用于无线通信、雷达、声纳、医疗成像和音频阵列系统的模型波束形成
波束形成是一种提高接收信号信噪比、消除不良干扰源、将发射信号聚焦到特定位置的技术。波束形成是传感器阵列系统的核心,包括MIMO无线通信系统,如5G、LTE和WLAN。无线应用中的MIMO波束形成也可用于增加基站和用户单元之间的数据流容量。基于优化的波束形成技术在现代无线通信系统中越来越受欢迎。这些技术包括混合波束形成,其中优化用于有效地在基带和射频系统之间划分系统架构,以降低成本。
波束形成应用程序
波束形成也广泛应用于雷达、声纳、医疗成像和音频应用。波束形成器可用于将来自传感器阵列的传输信号聚焦到特定方向。对于在传感器阵列上接收的信号,波束形成器通过跨阵列元素的相干累加信号来增强检测。传统波束成像器有固定的权重,而自适应波束成像器有响应环境的权重。对于窄带信号,波束形成通常可以通过将传感器输入乘以具有适当相移的复指数来实现。你可以用MATLAB®模拟窄带波束形成常规和自适应波束形成器的例子。在宽带信号的情况下,转向不再是一个单一频率的功能,操作可能需要在多个频段进行。你可以在MATLAB中用宽带波束形成器性能的可视化的例子。
波束形成的性能
研制波束形成器和评估替代算法只是实现无线通信或雷达系统所需性能的第一步。为了评估性能,必须将波束形成器集成到系统级模型中,并对一系列参数、转向和信道组合进行评估。另一个挑战涉及在射频(RF)和/或数字基带领域执行波束形成之间的系统级权衡。所有这些活动最好在设计过程的早期完成。你可以使用MATLAB和Simulink®评估射频效应对波束形成器性能的影响具有射频损伤的大规模MIMO混合波束形成的例子。
用MATLAB和Simulink实现波束形成
MATLAB和Simulink提供了一套完整的建模和仿真工具和算法,用于设计、测试和集成波束成型机,并执行全系统级分析。一旦你设计了波束形成器,你可以将它部署到C代码或HDL在你的终端系统使用MATLAB编码器™,仿真软件编码器™,高密度脂蛋白编码器™.
例子和如何
天线和射频模型集成
模式综合与自适应波束形成
MIMO通信系统
声纳和声学
波束形成器的HDL部署
参见:无线通信,LTE工具箱,WLAN的工具箱,通信工具箱,相控阵系统工具箱,天线的工具箱,射频系统,软件定义无线电,FPGA设计与协同设计,OFDM,大规模分布式天线,通道模型,雷达系统设计,5 g无线技术,雷达是如何工作的?