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1、word摘要 随着移动通信技术的开展，与日俱增的移动用户数量和日趋丰富的移动增值服务，使无线通信的业务量迅速增加，无限电波有限的带宽远远满足不了通信业务需求的增长。另一方面，由于移动通信系统中的同频干扰和多址干扰的影响严重，更影响了无线电波带宽的利用率。并且无线环境的多变性和复杂性，使信号在无线传输过程中产生多径衰落和损耗。这些因素严重地限制了移动通信系统的容量和性能。因此为了适应通信技术的开展，迫切需要新技术的出现来解决这些问题。这样智能天线技术就应运而生。智能天线是近年来移动通信领域中的研究热点之一，应用智能天线技术可以很好地解决频率资源匮乏问题，可以有效地提高移动通信系统容量和服务质量。
2、开展智能天线技术以与其中的一些关键技术研究对于智能天线在移动通信中的应用有着重要的理论和实际意义。 论文的研究工作是在MATLAB软件平台上实现的。首先介绍了智能天线技术的背景；其次介绍了智能天线的原理和相关概念，并对智能天线实现中的假如干问题，包括:实现方式、性能度量准如此、智能自适应算法等进展了分析和总结。着重探讨了基于MATLAB的智能天线的波达方向以与波束形成，阐述了music和capon两种求来波方向估计的方法，并对这两种算法进展了计算机仿真和算法性能分析; 关键字:智能天线 ；移动通信；自适应算法；来波方向； MUSIC算法AbstractWith development of m
3、obile munication technology，mobile users and munication，increment service are increasing，this make wireless services increase so that bandwidth of wireless wave is unfit for development of munication，On the other hand，much serious Co-Channel Interruption and the Multiple Address interruption effect
4、utilize rate of wireless waves bandwidth，so the transported signals are declined and wear down，All this has strong bad effect on the capacity and performance of question and be fit for the development of munication，so smart antenna arise Smart Antenna，which is considered to be a solution to the prob
5、lem of lacking frequency, bees a hotspot in the Mobile munication areaWith this technology, Capacity of Mobile munication system can be increased effectively and the quality of service can be improved at the same time. To study Smart Antenna and its key technologies is important both in theory and i
6、n practice。All of the research work of this paper is based on the MATLAB software environmentFirst，in this paper，we make an introduction on the appearance background of the Smart Antenna technology and its relative theory and conceptIn addition, some problems about its realization such as modes of i
7、ts realization, rules of its performance, adaptive algorithms are analyzed. Focused on the smart antenna based on MATLAB the DOA and beam forming，and capon on the music for two to wave the direction of the estimated method. In order to decrease calculating-time and plexity of the algorithm, a rule o
8、f maximum received signal is presented; Next several problems about realization of the algorithm are discussed。Key Words: Smart Antenna；Mobile munication；Adaptive algorithm Direction Of Arrival；Cyclic-MUSIC arithmetic目 录第一章 绪论61.1 课题背景61.2 主要概念71.3 国内外研究现状81.3.1 国外研究现状81.3.2 国内研究现状101.4 本文研究的意义101.5
