦在目标上。
波束跟踪需要对目标的移动速度和移动方向进行实时估计，并对波束参数进行调整。
三、应用场景波束成形技术在通讯领域应用较为广泛。
在低频率通信系统中，波束成形主要应用于雷达和无线电方向查找设备；而在高频率通信系统中，波束成形主要应用于无线电通信网络中。
其中，模拟波束成形技术应用非常广泛，如模拟波束成形的无线电接收器、基站、天线、电视、测向仪等。
通信系统中的波束赋形技术
通信系统中的波束赋形技术波束赋形技术是一种用于无线通信系统中的信号处理技术，旨在通过控制传输信号的幅度和相位，使其形成一个狭窄且定向的波束。
这种技术可以提高无线通信系统的信号传输效率和容量，减少信噪比，改善通信质量和覆盖范围。
本文将详细介绍波束赋形技术的原理、步骤和应用。
一、原理1.1 相干叠加原理波束赋形技术基于相干叠加原理，即不同波束的信号可以在特定方向上实现叠加增强。
通过调整传输信号的相位和幅度，可以使信号在特定方向上相位一致，从而叠加达到增强的效果。
1.2 多输入多输出（MIMO）系统波束赋形技术通常基于多输入多输出（MIMO）系统实现。
MIMO系统通过利用多个发射天线和接收天线，可以同时传输和接收多个数据流。
波束赋形技术利用这些发射和接收天线之间的相位差异和幅度控制，实现对信号波束的精确控制。
二、步骤2.1 信号处理在波束赋形技术中，首先需要对传输信号进行处理。
这一步骤包括对信号进行采样和数字化处理，以及利用算法和固定的权重矩阵，对信号进行相位和幅度的调整。
通过这种方式，可以使信号形成一个定向的波束。
2.2 发射天线设计为了实现波束赋形，发射天线需要进行设计和优化。
发射天线的数量、排列方式和辐射特性都会直接影响波束赋形的效果。
优化的发射天线设计可以实现更精确的信号控制和更高的天线增益。
2.3 接收天线设计与发射天线一样，接收天线的设计也是波束赋形技术中不可或缺的一部分。
接收天线的数量和排列方式需要根据具体应用场景进行优化，以实现对信号的更精确接收和解译。
2.4 自适应算法自适应算法在波束赋形技术中扮演着重要的角色。
通过利用反馈信息和行动准则，自适应算法可以实时调整传输信号的相位和幅度，以适应复杂的无线通信环境和变化的信号特性。
这样可以最大程度地提高波束赋形的性能和效果。
三、应用3.1 无线通信网络波束赋形技术可以应用于无线通信网络中，提高信号传输容量和覆盖范围。
通过优化发射和接收天线的设计，可以实现更高的天线增益和更好的信号覆盖质量，减少信噪比，提高通信质量。
传统 波束成形算法
传统波束成形算法1. 简介传统波束成形算法是一种用于无线通信系统中的信号处理技术，通过调整天线阵列中各个天线的权重，使得接收到的信号在特定方向上增强，而在其他方向上减弱。
这种技术可以提高无线通信系统的容量和覆盖范围，减少多径干扰和噪声。
2. 原理传统波束成形算法基于天线阵列的原理，利用多个天线接收到的信号之间的差异来实现波束成形。
具体来说，传统波束成形算法包括以下步骤：2.1 天线阵列设计首先需要设计合适的天线阵列结构。
天线阵列通常由若干个天线组成，并按照特定的几何排列方式布置。
常见的天线阵列结构有均匀线性阵列、均匀面阵列等。
2.2 信号采样与预处理接下来，需要对接收到的信号进行采样和预处理。
采样是指将连续时间域中的信号转换为离散时间域中的信号，以便进行数字信号处理。
预处理包括滤波、增益调整等操作，以提高信号质量。
2.3 通道估计在进行波束成形之前，需要对信道进行估计。
通道估计是指通过接收到的信号来推断信道的状态和特性。
常用的通道估计方法有最小均方误差（MMSE）方法、最大似然（ML）方法等。
2.4 权重计算在传统波束成形算法中，权重计算是关键步骤之一。
权重决定了每个天线对接收到的信号的贡献程度。
常见的权重计算方法有最大比例组合（MRC）法、零阻抗匹配（ZMT）法等。
2.5 波束形成最后，根据计算得到的权重，对接收到的信号进行加权合成，得到波束形成后的输出信号。
