《pcb板的制作流程论文qkt.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《pcb板的制作流程论文qkt.docx（25页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、南京信息息职业技技术学院院毕业论文文作者赵超超 学学号5007322p系部 通通信工程程系专业通信信技术题目智能能天线在在通信系系统中的的研究指导教师师曾庆珠珠评阅教师师完成时间间：20010年年5月11日-20010年年5月110日目录目录 摘要 第一章 绪论论第二章 智能能天线的的发展2.1发发展历程程2.2国国内外研研究现状状 2.3智智能天线线的发展展趋势第三章 智能天线线的概述述3.1 智能天天线的定定义3.2智智能天线线的基本本原理3.3天天线分类类3.4技技术优点点第四章 自适适应算法法及实现现4.1引引言4.2重重复迭代代自适应应智能天天线算法法4.3仿仿真结果果4.4结结束语
2、结结论致谢参考文献献智能天线线在移动动通信中中的研究究摘要 通信信系统中中，尤其其是移动动通信系系统，面面临着一一个严峻峻的问题题就频率率资源的的限制。随随着现在在移动通通信业务务的增多多，用户户数量的的聚增，无无线频带带的拥挤挤现象日日益严重重；而且且由于用用户的增增加，减减低了通通信的质质量。因因此，如如何对有有限的频频率资源源进行有有效的利利用，进进而提高高通信服服务质量量，这些些方面的的研究日日益受到到重视。智智能天线线技术由由于其具具有可以以有效抑抑制干扰扰的能力力，并能能提高移移动系统统容量的的手段。智智能天线线以是TTD-SSCDMMA的关关键技术术之一，随随着TDD-SCCDM
3、AA系统大大规模的的安装，TTD对智智能天线线的需求求在不断断的改变变和提高高，并且且逐步多多样化，有有必要继继续进行行一些研研究智能能天线在在移动通通信系统统中的算算法和性性能变化化。 在实实际的移移动通信信系统中中，由于于无线信信道的复复杂性以以及算法法的不完完整，会会导致智智能天线线系统出出现一定定程度的的误差。本本文通过过对智能能天线在在移动通通信系统统中的研研究背景景、目的的、意义义和智能能天线定定义，特特点、分分类、结结构及原原理，通通过对国国内外研研究的现现状进行行调研。提提出一些些算法，理理论和仿仿真。研研究结果果表明智智能天线线对系统统的改善善有很大大帮助，它它在各种种性能方
4、方面都优优于全向向天线，尤尤其在多多径数目目较少的的时候优优势更加加明显。关键词 ：移动动通信，智智能天线线，模阵阵 第一章 绪论论随着移动动通信产产业的高高速发展展及相关关用户的的飞速增增长，市市场对移移动通信信技术的的不断改改进和更更新提出出了更高高的要求求。而如如何提高高无线频频谱的使使用效率率则是近近些年来来各种新新技术所所面临解解决的核核心问题题。尤其其是当我我国全面面进入后后，移动动通信产产业随着着同世界界全面接接轨，将将面临新新的挑战战。目前，频频率资源源的投入入已成为为全球各各运营商商资金投投入成本本的重要要组成部部分。可可以预言言，在我我国，频频率资源源不再无无偿使用用的日子
5、子已为期期不远了了。因此此，如何何采取新新技术提提高有限限频率资资源的使使用效率率已成为为人们日日益关注注的课题题。近些年来来，随着着微电子子技术的的高速发发展，智智能天线线技术作作为有效效解决这这一问题题的新技技术已成成功应用用于移动动通信系系统，并并通过对对无线数数字信号号的高速速时空处处理，极极大的改改善了无无线信号号的传输输，成倍倍地提高高了系统统的容量量和覆盖盖范围，从从而极大大的改善善了频谱谱的使用用效率。第二章 智能能天线的的发展2.1发发展历程程年代代以来，阵阵列处理理技术引引入移动动通信领领域，很很快形成成了一个个新的研研究热点点智能能天线（ ）?智能天天线应用用广泛，它它在