9、 本论文研究的主要内容与章节安排11第二章 智能天线112.1 概述112.2 移动通信环境与智能天线的信号模型122.2.1 移动通信环境122.2.2 移动通信中的空间信道模型132.3 智能天线的根本原理与结构142.3.1 智能天线的根本原理142.3.2 智能天线系统的根本结构162.4 智能天线的主要功能与应用18第三章 基于MATLAB的波达方向研究以与波束形成193.1 MATLAB概述193.1.1 MATLAB语言简介193.1.2 MATLAB语言特点203.2 天线阵的波达方向估计的MATLAB仿真223.2.1 原理22波达方向估计的方法233.3 天线阵波束形成的M
10、ATLAB仿真27第四章 总结30参考文献32致 谢33第一章 绪论1.1 课题背景移动通信作为未来个人通信的主要手段，在全球通信业务中占据越来越重要的地位。随着移动通信用户数的迅速增长以与人们对通话质量要求的不断提高，要求移动通信网在大容量下仍保持较高的服务质量。而与此要求相对，目前移动通信中主要存在两大问题：第一，随着移动用户的增多，频谱资源日益匾乏；第二，由于信道传输条件较恶劣，所需信号在到达天线接收端前会经历衰减、衰落和时延扩展，另外还有来自其他用户的干扰，极大地限制了系统通信质量的提高。这两大问题是移动通信技术开展的主要矛盾，也是推动移动通信技术开展的原动力。必须采取有效方法对系统进
11、展扩容并提高服务质量。为了解决系统容量问题，第二代数字蜂窝系统中主要采用时分多址(TDMA)和码分多址(CDMA)两种多址方式;为了提高系统通信质量，在第二代系统中广泛采用了调制、信道编码、均衡(TDMA系统)、RAKE接收(CDMA系统)等时、频域信号处理技术以与分集天线、扇形天线等简单空间处理技术。这些解决方法在发挥各自成效的同时，有着共同的不足，即无法对空域资源进展有效利用。 智能天线技术正是在这样的背景下被引入到移动通信中来的。理论研究和实测数据均明确:有用信号、其延时样本和干扰信号往往具有不同的到达角(DOA)和空间信号结构，利用这种空域信息我们可以获得附加的信号处理自由度，从而能提
12、高系统容量，并且能够更有效地对抗衰落和抑制干扰。应用于无线通信系统基站的智能天线技术正是充分利用了信号的空域信息，它能有效地扩大系统的容量,大幅度提高系统的通信质量。 智能天线技术己经被公认为第三代移动通信系统的一项关键技术，并越来越受到人们的关注。在提交国际电联ITU所有的3GRTT标准中，几乎都附有一条:如果有可能，本建议将采用智能天线技术:在国际电联2000年3月份的会议上，更是提出要重视在CDMA系统中使用智能天线技术，并在2000年8月份的会议上正式讨论了在CDMA系统中使用智能天线的问题。可以预见，智能天线技术将在未来的移动通信体制中占据非常重要的地位。1.2 主要概念智能天线又称
13、为自适应天线阵列，英文名为Smart Antenna或Intelligent Antenna。智能大线技术的核心是阵列信号处理，早期应用集中于雷达和声纳信号处理领域，七十年代后期被引入到军事通信中，而应用于民用蜂窝移动通信如此是近十儿年的事情。一般而言，智能天线是专指用于移动通信中的自适应天线阵列(这里的移动通信系统主要指数字蜂窝移动通信系统)，它利用数字信号处理技术产生空间定向波束，使天线的主波束跟踪所需用户信号到达方向，旁瓣或零陷对准不希望的干扰信号到达方向，达到充分别离和有效利用用户信号并删除或抑制干扰信号的目的。在移动通信的基站中使用具有全向收发功能的智能天线，可以为每个用户提供一个窄
14、的定向波束，使信号在有限的方向区域内发送和接收，这样就可以充分利用信号发射功率，降低信号全向发射带来的电磁干扰与相互干扰。智能天线是提高无线电数据通信，包括蜂窝通信、个人通信和第三代宽带CDMA等系统容量的最优选择，它超越了任何由信道复用和各种调制技术所达到的水平。 CDMA(Code Division Multiple Access)是码分多址的英文缩写，它是在数字技术的分支扩频通信技术上开展起来的一种崭新而成熟的无线通信技术。CDMA技术的原理是基于扩频技术，即将需传送的具有一定信号带宽信息数据，用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进展调制，使原数据信号的带宽被扩展，再经载波调制并发送出
15、去。接收端使用完全一样的伪随机码，与接收的带宽信号作相关处理，把宽带信号换成原信息数据的窄带信号即解扩，以实现信息通信。 SDMA(Space Division Multiple Access)是空分多址的英文缩写，移动通信中应用智能天线技术就产生了这种新的信道增容方式。它不同于传统的频分多址(FDMA),时分多址(TDMA)或码分多址(CDMA)，这种多址方式是利用用户空间位置的不同来区分不同用户，也就是说，在一样时隙、一样频率或一样地址码的情况下，仍然可以根据信号不同的空间传播路径而区分不同的信号。空分多址可以与其他多址方式完全兼容，从而可实现组合的多址方式，例如空分码分多址(SD-CDMA)、空分时分多址(SD-TDMA)等，这样可以成倍地增长系统容量。 码间干扰(ISI Inter-Symbol Interference)是数字通信系统中除噪声干扰之外最主要的干扰，它与高斯分布的加性噪声干扰不同，是一种乘性干扰。信道的衰减和时延失真等都可能引起ISI，实际上，只要传输信道的频带是有限的就不可防止地带来一定的ISI.以一定速度传送的波形受到非理想信道的影响表现为各码元波形持续时间拖长，从而使相邻码元波形产生重叠，从而引起判决错误，当这种线性失真严重时，码间干扰显得尤为突出。 同信道干扰(CCI mon Channe
