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智能天线波束赋形算法研究

曾云宝  
【摘要】:智能天线技术是未来无线移动通信技术发展的主要方向之一。如何消除同信道干扰(CCI)、多址干扰(MAI)、以及多径衰落的影响成为人们在提高无线移动通信系统性能时考虑的主要因素。智能天线利用数字信号处理技术,采用先进的自适应阵列处理技术,产生空间定向波束,使波束主瓣对准用户信号到达方向,旁瓣或零陷对准干扰信号方向,删除或抑制干扰信号,从而提高期望信号的接收信噪比,提高系统容量。智能天线是解决频率资源匮乏的有效途径。近年来,智能天线技术成为移动通信领域中的研究热点之一。 论文在分析前人对智能天线技术、特别是智能天线波束赋形算法研究的基础上,深入研究了智能天线波束赋形算法的两个方面:一是针对智能天线的非理想情况,即存在阵元几何误差、角度估计误差、传播介质的不一致性等,研究采用鲁棒性波束赋形算法以提高波束赋形性能;二是针对复杂的电磁环境,即存在强干扰的情况下,研究采用智能天线零陷技术消除强干扰的算法。在此基础上,论文提出了一种综合智能天线零陷技术和动态信道分配技术的方案来消除由于基站间时隙分配不同造成的各种干扰。 首先,针对智能天线应用中的非理想情况,论文提出了一种基于多波束的鲁棒性波束赋形算法。算法先利用阵列导向矢量扰动的先验信息和接收阵列数据的后验信息,构造了一个新型的代价函数;再通过最速下降法,获得鲁棒性波束赋形权值。论文通过理论推导证明了该算法的收敛性,又经过仿真验证了算法的良好性能。 然后,论文深入研究了各种传统零陷算法,提出了以下零陷算法: 1.传统幅值扰动算法不能够形成深度零陷,且形成零陷个数较少;论文提出了一种在阵元关于阵列中心对称的线阵中进行幅值扰动形成零陷的算法,仿真证明,该算法性能远好于传统的幅值扰动算法。在此基础上,将各阵元对零陷的贡献大小进行分析,发


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