智能天线技术及其基于软件无线电实现的研究

摘要

随着全球移动通信业务的迅速发展,如何更好地消除各种干扰成为人们在提高无线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,产生空间定向波束,使天线主波束对准用户信号到达方向,旁瓣或零陷对准干扰信号到达方向,达到充分利用移动用户信号并抑制或删除干扰信号的目的.智能天线技术应用于第三代移动通信系统中具有可以减少共信道干扰、提高频谱利用率及增加系统容量、减少发射功率和空间电磁干扰、对小区进行动态划分等优点.与其他技术相比较,智能天线技术在移动通信的应用中显示出巨大潜力.此文详细论述了作者在硕士论文期间对第三代移动通信系统、数字信号处理和计算机编程等领域所做的研究和实践,主要围绕智能天线理论和波束形成算法进行研究,并且分析了基于软件无线电体系结构的智能天线的实现框架和软硬件细节.论文首先介绍了智能天线研究背景及动态,其次对智能天线的基本理论、基本概念和涉及到的相关技术等进行了详细地阐述.然后着重对智能天线波束形成问题进行了深入分析,并在此基础上研究了一种改进的最小二乘算法.该算法基于恒模算法(CMA),计算机仿真结果显示该算法收敛快速、性能稳定.此外,该文还研究分析了几种码分多址(CDMA)系统中的波束形成算法,为第三代移动通信系统中的智能天线技术作技术储备.最后,针对现有工作,基于应用于无线系统工程的面向对象的规范化的软件无线电体系结构,提出了智能天线的整体框架和软硬件设计方案.

目录

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第1章绪论

1.1研究的背景

1.1.1移动通信的发展和问题

1.1.2智能天线对系统性能的改善

1.2智能天线的研究现状

1.2.1智能天线的理论研究

1.2.2智能天线的工程实现

1.3本文的主要工作和创新点

2.1.2智能天线原理

2.1.3智能天线分类

2.2天线阵列

2.3波束形成技术

2.1.1信道模型

2.1.2最优化准则

2.1.3波束形成算法

2.4智能天线和其他技术

2.4.1智能天线和空间分集

2.4.2智能天线和多用户检测

第3章自适应波束形成算法

3.1自适应算法分类

3.2非盲自适应算法

3.2.1最小均方算法

3.2.2直接求逆算法

3.2.3递归最小二乘算法

3.3盲自适应算法

3.3.1基于信号特征的盲算法

3.3.2基于DOA估计的盲算法

3.4最小二乘恒模算法

3.4.1最小二乘恒模算法

3.4.2改进的最小二乘恒模算法

第4章CDMA中的自适应算法

4.1 CDMA系统介绍

4.2多目标最小二乘恒模算法

4.3多目标判决导向算法

4.4最小二乘解扩重扩多目标阵列

4.4.1 LS-DRMTA算法

4.4.2 LS-DRMTA算法的优点

4.5最小二乘解扩重扩多目标算法

第5章基于软件无线电技术的智能天线

5.1软件无线电技术

5.1.1基本原理

5.1.2体系结构

5.1.3 SPEAKeasy系统

5.2智能天线总体框架

5.2.1总体结构

5.2.2参考平台

5.3硬件体系

5.3.1下变频和模数转换

5.3.2数字处理的权衡

5.4软件体系

5.4.1软件体系结构

5.4.2软件体系组件

结论

参考文献

致谢

附录A(攻读学位期间所发表的学术论文目录)