6、提高高系统通通信质量量、缓解解无线通通信日益益发展与与频谱资资源不足足的矛盾盾、以及及降低系系统整体体造价和和改善系系统管理理等方面面，都具具有独特特的优点点。 最初的智智能天线线技术主主要用于于雷达、声声纳、军军事抗干干扰通信信，用来来完成空空间滤波波和定位位等。近近年来，随随着移动动通信的的发展及及对移动动通信电电波传播播、组网网技术、天天线理论论等方面面的研究究逐渐深深入，现现代数字字信号处处理技术术发展迅迅速，数数字信号号处理芯芯片处理理能力不不断提高高，利用用数字技技术在基基带形成成天线波波束成为为可能，提提高了天天线系统统的可靠靠性与灵灵活程度度。智能能天线技技术因此此用于具具有复
7、杂杂电波传传播环境境的移动动通信。此此外，随随着移动动通信用用户数迅迅速增长长和人们们对通话话质量要要求的不不断提高高，要求求移动通通信网在在大容量量下仍具具有较高高的话音音质量。经经研究发发现，智智能天线线可将无无线电的的信号导导向具体体的方向向，产生生空间定定向波束束，使天天线主波波束对准准用户信信号到达达方向（ ），旁旁瓣或零零陷对准准干扰信信号到达达方向，达达到充分分高效利利用移动动用户信信号并删删除或抑抑制干扰扰信号的的目的。同同时，利利用各个个移动用用户间信信号空间间特征的的差异，通通过阵列列天线技技术在同同一信道道上接收收和发射射多个移移动用户户信号而而不发生生相互干干扰，使使无
8、线电电频谱的的利用和和信号的的传输更更为有效效。在不不增加系系统复杂杂度的情情况下，使使用智能能天线可可满足服服务质量量和网络络扩容的的需要。实实际上它它使通信信资源不不再局限限于时间间域（）、频频率域（）或码码域（）而拓拓展到了了空间域域，属于于空分多多址（）体制制。 2.2 国内外外研究现现状 国内外一一些大学学、公司司和研究究所将智智能天线线应用于于实践中中，取得得了一定定的成果果。下面面举例说说明。美国美国国在智能能天线技技术方面面较其他他国家更更加成熟熟，已开开始投入入实际应应用中。美美国的 公司发发展了针针对标准准和日本本标准的的智能天天线系统统。该公公司已将将智能天天线应用用于基
9、于于标准的的无线本本地环路路中，并并投入商商业运行行。该方方案采用用可变振振元配置置，有阵元元、阵阵元环形形自适应应阵列可可供不同同的环境境选用。现现场试验验表明，在在基站采采用智能能天线技技术可使使系统容容量增加加倍。美美国 公公司波束、波束束的切换换波束智智能天线线系统在在密集城城区和较较稀疏的的郊区进进行了场场外试验验。试验验结果对对多波束束智能天天线的实实用提供供了很多多有意义义的参数数选择。波束束对传统统的蜂窝窝小区能能提供至至少的信信号增强强。 欧洲欧洲洲通信委委员会在在（ ）计划划中实施施了第一一阶段的的智能天天线技术术研究，称称之为。这个个计划由由德国、英英国、丹丹麦和西西班牙
10、合合作完成成，它采采用标标准，天天线由个阵元元组成，射射频工作作于采用双双向工作作方式。硬硬件主要要包括专用芯芯片 和 ，软软件采用用的自适适应算法法包括算法法、算算法和算算法。试试验表明明系统的的比特误误码率优优于，系统统能有效效跟踪的的方向分分辨率大大约为。 日本光电通信研究所研制基于加预处理的自适应波束形成处理方式的智能天线。系统采用阵元平面方阵方式，阵元间距为半波长，射频工作频率。阵元接受信号在数模转换后，先进行快速傅立叶预处理，形成正交波束后采用恒模算法或最大比值合并分集算法，天线数字信号处理部分由片芯片完成。 我国及其他国家我国信息产业部电信科学研究院所属的信威公司已成功开发出用于
11、的方式产品，并应用于我国提出的方案中。该智能天线采用阵元的环形自适应阵列，射频频率工作于，收发间隔为接受灵敏度最大可提高。此外，爱立信公司和德国运营商也将智能天线应用在了基站上。韩国和加拿大等国也开展了智能天线方面的研究。2.3 智能天天线的发发展趋势势智能天线线的发展展呈现以以下四个个主要趋趋势 11.天线线向多样样化发展展。第三三代移动动通信有有更多的的标准，不不同的标标准对天天线的要要求有所所不同。 22.天线线向集成成化发展展。由于于目前移移动通通通信有多多种制式式，往往往在一个个区就有有多家运运营商，致致天线林林立、影影响环境境、浪费费资源。这这就要求求我们必必须把多多制的天天线集成
