智能天线中的波束形成算法研究

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1、摘要近几年来，随着时分复用、频分复用、码分复用技术的不断发展，信道容量的增加已经非常的困难，此时智能天线凭借其特有的空间滤波的特性，引入了空分复用的概念。波束形成技术是智能天线的核心技术，它主要就是通过波束形成器来调节天线阵的每个阵元的权值，从而使得加权网络的输出可以根据时变信道的变化，在一定的准则下，达到最优。本文介绍了智能天线的基本工作原理、结构以及不同的分类，给出了智能天线中常用的几种最佳收敛准则，按照非盲算法与盲算法的分类，详细地介绍了几种常用的波束形成算法，并对介绍过的几种算法提出改进。首先，将递归最小二乘法(RLS算法)与判决导向算法相结合，提出一种半盲算法，使其需要的训练序列的长

2、度得以大大的减短，同时可以克服判决导向算法的强干扰捕获的问题，用户移动时该半盲算法可进行实时跟踪，比递归最d'-乘法拥有更好的性能。另外，采用改进后的最大信干噪比准则，使得原来需要波达方向估计的capon算法成为了真正的盲运算，不仅简化了算法，省去了前面信号估计的步骤，而且使得capon算法中由于信号估计误差而引入的算法误差问题得以解决。又将这种盲算法与RAKE接收机相结合，既利用了波束形成算法空间滤波的功能，又利用了RAKE接收机分集接收技术，从而使得结合后的算法拥有了更强大的抗多径干扰的能力。此外将解扩重扩算法应用于解扩之后，与收敛速度较快的递归最小二乘法(RLS算法)相结合使其收敛速度加

3、快，且在噪声较大的情况下，有较好的性能。通过Matlab算法仿真实验可得，这些改进均在一定方面比原有的算法拥有了较好的性能。关键词：智能天线波束形成最大信干噪比训练序列ABSTRACTInrecentyears．withtimedivisionmultiplexing，frequencydivisionmultiplexing，codedivisionmultiplexingcontinuetodevelop，theincreaseinchannelcapacityisalreadyverydifficult．Atthistime，smartantenna，aspecialtypeoftime

4、-divisionmultipleaccesssystemwhichemploystheadaptivemodulationtechniquehasbeenknownforitshighefficiencyinuseofthesystemresource．Beamforrningistheverycoretechnologyofsmartantenna．Beamformer，byadjustingtheweightvectorofantennaarray,cangetoptimaloutputforsomeconvergentcriterion·Theprincipleofsmartanten

5、naanditsstructureareintroducedinthispaperfirstlv，andthensomeconvergentrulesaredescribed．‘Finally，somebeamformingalgorithmsareilluminatedatlength．Inthelastchapter，severalimprovedbeamformingalgorithmsareproposed．Firstly,asemi—blindalgorithmispresentedbyintegratingRLSalgorithmwithDDAalgorithm．Itnotonly

6、canshortertrainingsequence．butalsocanovercometheproblemofcatch-interference．Atthesametimeitcanconductreal．timetracking，thantherecursiveleastsquaresalgorithmwithbetterperformance．Secondly,adoptinganimprovedmaximumsignal·to-(interferenceplusnoiselratio(MSINR)criterion，caponalgorithm，basedonestimatingD

7、OAofsignal，canfindthebeamformingvectorwithouthavingtoseparatethedesiredandinterferingsignals．Consequently,theperformanceofthebeamfomerdoesnotdegradesubstantiallyduetotheestimationerrorofthearrayrespon