最小均方算法和共軛梯度算法在智能天線中的應(yīng)用研究.pdf

1、智能天線理論一經(jīng)提出來(lái)之后，就引起了人們的普遍關(guān)注。智能天線技術(shù)在無(wú)線通信中的很多領(lǐng)域都有著非常廣泛的應(yīng)用，它可以用來(lái)提升系統(tǒng)的容量、擴(kuò)展帶寬、增加信干比、減輕衰落和改善多輸入多輸出通信系統(tǒng)的性能。智能天線技術(shù)在無(wú)線通信中的這些巨大的優(yōu)勢(shì)，使得人們對(duì)于智能天線技術(shù)的研究取得了快速的發(fā)展。智能天線技術(shù)的快速發(fā)展依賴(lài)于高速模/數(shù)轉(zhuǎn)換器技術(shù)和高速數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展，近年來(lái)這兩項(xiàng)技術(shù)正以驚人的速度蓬勃發(fā)展，為智能天線技術(shù)的研究工作提供了基礎(chǔ)

2、。
　　 智能天線技術(shù)研究的一個(gè)主要方面是波束形成算法?，F(xiàn)階段，已經(jīng)有了許多流行的算法應(yīng)用于波束形成。如最小均方算法、采樣矩陣求逆、遞歸最小二乘算法、恒模算法、共軛梯度算法和波形互異算法等。這些算法都各有其優(yōu)缺點(diǎn)，這里不一一贅述。論文在上述算法研究的基礎(chǔ)上做了以下幾個(gè)方面的工作。
　　 最小均方算法在自適應(yīng)波束形成中是一種常用的優(yōu)化算法，因?yàn)樗哂杏?jì)算量小，收斂性好和容易實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)。最小均方算法是一種基于梯度的最速下降法

3、，是現(xiàn)在自適應(yīng)通信系統(tǒng)中集中流行的優(yōu)化技術(shù)之一。在具體實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中，LMS算法的性能受到多種因素的影響。首先是步長(zhǎng)因子μ的影響，收斂性與步長(zhǎng)成正比，步長(zhǎng)的合理選擇很重要。如果步長(zhǎng)太小，則收斂速度緩慢。如果步長(zhǎng)太大，LMS算法可能得不到感興趣的最優(yōu)解。本文中通過(guò)改變不同的步長(zhǎng)因子μ來(lái)研究步長(zhǎng)對(duì)于天線陣方向圖的影響。其次，LMS波束形成算法中，天線陣陣元的個(gè)數(shù)也對(duì)最終的天線陣方向圖產(chǎn)生影響，文中通過(guò)只改變陣元個(gè)數(shù)的方法研究了不同的陣元個(gè)數(shù)對(duì)

4、于天線陣方向圖的影響。最后，文中通過(guò)設(shè)置不同到達(dá)角的有用信號(hào)和干擾信號(hào)，采用LMS算法形成天線陣的方向圖，驗(yàn)證了LMS算法在天線陣波束形成中的適用性。最后研究了陣元間距對(duì)于LMS算法形成的天線陣方向圖的影響。
　　 LMS算法雖然有其自身的許多優(yōu)點(diǎn)，但是基于最速下降法的LMS算法，它的收斂性能很大程度上依賴(lài)于天線陣相關(guān)矩陣特征值的分散度。特征值的分散度越大，收斂就越慢。所以對(duì)于有些相關(guān)矩陣特征值分散度大的天線陣來(lái)說(shuō)，LMS算法就