12、成在一起起。 33.天线线向电调调化发展展。随着着通信的的发展，容容量的增增加，对对网优的的便捷性性提出了了更高要要求，加加上集成成化的要要求，必必须要让让天线的的下倾角角能够用用电调整整。 44.天线线美化方方向发展展。随着着经济水水平的提提高，人人们对居居住环境境的要求求越来越越高，而而林立的的天线影影响环境境的美观观。必须须对天线线的外观观和安装装方式进进行融入入环境的的设计。综上所诉诉，在第第三代通通信系统统中，大大部分运运营商都都已采用用智能天天线技术术来提高高系统的的性能和和容量，有有充分的的理由相相信，智智能天线线必将出出现一个个美好的的明天。第三章 智能能天线的的概述3.1 智
13、能天天线的定定义智能天线线是一种种安装在在基站现现场的双双向天线线，通过过一组带带有可编编程电子子相位关关系的固固定天线线单元获获取方向向性，并并可以同同时获取取基站和和移动台台之间各各个链路路的方向向特性。智智能天线线的原理理是将无无线电的的信号导导向具体体的方向向，产生生空间定定向波束束，使天天线主波波束对准准用户信信号到达达方向DDOA(Dirrecttionn off Arrrinnal)，旁瓣瓣或零陷陷对准干干扰信号号到达方方向，达达到充分分高效利利用移动动用户信信号并删删除或抑抑制干扰扰信号的的目的。同同时，智智能天线线技术利利用各个个移动用用户间信信号空间间特征的的差异，通通过阵
14、列列天线技技术在同同一信道道上接收收和发射射多个移移动用户户信号而而不发生生相互干干扰，使使无线电电频谱的的利用和和信号的的传输更更为有效效。在不不增加系系统复杂杂度的情情况下，使使用智能能天线可可满足服服务质量量和网络络扩容的的需要。3.2 智能天天线的基基本原理理智能天线线的发展展最早可可追溯到到年年代的自自适应天天线组合合技术，它它使用锁锁相环进进行天线线跟踪。自自适应阵阵列信号号处理的的重要开开端是由由于年实现现的，当当时他提提出了自自适应陷陷波的旁旁瓣对消消器。则是对对自适应应波束提提出“智智能天线线”（ ）术术语的第第一人。早早在年年，军用用通信系系统中已已使用了了自适应应天线，主
15、主要用于于雷达和和声纳技技术。但但在民用用的蜂窝窝式通信信中使用用智能天天线却是是在年年才提出出的，而而且技术术远不及及军事上上成熟。这这主要是是因为应应用的具具体环境境和条件件有较大大的改变变。智能天天线技术术利用信信号传输输的空间间特性抑抑制干扰扰，从空空间入射射角度区区分所需需信号和和干扰信信号。在在抗干扰扰的处理理过程中中，智能能天线利利用干扰扰来自不不同方向向，控制制天线方方向阵的的方向图图，使它它在所需需方向上上保持高高增益，而而在干扰扰方向上上形成零零陷，达达到增强强所需信信号抑制制干扰信信号的目目的。同同时它还还可以根根据所需需信号的的干扰入入射角度度的变化化，自动动调整天天线
16、阵的的方向图图，实现现变化智智能跟踪踪环境的的目的，达达到最佳佳接收。智智能天线线通过反反馈控制制去自动动调整自自身波束束的自适适应天线线，它是是一种其其他抗干干扰方法法不能取取代的有有效空域域抗干扰扰措施，只只要干扰扰与期望望信号的的来向不不同，智智能天线线就能有有效地发发挥作用用。智能能天线可可分为类：（）自适适应调零零智能天天线以自自适应天天线为基基础，采采用自适适应天线线技术、自自适应算算法形成成方向图图；（）等等旁瓣针针状波束束智能天天线是以以自适应应天线技技术为基基础，但但与自适适应智能能天线不不同之处处在于它它的天线线方向图图是等旁旁瓣方向向图，且且方向图图的加权权值是预预先设置
17、置好的；（）数字字波束形形成智能能天线是是运用数数字波束束形成技技术，将将其波束束自适应应天线阵阵与数字字信号处处理技术术相结合合。自适应应天线的的最重要要应用包包括：（）信源源定位：确定天天线到信信源的仰仰角、方方位角、距距离；（）信道道估计：确定信信源与阵阵列之间间传输信信号的参参数；（）信源源分离：确定各各个信源源发射的的信号波波形。3.3 天线分分类智能天线线分为三三类：空空间分集集接收、多多波束智智能天线线系统和和自适应应阵列智智能系统统智能天线线技术有有两个主主要分支支。波束束转换技技术? ）和和自适应应空间数数字处理理技术（ ），或或简称波波束转换换天线和和自适应应天线阵阵。天线