这个输出信号在特定方向上增强，而在其他方向上减弱。
3. 应用传统波束成形算法可以应用于各种无线通信系统中，如移动通信系统、雷达系统等。
具体应用包括：3.1 移动通信系统在移动通信系统中，传统波束成形算法可以用于基站和终端之间的通信。
通过波束成形，可以提高通信质量和容量，减少干扰和噪声。
3.2 雷达系统在雷达系统中，传统波束成形算法可以用于目标检测和跟踪。
通过波束成形，可以增强目标的回波信号，提高雷达的探测性能。
3.3 无线传感器网络在无线传感器网络中，传统波束成形算法可以用于节点之间的通信。
宽带波束形成方法及优化
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目录
• 宽带波束形成概述 • 宽带波束形成方法 • 宽带波束优化方法 • 宽带波束形成及优化应用场景 • 总结与展望 • 参考文献
01
宽带波束形成概述
宽带波束形成概念
宽带波束形成是一种信号处理技术，通过控制阵列天线接收和发 射信号的相位和振幅，以实现对特定方向上的信号进行增强或抑 制。
1 2
遗传算法基本原理
遗传算法是一种基于生物进化原理的优化算法， 通过模拟进化的过程，寻找最优解。
编码方式
在遗传算法中，问题的解被编码为染色体，通过 交叉、变异等操作，不断迭代进化。
3
适应度函数
适应度函数用于评估染色体的优劣程度，根据适 应度函数的值进行选择、交叉和变异等操作。
04
宽带波束形成及优化应 用场景
多基地声呐
在声呐系统中，宽带波束形成可以与多基地声呐结合，通过在不同位置 的声呐站点之间进行信号合成和处理，实现对水下目标的协同探测和跟 踪。
05
总结与展望
宽带波束形成及优化的成果与不足
成果
宽带波束形成方法在雷达、声呐、电子战和无线通信等领域应用广泛，实现了 更高的分辨率和更强的信号干扰能力，为各种无线通信系统提供了强大的支持 。
03
宽带波束优化方法
基于波束空间的优化方法
信号子空间方法
利用信号子空间方法，通过在信号空间中投影目标信号和干扰信 号，实现波束形成优化。
干扰子空间方法
利用干扰子空间方法，通过在干扰空间中投影目标信号和干扰信号 ，实现波束形成优化。
基于特征分解的方法
利用特征分解方法，将信号和干扰的特性进行分解，并提取出有用 的特征，实现波束形成优化。
传统 波束成形算法 -回复
传统波束成形算法-回复什么是传统波束成形算法？传统波束成形算法是一种用于无线通信系统中的信号处理技术，用于改善无线信号传输中的可靠性和覆盖范围。
在传统的无线通信系统中，无线信号会受到多径传播、噪声、干扰等因素的影响，导致信号质量下降。
为了解决这些问题，传统波束成形算法能够将信号能量聚焦在特定的方向上，从而增强信号的强度和质量，提高通信系统的性能。
传统波束成形算法的原理传统波束成形算法的原理基于波束形成器与移相器的组合使用。
波束形成器用于将信号能量聚焦在特定的方向上，而移相器则用于实现相位控制，使波束达到最佳效果。
传统波束成形算法的步骤传统波束成形算法通常包括以下几个步骤：1. 接收信号的采集和预处理在传统波束成形算法中，首先需要对接收信号进行采集和预处理。
采集过程中，接收到的信号经过天线接收到射频前端，并经过滤波器等器件进行初步处理，然后进入下一步预处理阶段。
2. 构建波束模式构建波束模式是传统波束成形算法的核心步骤。
波束成形器根据特定的算法，计算并确定合适的相位和幅度，以实现信号聚焦在特定的方向上。
这一步骤中需要考虑到信号的传播路径、多径效应、干扰等因素。
3. 相位调整在构建波束模式后，需要通过移相器实现相位调整。
相位调整可以通过改变信号的传输速度来调整波束的方向和形状，以实现最佳的波束聚焦效果。
这一步骤通常需要通过反馈机制进行优化，以使波束达到最佳性能。
4. 信号解调和后处理在波束成形后，接收到的信号需要进行解调和后处理。
解调步骤中，信号经过解集中器等设备转换为数字信号，然后进入后处理阶段。
