智能天线算法及其DSP实现研究

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1、摘要智能天线是利用数字信号处理技术．产生空间定向波束．使天线主波束对准期望用户信号到达方向，旁瓣或零陷对准干扰信号到达方向，达到充分高效利用移动用户信号并删除或抑制干扰信号的目的。智能天线技术利用了空域信息，可以更有效地抑制多址干扰，又与现有的技术(FDMA、TDMA、CDMA)完全兼容t因此可以成倍地增加移动通信系统的容量，现在已经成为第三代移动通信系统的关键技术之一。．本文首先阐述了智能天线和自适应波束形成的基本理论，并简要地介绍了几种适用于CDMA系统的典型的自适应算法，但它们存在复杂度高的缺点，实用价值不大。在此基础之上作者给出了两种新的、计算量相对

2、较小的、适用于DS—CDMA系统的盲波束形成算法，并对算法进行了大量的仿真及性能分析。一种是基于最大信嗓比准则的算法，该算法适用于CDMA系统的处理增益比较大，即解扩以后期望用户信号远大于干扰信号的情况；另一种是基于最大信干噪比准则的算法，该算法在强干扰存在的情况依然有较好的性能。在论文的最后一章，介绍了数字信号处理器(DSP)的相关知识，并用处理速度为100MIPS的TMS320C5402芯片实现了上述两种算法，对算法的实时性进行了分析和研究。本文的工作具有很强的工程应用价值，并对今后的理论研究有一定的指导意义和参考价值。关键词：智能天线自适应波束形成数字

3、信号处理器ABSTRACTDigitalsignalprocessingtechnologieswereusedtoproducespatialanddirectionalbeaminsmartantennas．Thenthemainbeamaimsatthecomingdirectionofreferenceuserandthesidelobepointstothecomingdirectionofinterferenceuser．TheSmartAntennaSystems(SAS)hasbecomeoneofthekeytechniquesoftheT

4、hirdGenerationMobileCommunicationSystems(3G)foritsadvantagesonmultipleaccessinterference(MAI)suppressionbyusingspatialinformation．Itcanbecompatiblewiththepresenttechniques(TDMA，FDMAandCDMA)，andcanremarkablyimprovetheperformanceandthecapacityofcommunicationsystems．Inthispaper，firstl

5、y，theauthorillustratestheprinciplesofsmartantennaandadaptivebeamforming，andthenintroducessometypicaladaptivealgorithmsusedinCDMAsystems，buttheyhavethedisadvantageofhighcomplexity，SOtheyarcnotfitforpractice．Basedontheseworks，theauthorproposestwonovel，lowcomputationalloadDS-CDMAuplin

6、kblindbeamformingalgorithms，simulatesthealgorithmsandanalysestheperformance．Oneofwhichisbasedonthemaximumsignal—to—noiseratio(MSNR)criterion，itcanimprovetheperformanceofthearraysystemonlywhentheprocessinggainofthegivenCDMAsystemishighenoughsuchthatthedesiredsignalcallbecomedominant

7、afterdispreading．Theotherisbasedonthemaximumsignal-to—interference-plus—noiseratio(MSINR)criterion，andithaswellperformancewhenstronginterferersoccur．Inthelastchapter,theauthorintroducessomeknowledgeofDigitalSignalProcessor(DsP)，andinordertoresearchthereal—timeperformance，theauthori

8、mplementstheabovealgorithm