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智能天线技术是目前通信和信号处理等领域的研究热点之一,而自适应波束形成算法则是智能天线的一个关键技术,它能够自适应地控制天线阵方向图在用户信号方向产生高增益波束,在干扰信号方向产生较深的零陷,是实现用户信号最佳接收的一种有效方法。
本文就智能天线的波束形成算法,展开了以下研究工作:
1.简要介绍了智能天线的技术特点,详细分析在移动通信中引入智能天线所带的性能改善,阐明了研究智能天线波束形成算法具有十分重要的理论价值,概述了国内外的研究现状。
2.详细介绍了智能天线阵列信号处理和波束形成的基本原理,比较了等距线阵和均匀圆阵。为了更好的反映信号的空域特征,对基于椭圆模型的矢量信道进行了具体分析,并根据随机变量函数的概率分布理论对该矢量信道进行了仿真。简要的讨论了智能天线的空域处理。
3.对基于空间特征的MUSIC算法和基于信号自身特征的恒模算法进行了探讨。并对常规MUSIC算法在信号相干时不能正确估计信号波到达角度的缺点进行了分析,通过阵列空间平滑的方法避免了常规MUSIC算法的这一缺点。分析和仿真结果表明,改进后的MUSIC算法能有效的分离相干信号并准确的估计出信号波到达角度。
4.针对DS-CDMA系统中LS-DRMTA波束形成算法性能不稳定、误码率高等缺点,采用了三种改进算法:基于导频符号的LMS-DRMTA算法;对阵列输入数据加窗的块递归算法;按码片进行一步预测的卡尔曼算法。对三种算法均进行了详细的推导和性能改善的理论分析,数值仿真表明改进算法具有快速收敛、阵列输出信干噪比提高,系统误码率降低等显著优点。