后处理阶段中对信号进行滤波、去噪、误码纠正等操作，以提高信号质量和可靠性。
传统波束成形算法的应用传统波束成形算法在无线通信系统中有广泛的应用。
其中一个典型的应用是在基站中，通过使用多个天线和传统波束成形算法来实现空分多址技术（Spatial Division Multiple Access，SDMA）。
SDMA技术可以将基站的覆盖范围划分成多个区域，每个区域使用不同的波束来传输信号，从而提高通信系统的容量和性能。
41. 无线通信中的波束成形技术如何实现？
41. 无线通信中的波束成形技术如何实现？41、无线通信中的波束成形技术如何实现？在当今的无线通信领域，波束成形技术正发挥着日益重要的作用。
它宛如一位神奇的魔术师，能够显著提升通信质量和效率，让我们在信息的海洋中畅游得更加顺畅。
那么，波束成形技术究竟是如何实现的呢？要理解波束成形技术的实现，首先得从电磁波的传播特性说起。
电磁波在空间中传播时，会以球面波的形式向外扩散。
这就好比往平静的湖面扔一块石头，产生的涟漪会向四周扩散。
但在无线通信中，我们希望信号能够像一束精准的激光，直直地指向目标接收设备，而不是漫无目的地向四周发散。
这就是波束成形技术要解决的核心问题。
实现波束成形的关键在于天线阵列。
想象一下，一组排列整齐的天线就像一个训练有素的合唱团，每个天线都是一名歌手。
通过精确地控制每个天线发送信号的相位和幅度，就能够让这些信号在空间中相互叠加，形成一个指向特定方向的强大波束。
这就好像合唱团中的歌手们通过协调各自的发声，共同唱出一首指向特定方向的响亮歌曲。
那么，如何精确控制天线发送信号的相位和幅度呢？这就需要用到复杂的算法和信号处理技术。
在发送端，系统会根据目标接收设备的位置和方向等信息，计算出每个天线应该发送的信号的相位和幅度。
这些计算通常基于数学模型和大量的测量数据。
然后，通过电子电路或软件控制，将调整后的信号发送出去。
在接收端，波束成形技术也同样重要。
接收天线阵列接收到的信号是多个不同方向传来的电磁波的叠加。
通过对每个天线接收到的信号进行分析和处理，可以确定信号的来源方向，并增强来自目标方向的信号，同时抑制来自其他方向的干扰。
为了实现精确的波束成形，还需要对无线信道进行准确的估计。
无线信道就像是一条充满变数的道路，信号在其中传播会受到各种因素的影响，比如障碍物的阻挡、多径传播等。
通过发送一些已知的训练序列，接收端可以对信道的特性进行测量和估计，从而为波束成形提供更准确的参数。
另外，自适应波束成形也是波束成形技术的一个重要发展方向。
一种利用窄波束成形提高短波信道相干带宽的方法
角的多径，所以只讨论阵列在垂直面内的方向性。
设各阵元的加权为 wi (i = 1,",N ) ，天线阵在不同仰 角的增益为Gt (Δ) 。假设路径 m(1 ≤ m ≤ K ) 的传播 损耗 Lm 最小，即路径 m 是主路径，其仰角为 Δm 。 本方法通过调整阵元的权参数，来实现对天线阵主
波束方向的灵活控制，使产生的窄主波束对准主路
电离层可分为 E 层、F2 层等若干层，短波信号 在不同层经过一次或数次反射到达接收点。在中纬
2008-06-30 收到，2009-02-26 改回 国家自然科学基金(60672010)资助课题
度地区，通信链路上的多径沿着收发点间的大圆路
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电子与信息学报
第 31 卷
径方向传播，因此这些路径主要是在仰角上不同。 我们将具有最小传播损耗的路径称为主路径。以下 文的中纬度中距离(例如：约 1500 km 距离)短波通信 为例，主路径和其它较强路径之间的仰角相差 10D − 15D 左右。
电离层反射路径的虚高 h ′ [4,5]。
则路径发射仰角为
tgΔ
=
(1 + h ′/r) cos α/2 − (1 + h ′/r) sin α/2