18、线以多个个高增益益的动态态窄波束束分别跟跟踪多个个期望信信号，来来自窄波波束以外外的信号号被抑制制。但智智能天线线的波束束跟踪并并不意味味着一定定要将高高增益的的窄波束束指向期期望用户户的物理理方向，事事实上，在在随机多多径信道道上，移移动用户户的物理理方向是是难以确确定的，特特别是在在发射台台至接收收机的直直射路径径上存在在阻挡物物时，用用户的物物理方向向并不一一定是理理想的波波束方向向。智能能天线波波束跟踪踪的真正正含义是是在最佳佳路径方方向形成成高增益益窄波束束并跟踪踪最佳路路径的变变化，充充分利用用信号的的有效的的发送功功率以减减小电磁磁干扰。 波束束转换天天线 波束转换换天线具具有有
19、限限数目的的、固定定的、预预定义的的方向图图，通过过阵列天天线技术术在同一一信道中中利用多多个波束束同时给给多个用用户发送送不同的的信号，它它从几个个预定义义的、固固定波束束中选择择其一，检检测信号号强度，当当移动台台越过扇扇区时，从从一个波波束切换换到另一一个波束束。在特特定的方方向上提提高灵敏敏度，从从而提高高通信容容量和质质量。 为保证波波束转换换天线共共享同一一信道的的各移动动用户只只接收到到发给自自己的信信号而不不发生串串话，要要求基站站天线阵阵产生多多个波束束来分别别照射不不同用户户，特别别地，在在每个波波束中发发送的信信息不同同而且要要互不干干扰。 每个波束束的方向向是固定定的，
20、并并且其宽宽度随着着天线阵阵元数而而变化。对对于移动动用户，基基站选择择不同的的对应波波束，使使接收的的信号强强度最大大。但用用户信号号未必在在固定波波束中心心，当使使用者是是在波束束边缘，干干扰信号号在波束束的中央央，接收收效果最最差。因因此，与与自适应应天线阵阵比较，波波束转换换天线不不能实现现最佳的的信号接接收。由由于扇形形失真，波波束转换换天线增增益在方方位角上上不均匀匀分布。但但波束转转换天线线有结构构简单和和不需要要判断用用户信号号方向（ ） 的的优势。主主要用于于模拟通通信系统统。 自适适应天线线阵 融入自适适应数字字处理技技术的智智能天线线是利用用数字信信号处理理的算法法去测量
21、量不同波波束的信信号强度度，因而而能动态态地改变变波束使使天线的的传输功功率集中中。应用用空间处处理技术术（ ）可以以增强信信号能力力，使多多个用户户共同使使用一个个信道。自自适应天天线阵结结构框图图如图所示。 是相相邻的抽抽头之间间的延迟迟，是是天线线第个个抽头因因子。每每个天线线后接一一个延时时抽头加加权网，可可自适应应的调整整加权系系数。这这样一来来同时具具有时域域和空域域处理能能力。 自适应天天线阵是是一个由由天线阵阵和实时时自适应应信号接接收处理理器所组组成的一一个闭环环反馈控控制系统统，它用用反馈控控制方法法自动调调准天线线阵的方方向图，使使它在干干扰方向向形成零零陷，将将干扰信信
22、号抵消消，而且且可以使使有用信信号得到到加强，从从而达到到抗干扰扰的目的的。 由自适应应天线阵阵接收到到的信号号被加权权和合并并，取得得最佳的的信噪比比系数。采采用个个阵元自自适应天天线，理理论上，自自适应天天线阵的的价值是是能产生生（ ）倍倍天线放放大，可可带来的改改善，消消除扇形形失真的的影响，并并且它的的（）倍倍分集增增益相关关性是足足够低的的。对相相同的通通信质量量要求，移移动台的的发射功功率可减减小。这不不但表明明可以延延长移动动台电池池寿命或或可采用用体积更更小的电电池，也也意味着着基站可可以和信信号微弱弱的用户户建立正正常的通通信链路路。对基基站发射射而言，总总功率被被分配到到个
23、阵阵元，又又由于采采用? 可可以使所所需总功功率下降降，因此此，每个个阵元通通道的发发射功率率大大降降低，进进而可使使用低功功率器件件。 采用自适适应抽头头时延线线天线阵阵对信号号接收、均均衡和测测试很有有帮助。对对每一接接收天线线加上若若干抽头头延时线线，然后后送入智智能处理理器，则则可以对对多径信信号进行行最佳接接收，减减少多径径干扰的的影响，从从而使基基站的接接收信号号的信噪噪比得到到很大程程度的提提高，降降低了系系统的误误码率。 通常采用用 天天线阵元元结构，相相邻阵元元间距一一般取为为接收信信号中心心频率波波长的 。阵阵元间距距过大，降降低接收收信号相相关度；阵元间间距过小小，将在在
