智能天線波束形成算法研究

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1、分類號(hào)TN911密級(jí)Y1219409重慶郵電大學(xué)碩士學(xué)位論文論文題目智能天線波束形成算法研究英文題日AStudyOnBeamformingAlgorithmsofSmartAntennas指導(dǎo)教師壅焦＆耋蕉學(xué)科專業(yè)焦量量焦J皇叢墨論文提交日期2竺蘊(yùn)壘旦論文答辯日期壘絲』旦蘭7論文評(píng)閱人莖}堅(jiān)盤蕉i盤壺逝i堡壘墊縫建盔壘翊宴盤重答辯委員會(huì)主席邋墅鯊越盔叁虹顯苤望2007年5月20日重慶郵電大學(xué)碩士論文摘要智能天線技術(shù)是目前通信和信號(hào)處理等領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之～，而自適應(yīng)波束形成算法則是智能天線的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，它能夠自適應(yīng)地控制天線陣方向圖在用戶信號(hào)方向產(chǎn)生高增益波束，在干擾信號(hào)方向產(chǎn)生較深的零

2、陷，是實(shí)現(xiàn)用戶信號(hào)最佳接收的一種有效方法。本文就智能天線的波束形成算法，展開了以下研究工作：1．簡(jiǎn)要介紹了智能天線的技術(shù)特點(diǎn)，詳細(xì)分析在移動(dòng)通信中引入智能天線所帶的性能改善，闡明了研究智能天線波束形成算法具有十分重要的理論價(jià)值，概述了國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀。2．詳細(xì)介紹了智能天線陣列信號(hào)處理和波束形成的基本原理，比較了等距線陣和均勻圓陣。為了更好的反映信號(hào)的空域特征，對(duì)基于橢圓模型的矢量信道進(jìn)行了具體分析，并根據(jù)隨機(jī)變量函數(shù)的概率分布理論對(duì)該矢量信道進(jìn)行了仿真。簡(jiǎn)要的討論了智能天線的空域處理。3．對(duì)基于空間特征的MUSIC算法和基于信號(hào)自身特征的恒模算法進(jìn)行了探討。并對(duì)常規(guī)MUSIC算法在信號(hào)

3、相干時(shí)不能正確估計(jì)信號(hào)波到達(dá)角度的缺點(diǎn)進(jìn)行了分析，通過陣列空間平滑的方法避免了常規(guī)MUSIC算法的這一缺點(diǎn)。分析和仿真結(jié)果表明，改進(jìn)后的MUSIC算法能有效的分離相干信號(hào)并準(zhǔn)確的估計(jì)出信號(hào)波到達(dá)角度。4．針對(duì)DS—CDMA系統(tǒng)率LS．DRMTA波束形成算法性能不穩(wěn)定、誤碼率高等缺點(diǎn)，采用了三種改進(jìn)算法：基于導(dǎo)頻符號(hào)的LMS．DRMTA算法；對(duì)陣列輸入數(shù)據(jù)加窗的塊遞歸算法；按碼片進(jìn)行一步預(yù)測(cè)的卡爾曼算法。對(duì)三種算法均進(jìn)行了詳細(xì)的推導(dǎo)和性能改善的理論分析，數(shù)值仿真表明改進(jìn)算法具有快速收斂、陣列輸出信干噪比提高，系統(tǒng)誤碼率降低等顯著優(yōu)點(diǎn)。關(guān)鍵詞：智能天線，波束形成，波達(dá)角度，白適應(yīng)算法重鏖墼皇

4、盔堂塑主鯊塞塑墨AbstractSmartantennashasbeenwidelyresearchedincommunicationandsignalprocessing，theadaptivebeamformingalgorithmisthekeytechniqueofsmartantenna．ItcouldadaptivelysteerthearraydirectionalpatterntoformthemainHarrowbeamswithhighgaininthedirectionoftheusers’signalswhiledeeplynullingtheinterferen

5、cesignals．Itisaneffectivewaytorealizetheoptimalreceivingoftheinterestingsignals．Theauthor’smaincontributionsareasfollows：1．Brieflyintroducesthecharacteristicofsmartantennas，analyzestheperformanceenhancementbyusingsmartantennasinmobilecommunicationsystem．Summarizestheachievedfruitofinternationalre

6、searchonsmartantennastechnique．2．Ageometricallybasedsinglebounceelliptical(GBSBE)multiplechannelModelisanalyzedinthisdissertation，basedonprobabilitydistributiontheoryofstochasticvariablefunction，asimulativemethodofthischannelmodelisdesigned．3．Coherentsignaliscommoninradiocommunicationsystem，thepr

7、oblemofcoherentsignalDOAestimationisstudiedandcomparethepropertyofforwardspatialsmoothingwiththatofforward-backwardspatialsmoothing．MUSICandCMAalgorithmsalsoarediscussedinthisthesis．4．LMS-DRMTAalgorithmbasedpilotsymbol