1
(1)
路径的有效传播距离为
P ′ = 2 ⎡⎢⎣r 2 + (h ′ + r)2 − 2r(h ′ + r) cos α/2⎤⎥⎦1/2 (2)
在上面两个式子中，收发两端点之间的地球中 心夹角 α ( D )由收发点的地理经纬度来确定：
Abstract: Shortwave communication works with frequency-selective fading channel, of which coherence bandwidth
5G通信系统中的波束成形与干扰管理
5G通信系统中的波束成形与干扰管理随着科技的发展，移动通信技术也在不断进步，从2G、3G、4G到如今的5G通信系统。
与之前的通信系统相比，5G通信系统具有更高的传输速率、更低的延迟和更大的容量。
这得益于5G通信系统中的波束成形与干扰管理技术，本文将对其进行详细介绍。
波束成形是一种通过调整天线的辐射模式来实现信号传输和接收的技术。
在5G通信系统中，波束成形有助于提高信号覆盖范围和传输速率。
它允许发送端将信号聚焦在特定的空间位置，从而减少了信号传输过程中的传播损耗。
同时，接收端也可以通过波束成形技术来增强信号接收灵敏度，降低干扰和噪声的影响。
在5G通信系统中，波束成形的目标是实现精确的空域资源分配，以提供高质量的服务。
为了实现这个目标，首先需要设计合适的波束形状。
通过使用多天线阵列，可以调整每个天线元的相位和振幅，从而形成特定的波束形状。
根据不同的场景和需求，可以采用单波束、扇形波束或多波束等形状。
此外，波束成形还需要考虑传输的频率和信道状态等因素，以获得最佳的性能。
然而，波束成形技术也会面临干扰的挑战。
由于5G通信系统中的基站往往具有高密度和高数据传输速率的特点，相邻基站之间存在大量的交叉干扰。
为了解决这个问题，干扰管理成为5G通信系统中不可或缺的环节。
在5G通信系统中，干扰管理通过以下几个方面来提高系统性能：第一，空间频率资源调度：通过合理的资源调度，可以减小频段内不同用户间的干扰。
通过密集部署的小区和波束成形技术，可以使得用户在相同频段下具有更好的信号接收质量，从而减小干扰。
第二，动态功率控制：5G通信系统中的基站可以通过实时监测信号质量和干扰状况来调整发送功率。
当信号质量较好时，可以降低发送功率，减少对其他用户的干扰。
相反，当信号质量较差时，可以适度增加发送功率，保证信号的可靠传输。
第三，干扰消除技术：5G通信系统中，可利用多天线阵列的特性来区分主要信号和干扰信号。
通过采用自适应波束成形和空时信号处理等技术，可以抑制干扰信号，提高系统的容量和覆盖范围。
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旋频率、通信距离等有关【８＇９】。限于篇幅的原因，不 再列出有关传播损耗的具体计算公式。
在发射端采用Ⅳ元均匀直线阵来实现窄波束，
天线阵各阵元为全向天线。因为要区分具有不同仰 角的多径，所以只讨论阵列在垂直面内的方向性。 设各阵元的加权为毗０＝ｌ＇…，Ｎ），天线阵在不同仰
角的增益为Ｇｆ（厶）。假设路径ｍ（１ Ｓ ｍ≤Ｋ）的传播
结合图１来分析利用窄波束成形提高信道相干 带宽方法的原理。设通信链路上共存在Ⅳ条电离层 反射路径，我们采用射线传输理论【８１对电离层反射传 播进行分析，并忽略每条路径上的散射。因为信道 多径展宽的大小主要取决于可供信号传输的模式（Ｅ 层和Ｆ２层单跳或多跳模式）的多少，因此这种简化 是合理的，并且我们的计算分析ｆ４，５】证实了该方法的 正确性。
本文提出一种在发射端使用窄波束成形来增大