24、方向图图引起不不必要的的波瓣，因因此阵元元半波长长间距通通常是优优选的。天天线阵元元配置方方式包含含直线的的型，环环型和平平面的型型，自适适应天线线是智能能天线的的主要的的型式 。自适适应天线线完成用用户信号号接收和和发送可可认为是是全向天天线。它它采用数数字信号号处理技技术识别别用户信信号的 ，或或者是主主波束方方向。根根据不同同空间用用户信号号传播方方向，提提供不同同空间通通道，有有效克服服对系统统干扰。自自适应天天线主要要用于数数字通信信系统。 自适应列列阵智能能天线(a)和和束转换换智能天天线的比比较(bb)3.4 技术优优点智能天线线潜在的的性能效效益表现现在多方方面，例例如，抗抗多
25、径衰衰落、减减小时延延扩展、支支持高数数据速率率、抑制制干扰、减减少远近近效应、减减小中断断概率、改改善? 性性能、增增加系统统容量、提提高频谱谱效率、支支持灵活活有效的的越区切切换、扩扩大小区区覆盖范范围、灵灵活的小小区管理理、延长长移动台台电池寿寿命、以以及维护护和运营营成本较较低，等等等。 改善善系统性性能采用智能能天线技技术可提提高第三三代移动动通信系系统的容容量及服服务质量量，系统统就采用用自适应应天线阵阵列技术术，增加加系统容容量。我我国系统是是应用智智能天线线技术的的典型范范例。系统统采用方方式，使使上下射射频信道道完全对对称，可可同时解解决诸如如天线上上下行波波束赋形形、抗多多
26、径干扰扰和抗多多址干扰扰等问题题。该系系统具有有精确定定位功能能，可实实现接力力切换，减减少信道道资源浪浪费； 欧洲在基站中中进行智智能天线线实验时时，采用用和评估估了多种种自适应应算法，并并验证了了智能天天线的功功能。日日本在系系统中的的测试表表明，采采用智能能天线可可减少基基站数量量。由于于等系统统的通信信距离有有限，需需要建立立很多基基站，若若采用智智能天线线技术，则则可降低低成本； 无线本地地环路系系统的基基站对收收到的上上行信号号进行处处理，获获得该信信号的空空间特征征矢量，进进行上行行波束赋赋形，达达到最佳佳接收效效果。天天线波束束赋形等等效于提提高天线线增益，改改善了接接收灵敏敏
27、度和基基站发射射功率，扩扩大了通通信距离离，并在在一定程程度上减减少了多多径传播播的影响响； 系统采采用智能能天线技技术，与与通常的的三扇区区基站相相比，值值平均提提高约，大大大改善善了基站站覆盖效效果；频频率复用用系数由由改善善为，增增加了系系统容量量。在网网络优化化时，采采用智能能天线技技术可降降低无线线掉话率率和切换换失败率率 系统采采用智能能天线技技术?可可提高指指标。据据研究，用用个 天线代代替传统统的?天天线，可可提高，提提高了服服务质量量。在满满足系统统比最小小的前提提下，提提高频率率复用系系数，增增加了系系统容量量； 系统系系统采用用智能天天线技术术，可进进行话务务均衡，将将高
28、话务务扇区的的部分话话务量转转移到容容量资源源未充分分利用的的扇区；通过智智能天线线灵活的的辐射模模式和定定向性，可可进行软软硬切切换控制制；智能能天线的的空间域域滤波可可改善远远近效应应，简化化功率控控制，降降低系统统成本，也也可减少少多址干干扰，提提高系统统性能。 提高高频谱利利用效率率 容量和频频谱利用用率的问问题是发发展移动动通信根根本性的的问题。智智能天线线通过空空分多址址，将基基站天线线的收发发限定在在一定的的方向角角范围内内，其实实质是分分配移动动通信系系统工作作的空间间区域，使使空间资资源之间间的交叠叠最小，干干扰最小小，合理理利用无无线资源源。 对于给定定的频谱谱带宽，系系统
