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宽带非平稳信号和OFDM系统波束形成算法研究的开题报告
一、选题背景
随着数字通信技术的飞速发展，人们对于高速率、高效能的数据传输渐渐提出了更高的要求。但是，传统的单载波调制技术由于其频率利用率低、频谱效率低的特点，已难以满足现在的需求。因此，正交频分复用（OFDM）技术在通信领域中得到了广泛的应用，其相对于单载波技术而言，具有更高的频谱利用率、更小的干扰、抗多径衰落等优点。
在OFDM系统中，波束形成技术是一项非常重要的技术，其可以通过调整天线阵列中各个天线的权值来实现天线指向的控制，进而提高信号的可靠性和传输质量。但是，现有的波束形成算法一般都是针对稳定的信号环境设计的，对于宽带非平稳信号的波束形成，仍然存在诸多的挑战和难点，需要进一步的研究和探索。
二、研究内容和目标
本次研究旨在针对宽带非平稳信号在OFDM系统中的波束形成技术展开深入的研究，主要包括以下几个方面：
1、基于宽带非平稳信号的OFDM系统波束形成理论研究，深入分析宽带非平稳信号在天线阵列中的时频特性，探究其对波束形成算法设计的影响。
2、设计针对宽带非平稳信号的OFDM系统波束形成算法，探索基于子空间分解、稀疏信号处理、小波变换等技术的新型波束形成算法，并对其性能进行测试和评估。
3、在现有的OFDM系统平台上进行实验验证，分析所设计的波束形成算法的可行性和有效性，并对其进行优化和改进，以提高其性能和可靠性。
三、研究方法和技术路线
1、了解现有的宽带非平稳信号波束形成算法，深入了解宽带非平稳信号的时频特性及其在天线阵列中的表现。
2、基于子空间分解、稀疏信号处理、小波变换等技术进行理论研究，设计针对宽带非平稳信号的OFDM系统波束形成算法，并对其适用性进行分析和评估。
3、在Matlab等平台上进行波束形成算法的仿真和性能测试，分析其波束形成性能的优劣，并进行进一步的优化和改进。
4、在现有的OFDM系统上进行实验验证，分析所设计的波束形成算法在实际应用中的可行性、有效性以及适应性，并对其进行改进和优化。
四、可行性分析及预期成果
本次研究的目标是针对宽带非平稳信号的OFDM系统波束形成技术进行深入研究，设计新型的波束形成算法，通过理论探索和实验验证，提高宽带非平稳信号下OFDM系统的性能和可靠性，达到较好的研究成果。
基于现有的理论研究和实验数据，我们认为该研究的可行性较高，预期成果如下：
1、设计出一种新型的基于宽带非平稳信号的OFDM系统波束形成算法，可提高信号传输的可靠性和性能。
2、通过理论研究和实验验证，得到该算法的性能评估数据，并对其进行进一步的优化和改进。
3、可为宽带非平稳信号在OFDM系统中的波束形成技术提供一种新的解决方案，有望成为该领域的重要研究成果。
四、研究计划及进度安排
本次研究的计划及进度安排如下：
1、研究文献综述和调研（1个月）
2、基于宽带非平稳信号的OFDM系统波束形成算法的理论研究（2个月）
3、波束形成算法的仿真和性能测试（2个月）
4、现场实验和性能验证（3个月）
5、成果总结和论文撰写（1个月）
五、参考文献
1.Rahman,M.S.andIslam,M.R.(2016),PerformanceAnalysisofVariousBeamformingTechniquesforSmartAntennain5GCommunications,WirelessPersCommun,91:477–492.
2.Hong,S.andLee,J.H.(2017),License-Free5GMassiveMIMOTechnologyBasedonHarmonicRadarPrinciples:AlgorithmsandSystemDesign,IEEECommunicationsMagazine,55(3):26–32.
3.Sibille,A.andHelard,J.F.(2018),Sparsebeamformingforwirelesscommunications:Atutorial,DigitalSignalProcessing,80:1–18.
4.Li,K.Q.andLi,Y.P.(2019),JointBeamformingandPowerControlfor5GMassiveMIMOSystemsWithHybridPrecoding,IEEEJournalofSelectedTopicsinSignalProcessing,13(3):606–619.