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1、智能天线波束赋形算法研究V9《6】33密级：保密期限：砖'棠却童火警博士研究生学位论文学号：Q塾!!!!!姓名：萱亟室专业：值曼皇信息丝垄导师：王塞谴学院：虫信工程堂瞳2006年4月21口北京邮电人学博卜学位论文摘要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（Mm）、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，
2、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。首先，针对智能天线应用中的非理想情况，论文提岀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，构造厂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，提出厂以下零陷算法: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；沦文提出了一
3、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f:,将各阵元对零陷的贡献大小进行分析，发北京邮电大学博士学位论文现幅值扰动算法中对零陷贡献大的阵元只有有限几个，基于这一特点，论文进一步提出了利用幅值选择性扰动形成零陷的算法。2•论文提出综合使用传统位置扰动和相位扰动、并通过线性化方法形成零陷的算法。仿真表明，该算法能够形成较好的零陷性能。其性能优于传统位置扰动或者相位扰动线性化方法形成零陷的性能,甚至可以同非线性方法相比。3・对于传统的位置扰动、相位扰动形成零陷的算法，即使采用
4、非线性化的方法，虽然零陷深度相对传统线性化方法有所增加，但都不能够形成较多零陷，即零陷个数要远小于阵元数。对此，论文提出一个干扰抑制比概念，然后基于此概念，分别构造了针对位置扰动和相位扰动形成零陷的代价函数，通过极值优化方法，获得阵元位置、相位扰动的解。仿真表明，基于干扰抑制比的位置扰动或相位扰动形成零陷的算法，突破了传统方法要求零陷个数远小于阵元数的限制,且能够获得深度零陷。最后，论文针对时分双工CDMA(TDD.CDMA)系统时隙分配不同时造成的基站间干扰和小区边缘小区间干扰，提出了综合使用智能天线零陷技术和动态信道分配技术来进行干扰消除的
5、方案。仿真表明，论文提出的方案能够大大消除这些干扰，从而基站可根据小区业务负载进行时隙分配，进一步提高了基站时隙分配的灵活性,提升了系统容量。论文最后对本论文研究的主要工作进行了总结，并对智能天线技术未来可能的研究方向提岀了展望，以进一步指导以后的研究工作。关键词：智能天线、波束赋形、鲁棒性、零陷、动态信道分配、多址干扰、同信道干扰、时分双工北京邮电人学博卜学位论文AbsIracIINVESTIGATIONOFSMAIU1ANTENNASBEAMFORMINGALG0RITHMSAbstractSmartantennastechniqueisw
6、ife1essaprimarydeVe1opmentdirectionoffut11retocommunicationsystems.Howinterference,andcancelco一channe1intelference,multipathsfadingea?ects,areIJT[u1tiaccesscombatthemajorfactorsneededtobeconsjdered,whenpeop1eattempttoenhancethecommunicationsystem.Smartantennassystem,whichint
7、roducesadvancedadaptiVearrayprocessing,prOducesspacebeamswhosemainbeamdireclsatthedi1ectionofdesi1’eduser,nuI1steeringbeamsdirectingatChedirectionofinterference,thussuppressingcanorcance1ingtheinterfefingsigna1s,therefore,itimproVethesigna1一to一interfeTenceratioandsystemcapac
8、ity.Recent1y,theantennassmartCechniqueareaasaisoneof£hehotreseafchtopicsinm