29、容量量愈大，频频谱利用用率愈高高。因此此，增加加系统容容量与提提高频谱谱效率一一致。为为了满足足移动通通信业务务的巨大大需求，应应尽量扩扩大现有有基站容容量和覆覆盖范围围。要尽尽量减少少新建网网络所需需的基站站数量，必必须通过过各种方方式提高高频谱利利用效率率。方法法之一是是采用智智能天线线技术，用用自适应应天线代代替普通通天线。由由于天线线波束变变窄，提提高了天天线增益益及指标标，减少少了移动动通信系系统的同同频干扰扰，降低低了频率率复用系系数，提提高了频频谱利用用效率。使使用智能能天线后后，无须须增加新新的基站站就可改改善系统统覆盖质质量，扩扩大系统统容量，增增强现有有移动通通信网络络基础
30、设设施的性性能。技术缺点点1.对靠靠近期望望信号的的多进衰衰落没有有采取有有效措施施，对多多径信号号的角度度分布较较自适应应天线更更为敏感感，不能能区分扇扇区内有有用和无无用信号号2.不能能对多径径分量进进行相干干分集联联合3.当用用户沿波波速主瓣瓣的轨迹迹移动时时，接收收信号功功率起伏伏很大第四章 自适适应算法法及实现现4.1引引言智能天线线由于其其良好的的抗多用用户干扰扰和多径径干扰性性能成为为近年来来人们关关注的热热点11，2。尤其其是对于于主要采采用CDDMA技技术的33G移动动通信系系统，由由于多用用户干扰扰是限制制系统性性能的主主要因素素，智能能天线良良好的抗抗多用户户干扰性性能使
31、其其成为33G移动动通信系系统关键键技术之之一。对对于CDDMA系系统，人人们一直直都在寻寻找高效效精确的的控制算算法，已已提出了了不少方方案336，主要要可以分分为盲控控制算法法和非盲盲控制算算法两类类。前者者不需要要系统提提供参考考信号，如提出的LS-DRMTA(Least Squares De-spread Re-spread Multitarget Array)和LS-DRMTACMA(Least Squares De-spread Re-spread Multitarget Constant Modulus Algorithm)算法；后者需要系统提供参考信号，通常可采用系统的导频信号
32、或训练序列作为智能天线的参考信号，如LMS算法、RLS算法和文献6介绍的PSALS-SDRMTA(Pilot symbol-assisted least square error de-scramble de-spread re-spread multitarget array)算法。由于非盲算法简单可靠，因此人们总是想办法利用信号帧结构特点，在导频信号或训练序列期间采用非盲的自适应算法6，7。在TD-SCDMA系统中以10 ms为一个帧，每个帧又分为2个5 ms的子帧，每个子帧分为7个时隙，每个时隙都含有144 chip的训练序列（midamble）8。不同用户的训练序列是不同的，可以作为自
33、适应智能天线的参考信号。出于传输效率的考虑，移动通信系统中的训练序列或导频信号都不会太长（对于TD-SCDMA只有144个码片）。对于采用迭代方式的自适应算法（如LMS、RLS等），短的训练序列会限制迭代步数。如何在比较短的训练序列期间实现比较好的收敛是实现TD-SCDMA系统中非盲智能天线算法必须考虑的问题。针对这一问题，本文提出了重复迭代自适应智能天线算法，即把训练序列期间接收到的阵列输入信号和对应的参考信号（已知的训练序列）周期扩展成长的序列，使迭代步数加大，从而可以实现比较好的收敛。为了平衡计算速度、存储空间和收敛速度的矛盾，本文还给出了滑动窗口重复迭代自适应算法。以LMS算法为例的仿
34、真结果表明本文给出的方法可以在比较短的训练序列情况下达到比较好的收敛。 4.2重重复迭代代自适应应智能天天线算法法在自适应应智能天天线中，自自适应算算法是其其基本的的控制算算法。对对于LMMS或RRLS自自适应阵阵，采用用最小均均方误差差（MMMSE）准准则，使使阵列输输出与参参考信号号的误差差功率最最小。设设x(jj)为阵阵列输入入矢量，rr(j)为期望望的阵列列输出信信号（参参考信号号），最最佳权系系数的解解为 式中中R是阵阵列输入入矢量的的相关矩矩阵，PP是阵列列输入矢矢量与参参考信号号的互相相关矢量量。在TDD-SCCDMAA系统中中，由于于每时隙隙的训练练序列只只有1444个码码片（
