دانشگاه صنعتي اصفهان دانشكده برق و كامپيوتر

24
هان ف ص ا ي عت ن ص گاه ش ن دا ر ت و ي پ م و كا رق" ت كده ش ن داVarious Beamformer Structures Suitable For Smart Antennas ده: ن( پ ک ه+ ئ ارا( ی ی ا ر ر می رش6 ا8523754 ) در درش ي ق ن ق ح ت اله ق م ه+ ارائSDR E دی ن م واد ا" ج ر کیرش: د مد هار" ب شال م ي ن1386 - 1385

Upload: muriel

Post on 04-Jan-2016

59 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

دانشگاه صنعتي اصفهان دانشكده برق و كامپيوتر Various Beamformer Structures Suitable For Smart Antennas ارائه کننده: آرش میرزایی (8523754) ارائه مقاله تحقيقي در درس “ SDR ” مدرس: دکتر جواد امیدی نيمسال بهار 1386-1385. What Will We See?. Introduction Signal model Various beamformers - PowerPoint PPT Presentation

TRANSCRIPT

Page 1: دانشگاه صنعتي اصفهان دانشكده برق و كامپيوتر

اصفهان صنعتي دانشگاهكامپيوتر و برق دانشكده

Various Beamformer Structures Suitable For

Smart Antennas

: کننده ارائه( 8523754آرشمیرزایی )

درس در تحقيقي مقاله ارائه “ SDR”

امیدی: جواد دکتر مدرسبهار 1385-1386نيمسال

Page 2: دانشگاه صنعتي اصفهان دانشكده برق و كامپيوتر

What Will We See? Introduction

Signal model

Various beamformers

Comparison

Comparison in presence of look direction errors

Page 3: دانشگاه صنعتي اصفهان دانشكده برق و كامپيوتر

Introduction Output

If

and

then

Page 4: دانشگاه صنعتي اصفهان دانشكده برق و كامپيوتر

IntroductionOutput power:

So

if x(t): stationary & zero-mean

Then where

Page 5: دانشگاه صنعتي اصفهان دانشكده برق و كامپيوتر

Introduction Output components

If

Then

Output components power

then

SNR

Or where

Page 6: دانشگاه صنعتي اصفهان دانشكده برق و كامپيوتر

Signal Model Delay due to origin:

Delay in linear array:

Page 7: دانشگاه صنعتي اصفهان دانشكده برق و كامپيوتر

Signal Model The signal induced on the reference element due to the kth

source:

the signal induced on the lth element due to the kth source:

the total signal induced due to all M directional sources and background noise on the lth element:

so

Page 8: دانشگاه صنعتي اصفهان دانشكده برق و كامپيوتر

Steering Vector Representation steering vector associated with the kth source:

Signal vector:

Output:

array correlation matrix when directional sources are uncorrelated:

Page 9: دانشگاه صنعتي اصفهان دانشكده برق و كامپيوتر

Conventional Beamformer also known as the delay-and-sum beamformer

S0 denoting the steering vector in the look direction, the array weights are given by:

Source in look direction:

Random noise environment:

Page 10: دانشگاه صنعتي اصفهان دانشكده برق و كامپيوتر

Conventional Beamformer Directional interference:

where

ρ depends on the array geometry and the direction of the interference relative to the look direction.

So if no interference then:

Page 11: دانشگاه صنعتي اصفهان دانشكده برق و كامپيوتر

Conventional Beamformer

Page 12: دانشگاه صنعتي اصفهان دانشكده برق و كامپيوتر

Null Steering Beamformer Is used to cancel a plane wave arriving from a known

direction. S0 : the steering vector in the direction. S1, …, Sk : k steering vectors associated with k directions. So

Using matrix notation, this becomes

where and

for k=L-1 else

Page 13: دانشگاه صنعتي اصفهان دانشكده برق و كامپيوتر

Optimal Beamformer No require acknowledge of directions and power levels of

interference. Maximize the output SNR. The weights are the solution of:

The weights are:

When no directional interference, then optimal : conventional and

If one directional interference and then output SNR

Page 14: دانشگاه صنعتي اصفهان دانشكده برق و كامپيوتر

Optimization Using Reference Signal

Minimize mean squared error between the array output and the reference signal ξ(w).

For minimizing

So where

Page 15: دانشگاه صنعتي اصفهان دانشكده برق و كامپيوتر

Beam Space Processor Main beam:

Interference beam:

and

Output:

Output power:

Page 16: دانشگاه صنعتي اصفهان دانشكده برق و كامپيوتر

Beam Space Processor No signal in interference beamSo

Signal power independent of w.

Maximizing SNR with minimizing output power:

Page 17: دانشگاه صنعتي اصفهان دانشكده برق و كامپيوتر

Postbeamformer Interference Canceler (PIC)

Signal beamformer:and

Interference beamformer:

Output:

Output power:

Page 18: دانشگاه صنعتي اصفهان دانشكده برق و كامپيوتر

PIC With Conventional Interference Beamformer

Interference beamformer weights:

So:

Page 19: دانشگاه صنعتي اصفهان دانشكده برق و كامپيوتر

PIC With Orthogonal Interference Beamformer

Interference beamformer weights:

where

So

No signal suppressing.

Page 20: دانشگاه صنعتي اصفهان دانشكده برق و كامپيوتر

PIC With Improved Interference Beamformer

Full suppression of the interference. So

And

Signal power and noise power at the output are independent of interference power.

Output signal power

When & when , depend on

Page 21: دانشگاه صنعتي اصفهان دانشكده برق و كامپيوتر

Comparison Comparison of Normalized Signal Power, Interference

Power, Uncorrelated Noise Power and SNR at the Output of the Optimal PIC Forming Interference Beam with CIB, OIB and IIB, ,

Page 22: دانشگاه صنعتي اصفهان دانشكده برق و كامپيوتر

Comparison Uncorrelated noise power: in PIC using OIB Pn> in PIC using IIB depend on

if then Pn>else Pn< for ,Pn=

Page 23: دانشگاه صنعتي اصفهان دانشكده برق و كامپيوتر

Comparison ESP With PIC In The Presence Of Look Direction Error

Page 24: دانشگاه صنعتي اصفهان دانشكده برق و كامپيوتر