点到点之间短波通信信道相干带宽的方法。该方法 使用天线阵列把发射能量集中于指向接收端方位的 狭窄立体角内，并且为了保证在电离层物理量（如高 度或电离子密度）发生变化的情况下通信具有连续 性，将根据路径仰角值对垂直面内窄波束方向进行 动态调整。我们将具有最小传播损耗的路径称为主 路径。发射端根据主路径的仰角自适应调节天线阵， 在主路径方向实现锐利的主瓣发射，同时使旁瓣尽 量小以抑制其它路径，使得增强主路径的同时削弱 产生时延扩展的其它路径，达到提高信道相干带宽 的目的。其中，接收端使用全向天线；我们假设发 端天线阵根据来自收端的信号利用空间谱估计测向 实现到达角（ＤＯＡ）估计。
第７期
李彦丽等：一种利用窄波束成形提高短波信道相干带宽的方法
１５３３
ＣＯＳＱ＝ｓｉｎＸｌ ｓｉｎ奶＋ＣＯｉｌｚｌ ＣＯＳＸ２ ｃｏｓ（ｙ１一耽）（３）
其中ｚｌ和Ｙ，是发射点的纬度和经度，％和Ｙ２是接收 点的纬度和经度，地球半径ｒ＝６３７０ ｋｍ。
而信号的传播时间就是以自由空间光速ｃ通过 有效传播距离Ｐ７所需的时间：
短波通信为例，计算了使用不同发射天线数时的相干带宽值，计算结果证实了该方法的有效性。
关键词：短波信道；窄波束１
文献标识码：Ａ
文章编号：１００９－５８９６（２００９）０７－１５３１—０５
Ａ Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｔｈｅ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ·Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ
ｎａｒｒｏｗ ｂｅａｍ ｔｏ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ ｓｐａｔｉａｌｌｙ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｄ ｓｉｇｎａｌ ｐｏｗｅｒ ｏｎ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｐａｔｈ ａｎｄ ｓｕｐｐｒｅｓｓ ｔｈｅ ｕｎｄｅｓｉｒｅｄ ｍｕｌｔｉｐａｔｈ ｓｉｇｎａｌｓ ｒｅｓｕｌｔｉｎｇ ｉｎ ｄｅｌａｙ ｓｐｒｅａｄ．Ｆｏｒ ｒｅａｌｉｚｉｎｇ ｔｈｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ ｍｏｔｉｏｎｅｄ ａｂｏｖｅ，ｔｈｅ ａｄａｐｔｉｖｅ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｉｓ ｔａｋｅｎ ｔｏ ｓｅｔ ｕｐ ａｎｄ ｍａｉｎｔａｉｎ ｔｈｅ ｎａｒｒｏｗ ｂｅａｍ ｌｉｎｋ ｆｏｒ ｔｈｅ ｐｏｉｎｔ－ｔｏ－ｐｏｉｎｔ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｓｔｕｄｙ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ ｂａｎｄｗｉｄｔｈ ｃａｎ ｂｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｂｙ ｔｈｉｓ ｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓ ａｒｅ ｐｅｒｆｏｒｍｅｄ ｆｏｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ａｎｔｅｎｎａｓ ｏｖｅｒ ｔｈｅ ｍｉｄ－ｒａｎｇｅ ｃｈａｎｎｅｌ ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｃｏｎｆｉｒｍ ｔｈｉｓ ａｐｐｒｏａｃｈ．
