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《智能天線波束形成算法的研究》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、摘要智能天線技術(shù)是未來無線移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展的主要方向之一。如何消除同信道干擾(CCI)、多址干擾(MAI)以及多徑衰落(MPF)的影響成為人們在提高無線移動(dòng)通信系統(tǒng)性能時(shí)考慮的主要因素。智能天線利用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù),采用先進(jìn)的自適應(yīng)陣列處理技術(shù),產(chǎn)生空間定向波束,使波束主瓣對(duì)準(zhǔn)用戶信號(hào)波達(dá)方向,旁瓣或零陷對(duì)準(zhǔn)干擾信號(hào)方向,刪除或抑制干擾信號(hào),從而提高期望信號(hào)的接收信噪比,提高系統(tǒng)容量。智能天線是解決頻率資源匱乏的有效途徑。近年來,智能天線技術(shù)成為移動(dòng)通信領(lǐng)域中的研究熱點(diǎn)之一。論文首先闡述了智能天線的基本工作原理,給出了其常用的體系結(jié)構(gòu)以及陣列信號(hào)模型。然后介紹了智能天線的幾種收斂準(zhǔn)則以及根據(jù)
2、這些準(zhǔn)則提出的幾種經(jīng)典自適應(yīng)算法,其中包括:基于時(shí)間參考方式的LMS、NLMS、RLS算法;基于盲處理方式的CMA算法;基于波達(dá)方向估計(jì)的MUSIC算法,并對(duì)它們進(jìn)行了仿真,分析了各種算法的優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍。其次對(duì)這些經(jīng)典算法進(jìn)行了改進(jìn),提出了改進(jìn)型SVSLMS算法、最優(yōu)步長RLS算法、帶調(diào)整因子的CMA算法,使它們在收斂速度、穩(wěn)態(tài)誤差、穩(wěn)態(tài)失調(diào)各方面與傳統(tǒng)算法相比都更具優(yōu)勢;探討了傳統(tǒng)MUSIC算法在分析強(qiáng)相關(guān)信號(hào)波達(dá)角方面的局限性,對(duì)平滑MUSIC算法進(jìn)行了仿真,論證了平滑技術(shù)在分析強(qiáng)相關(guān)信號(hào)方面的有效性。其次,對(duì)移動(dòng)終端(主要是手機(jī)終端)應(yīng)用智能天線的可行性進(jìn)行了論證,并結(jié)合陣元數(shù)目、
3、陣元間距的選擇給出了兩種適用于手機(jī)終端的智能天線結(jié)構(gòu):雙天線、半波長結(jié)構(gòu);四天線、0.3倍波長結(jié)構(gòu)。同時(shí)結(jié)合前面提出的改進(jìn)型SVSLMS算法收斂速度快、穩(wěn)態(tài)誤差小的優(yōu)點(diǎn),以及調(diào)整因子CMA算法穩(wěn)態(tài)失調(diào)小的優(yōu)點(diǎn),提出了一種適用于手機(jī)終端的半盲算法,并對(duì)其進(jìn)行了仿真,指出了其在抗干擾方面的有效性;與傳統(tǒng)的自適應(yīng)算法相比,該算法具有更強(qiáng)的環(huán)境適能力(健壯性)和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。最后,探討了智能天線技術(shù)的發(fā)展前景及研究方向。本論文的工作具有很強(qiáng)的針對(duì)性,提出的改進(jìn)型算法和智能天線實(shí)現(xiàn)方案具有一定的理論參考價(jià)值和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。關(guān)鍵詞:智能天線自適應(yīng)算法手機(jī)智能天線半盲算法ABSTRACTSmartante
4、nnastechniqueisaprimarydevelopmentdirectionoffuturewirelesscommunicationsystems.Howtocancelco-channelinterference,multi-accessinterference,andcombatthemulti—pathsfadingeffects,aremajorfactorsneededtobeconsidered,whenpeopleattempttoenhancethecommunicationsystem.Smartantennassystem,whichintroducesadv
5、ancedadaptivearrayprocessing,producesspacebeamswhosemainbeamdirectsatthedirectionofdesireduser,nullsteeringbeamsdirectingatthedirectionofinterference,thussuppressingorcancelingtheinterferingsignals,therefore,itcanimprovethesignal—to-interferenceratioandsystemcapacity.Recently,thesmartantennastechni
6、queisoneofthehottestresearchtopicsinmobilecommunicationareaasasolutiontothefrequencylack.Theprincipleofsmartantennaanditsuaualstructurearefirstlyintroducedinthispaperandthenwedisscussthesignalmodelsofantennaarrays.Secondlywedescribesomefamiliaconvergentrulesofsmartantennaandsomebeamformingalgorithm
7、sbaseontheserules,suchasLMS,RLS,CMAandMUSICalgorithmsareilluminatedatlength.Andthenweemluatedthemwithcomputer,wefindtheiradvantagesandshortcomings,andthenwegivetheirapplicationsinthefuture.Thirdlyweproposes