车域网中环形阵列波束形成的装置

摘要

车域网中形成环形阵列波束的装置是一种利用信号的循环平稳特性，将环形天线阵列盲自适应波束形成技术应用于车域网通信中，接收信号预处理模块(317)由多组与环形天线阵列接收部分(31)的天线个数相同处理电路组成，每组处理电路由低噪声功率放大器(32)、基带转换器(33)、低通滤波器(34)、模/数转换器(35)依次串联而成，同步器(36)分别与每组的模/数转换器(35)相接；波束形成模块(318)由数字信号处理器(37)、解扩器和均衡器(38)依次串联而成，数字信号处理器(37)的作用是利用信号的循环平稳特性，实现盲自适应波束形成的数字计算部分；车域网转换和接收模块(319)由网间转换部分(320)、低功率发射模块(312)和低功率接收模块(313)、解密器和译码器(314)、接收终端(315)依次串联而成。

主权项

1.一种车域网中形成环形阵列波束的装置，其特征在于该装置由环形天线阵列接收部分(31)、接收信号预处理模块(317)、波束形成模块(318)、车域网转换和接收模块(319)依次串联而成；其中，接收信号预处理模块(317)的作用是对接收信号进行功率放大、滤除干扰、模/数转换预处理工作，输出的数字信号x1(n)，x2(n)，…，xM(n)被波束形成模块(318)中的数字信号处理器(37)直接计算和处理，接收信号预处理模块(317)由多组与环形天线阵列接收部分的天线个数相同的处理电路组成；每组处理电路由低噪声功率放大器(32)、基带转换器(33)、低通滤波器(34)、模/数转换器(35)依次串联而成；环形天线阵列接收部分(31)中每个天线阵元接收到的连续信号分别通过低噪声功率放大器(32)以消除部分噪声，通过基带转换器(33)将连续信号从频带转换为基带信号，通过低通滤波器(34)滤除频带外的干扰信号，通过模/数转换器(35)将模拟信号转换为数字信号，接收信号预处理模块(317)中的同步器(36)分别与每组的模/数转换器(35)相接，负责多个接收信号模/数转换的同步工作，波束形成模块(318)的作用是对有用信号的方向形成波束波瓣，而将波束的零陷指向干扰信号，采用一种基于信号循环平稳性的盲自适应算法来实现自适应波束形成，波束形成模块(318)由数字信号处理器(37)、解扩器和均衡器(38)依次串联而成，数字信号处理器(37)的特点是不需要波达方向、训练序列和矩阵校验，只需要有用信号的循环频率，就自适应计算出波束形成模块(318)的权值系数w1(n)，w2(n)，…，wM(n)；车域网转换和接收模块(319)解决车域网与移动通信网的兼容问题；波束形成模块(318)的输出信号通过车域网转换和接收模块(319)得到车域网终端所需的接收信号，波束形成模块(318)中的数字信号处理器(37)的作用是有效地利用信号的循环平稳特性，实现盲自适应波束形成的数字计算功能，数字信号处理器(37)由信号空间投影变换器(41)、存储器(42)、互相关计算部分(411)、自适应权值计算部分(412)依次串联而成，输入信号x1(n)，x2(n)，…，xM(n)经过信号空间投影变换后，将导引矢量投影到信号子空间，消除部分来自噪声的影响，然后，将处理后的信号输入到存储器中，以方便互相关矩阵和自相关矩阵的计算，存储器(42)的输出信号分为三路，第一路通过时偏器(43)、频偏器(44)，第二路通过第二同步器(45)，两路信号同时输入互相关器(46)计算出互相关矩阵；存储器(42)的第三输出端连接自相关器(47)，用于计算自相关矩阵；数字信号处理器(37)中的自适应权值计算部分(412)由自适应最大相关运算器(48)、权值调整器(49)、权值生成器(410)构成，自适应权值计算部分(412)分为三个运算过程：首先根据互相关矩阵和自相关矩阵，由权值生成器(410)计算出当前的权值系数；然后采用自适应最大相关运算器(48)选择最大的互相关函数；最后，利用权值调整器(49)自适应调整权值系数，直到收敛至最优权值；数字信号处理器(37)的输入信号为数字接收信号x1(n)，x2(n)，…，xM(n)、波束形成信号y(n)、同步信号T(n)，输出信号为权值系数w1(n)，w2(n)，…，wM(n)，此权值系数矢量与波束形成模块(318)的输入信号矢量x1(n)，x2(n)，…，xM(n)相乘就得到波束形成信号y(n)。