电离层是一种分层的媒质，可以分为Ｅ层、Ｆ２ 层等若干层，这些层位于不同高度。短波信号在不 同层经过一次或数次反射到达接收点，因此形成从 发射点到接收点的多条传播路径，中纬度地区通信 链路上的多径主要在仰角上存在差别。这些多径导 致短波通信信道的相干带宽值较小，限制了平坦衰 落信道的通信带宽。幸运的是，通过对中纬度地区 中距离（如：约１５００ ｋｍ距离）短波通信的多径特性分 析可知，这些路径具有一定的仰角分离。我们想到， 可以在发射端形成垂直面内的窄主波束来区分具有 不同仰角的路径，从而提高信道的相干带宽。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｈｏｒｔｗａｖｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｗｏｒｋｓ ｗｉｔｈ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ－ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ｆａｄｉｎｇ ｃｈａｎｎｅｌ，ｏｆ ｗｈｉｃｈ ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ ｂａｎｄｗｉｄｔｈ ｉｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｄｅｓｃｒｉｂｉｎｇ ｔｈｅ“ｆｉａｔ”ｃｈａｎｎｅｌ ｂａｎｄｗｉｄｔｈ ｔｏ ｂｅ ｕｓｅｄ ｂｙ ｓｉｎｇｌｅ ｃａｒｒｉｅｒ ｓｙｓｔｅｍ．Ａ８ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｋｎｏｗｎ，ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ ｂａｎｄｗｉｄｔｈ ｃａｎ ｆａｃｉｌｉｔａｔｅ ｌａｒｇｅｒ ｂａｎｄｗｉｄｔｈ ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ ｆａｓｔｅｒ ｄａｔａ ｒａｔｅ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ａｎｄ ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄ ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ ｒｅｄｕｃｅｄ ｒｅｃｅｉｖｅｒ ｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｐｒｏｐｏｓｅｓ ａ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｕｓｉｎｇ
电离层可分为Ｅ层、Ｆ２层等若干层，短波信号 在不同层经过一次或数次反射到达接收点。在中纬 度地区，通信链路上的多径沿着收发点间的大圆路
万方数据
１５３２
电子与信息学报
第３１卷
径方向传播，因此这些路径主要是在仰角上不同。 我们将具有最小传播损耗的路径称为主路径。以下 文的中纬度中距离（例如：约１５００ ｋｍ距离）短波通信 为例，主路径和其它较强路径之间的仰角相差 １０。一１５。左右。
第３１卷第７期 ２００９年７月
电子与信息学报 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ＆Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｖｂｌ．３１Ｎｏ．７ Ｊｕｌ．２００９
一种利用窄波束成形提高短波信道相干带宽的方法
李彦丽 段晓辉 马猛 焦秉立
（北京大学信息科学技术学院北京 １００８７１）
摘要：短波通信信道具有频率选择衰落特性，相干带宽是描述单载波系统平坦衰落信道带宽的重要参数。提高相
在对高频段通信进行的研究中，天线阵列已经 得到了一些应用。例如，ＯＴＨ—Ｂ系统１６】可以形成宽 度为７．５。的发射波束，可扫描６０。方位角的覆盖区 域，但是，这样的波束不能区分上述点对点通信中 存在于垂直面内的多径；而有研究表明ｎ在接收端 采用天线系统分离多径并形成零点对准要抑制的路 径，可以减少多径信号干扰。由此可以想到，若在 发射端使用天线阵列形成垂直面内的窄波束分离具 有不同仰角的主路径和其它路径，则可以减少多径 展宽，提高信道的相干带宽。