35、cchipp），因因此我们们只有有有限长的的参考信信号进行行自适应应控制，这这时我们们采用的的自适用用控制准准则实际际上只能能是使有有限数据据长度xx(j)和r(j）下下的平均均误差功功率最小小，即只只能得到到次最优优解。这这时，式式（1）中中相关矩矩阵R和和互相关关矢量pp只能用用有限长长度的阵阵列输入入矢量和和参考信信号来NN是数据据长度。如如果在TTD-SSCDMMA系统统中利用用训练序序列（mmidaamblle）进进行MMMSE准准则的自自适应控控制，则则N可取取1444。直接采采用式（11）计算算阵列权权系数涉涉及矩阵阵求逆运运算，计计算量和和占用存存储空间间大，通通常采用用迭代算
36、算法（如如LMSS、RLLS算法法）。受受有限参参考信号号长度的的限制，迭迭代步数数不能太太多（对对于TDD-SCCDMAA，只有有1444个码片片的训练练序列），即即使是次次最优解解，LMMS、RRLS算算法也无无法达到到。为了了解决这这一问题题，我们们提出了了数据重重用的重重复迭代代自适应应算法，包包括整段段训练序序列的重重复迭代代算法和和滑动窗窗口重复复迭代算算法。整段段训练序序列的重重复迭代代算法把把训练序序列和阵阵列输入入序列周周期扩展展为长的的序列，使使迭代步步数加大大，便于于逼近次次最佳权权值。代代价是需需要更多多的存储储空间储储存N个个阵列输输入矢量量和参考考信号，以以及计算算
37、时间相相应加大大。但采采用重复复迭代自自适应算算法后可可使收敛敛程度改改善，更更好地逼逼近次最最优解。把整段训列序列期间的数据重复使用需要的存储空间较大，同时不利于跟踪快速变化的信道，也需要较快的运算速度以便在短的时间内完成整段数据的多次迭代。为了平衡收敛性能和存储空间、运算速度及跟踪性能的矛盾，我们提出滑动窗口重复迭代算法,即每次从阵列输入和训练序列截取长度为L的一段数据重复迭代K次，当有M个新数据加入时，把最旧的M个数据丢掉，从新在新的长度为L的一个窗口上进行重复迭代。随着新数据的不断加入，重复迭代窗口也不断向前滑动，如图1所示。由于多了窗口长度L、每窗口重复次数K、窗口滑动间隔M等参数的
38、控制，可以比较方便地平衡收敛程度、跟踪速度、存储空间及运算速度的矛盾。如果取L=N、M=0，则变为整段训练序列的重复迭代算法。 4.3仿仿真结果果为了验证证提出的的算法，我我们对LLMS自自适应阵阵列进行行了仿真真。仿真真采用间间距为半半波长88元直线线阵列，用用户数为为8个，设设采用了了理想的的功率控控制，各各用户到到达阵列列的信号号幅度都都为1，各各用户的的波达方方向分别别为600、1100、200、1150、1775、990、115、1130。作为为仿真，各各用户的的训练序序列数据据随机产产生，长长度1444点，学学习率为为0.0005，设设第1个个用户为为期望用用户。图图2和图图3分别
39、别为全训训练序列列（1444 cchipp）循环环1次和和20次次后形成成的方向向性图。由由图2和和图3可可见，方方向性图图最大方方向都对对准了期期望用户户的来波波方向（660），干干扰方向向都可以以形成下下陷，但但循环多多次的方方向性图图在干扰扰方向下下陷得更更深，表表明在短短数据长长度时，对对数据重重复循环环使用可可提高收收敛程度度。为了了比较，图图4给出出传统LLMS算算法的方方向性图图，采用用2 8880个个数据进进行随机机梯度LLMS算算法，对对比表明明循环多多次的方方向性图图逼近最最优结果果。图55给出了了重复迭迭代200次的LLMS算算法的收收敛曲线线。由图图5可看看到，重重复1
40、次次（迭代代1444步）的的误差还还比较大大，即使使重复33次（迭迭代4332步）还还没有完完全收敛敛，因此此还没有有收敛到到次最优优权系数数。多次次重复迭迭代后，收收敛曲线线趋于稳稳定，表表明采用用重复迭迭代算法法可以在在短数据据长度达达到次最最优结果果。图66给出了了采用滑滑动窗口口重复迭迭代LMMS算法法的仿真真结果。天天线阵列列和信号号情况与与前面一一样，训训练序列列长度为为TD-SCDDMA时时隙结构构的1444 cchipp，学习习率取00.0005。滑滑动参数数为L=50，KK=200，M=5。图图中可见见，方向向性图最最大方向向都对准准了期望望用户的的来波方方向（660），干干
