智能天线系统中的方向调制技术研究(3)
1.3 波达方向估计的方法
1.4 DOA估计算法的发展
DOA估计中课题热点包括针对对宽带信号和相关信号。应对宽带信号和信号相关的DOA估计，现在已经形成了若干高分辨率的方法。但是高分辨率的同时运算量很大，因而不具备实时性。因此，未来的波达方向算法改进目标是高精度、高分辨率、适度运算量和实时性，能在工程项目中有更好的应用。
无线通信的安全性从始至终一直是工程技术人员需要面对和有效解决的问题。安全性的要求除了保证用户的接收，可靠地接续用户彼此之间的通信，还要尽量保证有用信息的高度保密性，避免窃听者窃取。有线通信的安全性很好控制，无线通信的安全性相比较而言就较难控制。对于无线通信，用于文护其信息安全的传统技术，包括上层的加密技术或者保密通信协议[12]。如wep、wpa、wpa2等加密算法和NSSK等保密协议。但是通过这些传统方式，其主要缺点是降低了数据传输的效率。
目前，在不断满足用户的通信需求的情况下，对无线通信信息的保密性提出越来越高的要求。无线通信系统的物理层安全，是近年来一个重要的研究热点。这个研究方向的研究内容是：已知期望和非期望接收机采用的解调方法相同，不依赖于上层加密技术或保密通信协议，在物理层实现安全传输[12]。关于物理层安全通信的研究大致有如下两个研究方向：从信息论的角度和从实际的无线通信系统设计出发。从信息论的角度，主要是对物理层安全的理论研究。从系统设计的角度，主要是研究与实际系统有关的技术如扩频技术等。
调制技术也在不断地发展。目前，除了在基带实现数字调制，射频调制技术有了很大的进步。由于针对的对象不同，所以这些技术分别应用于不同的领域。其中，有一种射频技术叫方向调制[13]。在射频端完成基带调制功能，使发射信号的星座图依赖于接收机所在的空间方位。最早的关于通信系统中方向调制技术的报道称为反射调制技术[24]，借鉴多普勒雷达技术中运动物体对雷达信号的多普勒调制现象，采用三文的直角反射器调制器反射接收方发送的载波信号，反射信号沿原方向回到接收机，从而实现定向传输。此后，方向调制技术不断发展，在物理层安全和测向中发挥重要作用。
使用方向调制DM这种方式发射的调制信号，在非期望方向上发射信号的星座点产生失真。这种调制方法的结果是，期望方向可以正常解调接收信号，但非期望方向不可。所以，方向调制可以很好地提高物理层的安全性。
1.3 本文的主要工作
第一章引出了阵列信号处理技术，及在此基础上发展起来的智能天线系统的多种技术，并且引出了物理层的安全通信。
第二章介绍了自适应波束形成，研究了三种经典的自适应波束形成算法MVDR、LMS、RLS。这些算法自适应地调整权重，控制波束的方向。并给出了仿真和分析。
第三章介绍了波达方向DOA估计的子空间方法，详细研究了MUSIC算法及改进算法。MUSIC算法是一种经典的超分辨方法。改进算法弥补了传统算法对相干信号源失效的缺点。并给出了仿真和分析。
第四章介绍了方向调制，探讨了如何将遗传算法用于方向调制中，使得非期望方向上的星座点产生严重畸变，在物理层上提供了更好的安全性。并给出了仿真和分析。