本文首先介绍利用窄波束成形提高短波信道相 干带宽的原理，然后计算并分析了发射端采用不同 天线数时的信道相干带宽值。计算结果表明，随着 天线阵主波束宽度不断变小，相干带宽逐渐增大。 当主波束宽度为３。时，相对于采用全向天线，信道 相干带宽提高了数十倍，从而为通信提供了非常有 利的信道环境。
２ 利用窄波束成形提高短波信道相干带宽 方法的原理
干带宽有利于系统使用更大的带宽来实现高数据速率传输并且有助于减少接收机的复杂度。该文提出一种利用发射
端窄波束成形在空间上将发射能量集中于主路径且抑制其它路径信号来提高短波信道相干带宽的方法，并利用自适
应技术来建立及保持点对点之间的窄波束通信。理论研究表明，该方法能有效地提高信道相干带宽。该文以中距离
基于以上讨论，我们提出一种在发射端利用窄 波束成形来提高短波信道相干带宽的方法。本方法 提出在发射端采用天线阵列将发射能量集中于指向 接收端方位的狭窄立体角内，根据路径仰角变化动 态调整垂直面内的窄主波束方向，使其跟踪并指向 主路径，也就是把发射能量在空间上集中于主路径 并且抑制其它路径的信号，来实现增大信道的相干 带宽。另外，该窄波束短波通信方式还有利于降低 发射功率以及缩小干扰扩散区域。
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｓｈｏｒｔｗａｖｅ ｃｈａｎｎｅｌ；Ｎａｒｒｏｗ ｂｅａｍ；Ｍｕｌｔｉｐａｔｈ ｓｐｒｅａｄ；Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ ｂａｎｄｗｉｄｔｈ
１ 引言
带宽。在相干带宽内，两个频谱分量有很强的幅度
短波通信是利用高频（ＨＦ）频段电磁波进行的通 信。它主要靠天波传播，经过电离层一次或数次反 射，传输距离可达到上万公里。由于短波通信具有 通信距离远、建设和维护费用低、设备简单以及信 道抗毁性强等特点，已成为远程通信的最基本手段。
ｔ＝Ｐ７／ｃ
（４）
对于多跳反射的路径，对其每一跳按照类似于
单跳的方法分析，就可以确定该路径的仰角和传播 时间。我们把第ｋ（ｋ＝１，…，Ｋ）条路径的仰角和传播 时间分别记为４和气。
若忽略发送与接收之间的传输时延，定义第ｋ 个多径与第１个到达的多径分量的相对时延为附加 时延：
丁Ｉ＝ｔｋ—ｔｌ
（５）
记第ｋ条路径的传播损耗为厶，它主要包括自 由窄间传输损耗、电离层吸收损耗、地面反射损耗 和附加系统损耗，这些损耗值与信号发射频率、磁
损耗ｋ最小，即路径ｍ是主路径，其仰角为厶。
本方法通过调整阵元的权参数，来实现对天线阵主 波束方向的灵活控制，使产生的窄主波束对准主路
径方向，也就是使仰角△。处的增益Ｇ（厶。）最大， 并且控制旁瓣使其它路径方向的增益尽量小，使信 号在有限的主路径方向发射，充分利用信号发射功
一
率。
设发射功率为只，由于接收天线为单个全向天
ｏｎ Ｓｈｏｒｔｗａｖｅ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ Ｎａｒｒｏｗ Ｂｅａｍ Ｆｏｒｍｉｎｇ
Ｌｉ Ｙａｈ．１ｉ
Ｄｕａｎ Ｘｉａｏ－ｈｕｉ
Ｍａ Ｍｅｎｇ
Ｊｉａｏ Ｂｉｎｇ－ｌｉ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ＆Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｐｅｋｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １００８７１，Ｃｈｉｎａ）
则路径发射仰角为
ｔｇＡ。：—（１—＋—ｈ＇—／ｒ＿）ｃ＿ｏｓ—ａ—／２·－一１ （１＋＾’／ｒ）ｓｉｎｎ／２