41、扰方向向都可以以形成下下陷。和和图2只只迭代一一次的方方向性图图相比，干干扰方向向下陷得得更深，逼逼近图44给出的的长数据据迭代结结果，表表明在短短数据长长度，采采用滑动动窗口重重复迭代代使用可可提高收收敛程度度，逼近近次最佳佳结果。对于于滑动窗窗口重复复迭代算算法，窗窗口长度度L与跟跟踪特性性有关。由由于在窗窗口长度度L内多多次迭代代，旧数数据的影影响减弱弱，其逼逼近的结结果与数数据长度度为L的的次最佳佳结果相相近，这这样有利利于跟踪踪快速变变化的信信道。在在时不变变信道情情况下，窗窗口长度度L越大大，越接接近次最最优结果果，所需需的存储储空间越越大。对对于时变变信道，LL越小，重重复次数数
42、K越多多，滑动动距离MM越大，越越容易跟跟踪信道道的变化化，所需需的存储储空间越越小。重复复次数影影响计算算量和收收敛程度度，重复复次数越越多，收收敛越好好，计算算量越大大。通过过控制重重复次数数可以根根据实际际情况平平衡计算算速度与与收敛特特性。重复复迭代自自适应算算法通过过对短数数据重复复迭代来来提高收收敛程度度，代价价是增加加了计算算量和存存储空间间。但由由于不涉涉及矩阵阵相乘和和矩阵求求逆等运运算，计计算量还还是少于于直接用用式（11）的矩矩阵求逆逆方法来来计算。特特别是通通过控制制参数LL、K和和M，可可以平衡衡计算量量、跟踪踪速度和和收敛程程度，更更好地适适应通信信系统具具体的情情
43、况。4.4结结束语利用TDD-SCCDMAA信道结结构中的的训练序序列进行行非盲自自适应控控制可以以降4天线的的控制算算法的复复杂度，然然而出于于通信效效率的考考虑，TTD-SSCDMMA上行行信道的的训练序序列只有有1444个码片片，传统统的迭代代算法迭迭代步数数受到限限制，无无法达到到最佳的的结果。本本文提出出的重复复迭代算算法通过过把TDD-SCCDMAA信道中中训练序序列及其其对应阵阵列输入入数据重重复使用用加大迭迭代步数数，可以以在短的的数据长长度下逼逼近最佳佳结果。以以LMSS算法为为例的仿仿真结果果表明该该方法是是可行的的，可以以有效改改善TDD-SCCDMAA系统智智能天线线的
44、性能能。通过过控制窗窗口长度度、重复复次数和和窗口滑滑动间隔隔，本文文提出的的方法容容易在计计算量、存存储空间间及智能能天线性性能之间间取得平平衡，以以适应系系统实际际情况。总结与展展望总结 本论论文的研研究对象象是移动动通信中中的智能能天线，具具体是以以恒模直直线、元元阵为内内容。首首先介绍绍了该研研究在移移动通信信、智能能天线方方面的一一些基本本的背景景知识，以以及国内内外的研研究的基基本概况况；接着着介绍了了自适应应天线和和波束形形成的基基本理论论，它是是智能天天线得以以实现空空分多址址的基础础； llms算算法中的的全序列列重复迭迭代和滑滑动窗扣扣迭代进进行了介介绍，对对LMSS算法中
45、中全训练练序列重重复迭代代和滑动动窗口重重复迭代代算法进进行了仿仿真，结结果表明明，在有有限训练练序列时时本算法法比传统统LMSS算法更更好地逼逼近最佳佳解。结论本论文的的研究对对象是移移动通信信中的智智能天线线，具体体是以恒恒模直线线、元阵阵为内容容。首先先介绍了了该研究究在移动动通信、智智能天线线方面的的一些基基本的背背景知识识，以及及国内外外的研究究的基本本概况；接着介介绍了自自适应天天线和波波束形成成的基本本理论，它它是智能能天线得得以实现现空分多多址的基基础； lmss算法中中的全序序列重复复迭代和和滑动窗窗扣迭代代进行了了介绍，对LMS算法中全训练序列重复迭代和滑动窗口重复迭代算法进行了仿真，结果表明，在有限训练序列时本算法比传统LMS算法更好地逼近最佳解。展望 智能天天线技术术真正大大范围的的应用还还有很多多问题要要解决。在在以下几几个方面面可以做做继续研研究。（1）对对天线列列阵的敏敏感性研研究，及及是对列列阵物理理安装误误差引起起的阵列列流形的的b变化化对系统统性能的的影响研研究。（2)对对自适应应的进一一步的改改善，以以提高运运算效率率。（33)对信信道模型型做改善善，研究究智能天天线在各各种信道道下的性性能。（44）智能能天线体体积较大大，怎样样与环境境相适应应。随着TDD-