基于LMS算法的智能天線波束形成研究及實(shí)現(xiàn).pdf

1、智能天線技術(shù)是第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一，它能有效地增大系統(tǒng)的容量，最大限度地利用有限的頻譜資源。智能天線核心是自適應(yīng)波束形成器，它能根據(jù)用戶信號來波方向產(chǎn)生空間定向波束，將主波束對準(zhǔn)期望信號的來向，而旁瓣或零陷對準(zhǔn)干擾信號的來向。達(dá)到充分利用期望用戶信號并抑制干擾信號的目的。 波束形成器也稱為空域?yàn)V波器，其結(jié)構(gòu)與普通的濾波器相似，因而多數(shù)自適應(yīng)濾波算法都可應(yīng)用與自適應(yīng)波束形成技術(shù)。且通常關(guān)于自適應(yīng)波束形成算法的研究都是基

2、于普通的自適應(yīng)濾波器模型展開的。 本文的研究內(nèi)容可以分為以下幾個(gè)方面： 首先，分析了經(jīng)典的最小均方(LMS)算法，在對其收斂性、穩(wěn)定性等研究的基礎(chǔ)上，指明了改善LMS算法性能的方向。以此為依據(jù)完成了改進(jìn)的LMS算法研究，并通過仿真分析比較了各改進(jìn)算法收斂性能。 接著，成功的將改進(jìn)的SVS_LMS算法應(yīng)用到自適應(yīng)波束形成技術(shù)中。仿真分析了改進(jìn)的SVS_LMS算法應(yīng)用在波束形成技術(shù)中時(shí)，波束方向圖波束賦形的效果。與經(jīng)

3、典的LMS算法相比，改進(jìn)的SVS_LMS算法在波束形成方向圖干擾來向方向形成的零陷幾乎相同，但其波束方向圖到達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)所需的迭代次數(shù)卻比經(jīng)典LMS算法少一個(gè)數(shù)量級。 最后，設(shè)計(jì)了一個(gè)基于LMS算法的中頻采樣自適應(yīng)波束形成器。與傳統(tǒng)的基帶采樣結(jié)構(gòu)不同，在此將基于多相濾波的數(shù)字正交變換技術(shù)與自適應(yīng)波束形成技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了直接中頻采樣的自適應(yīng)波束形成器。簡化了智能天線系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。這也是軟件無線電思想在智能天線中的一次成功應(yīng)用。