基于波束形成技术的集中器设计

信息，能够大大减小算法复杂度，降低硬件成本，因此更适合将其应用在无线远程抄表系统中。 1.2集中器抄表链路的波束形成设计 针对集中器到采集器间的抄表链路，在集中器的接收端，通过空间选择性分集可大大提高自适应天线的接收灵敏度，降低安装在不同位置利用相同信道传信的采集器的干扰，从而有效合并多径分量，抵消多径衰落，提高上行容量；同时调整天线阵列的权值将波束的零陷对准干扰信号，可以实现对目标信号的高效接收。 数据模型为：集中器抄表模块的天线为由个各项同性的阵元组成的均匀线阵，阵元间距为。假设集中器工作范围之内有（）个采集器，各自发射的信号分别以的波达方向入射到天线阵列，集中器同一时刻收集一个采集器的信号，则该采集器的信号为期望信号，其余波达方向为的采集器及基站为个干扰源。 以第一个阵元为参考点，则天线阵列的接收信号模型为： 式中：，表示第个阵元在时刻的接收数据，表示矩阵或向量的转置；、、分别是统计独立的期望信号向量、干扰信号向量与天线阵列上的高斯白噪声向量；期望信号向量，其中是天线阵列对来自方向信号的响应向量，为期望信号的复包络；为干扰信号向量；噪声向量，表示第个阵元在时刻的噪声数据，其中。 天线阵列输出到集中器核心处理单元的波束为： 式（3）的松弛半定规划形式为： 优化问题可以通过CVX软件进行求解。 1.3集中器发射天线的波束形成设计 在集中器的发送端，对应集中器到基站的上行链路，自适应天线根据已知的采集器以及基站的位置信息，调整天线阵列的权值从而有效地生成波束赋形，将波束的主瓣对基站，将波束零陷以及副瓣对准小区内的移动终端，这样不仅保证了上行链路的通信容量，同时也减少了对其他GPRS用户的共道干扰。 2仿真实验 由于集中器到采集器间的抄表链路工作频率为414.57～445.904MHz，在以下仿真实验中，接收天线阵列均假设为等距线性阵列，天线阵列由10根0.4m长的等向同性的天线单元构成，阵元间距为半波长0.35m。 首先考虑集中器到采集器间的抄表链路精确已知的情况，假设集中器工作范围内共有A、B、C、D四个采集器及一个基站，且某一时刻集中器正在汇聚采集器A的信号，则采集器A的信号为期望信号，入射方向角为；采集器B、C、D以及基站信号为干扰信号，入射方向角为。期望信号以及干扰信号的信噪比为5、10、10、10和15dB，快拍数为512次。图1给出了精确已知信道响应条件下的波束模式： 然后考虑集中器到采集器间的抄表链路存在干