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天线与电波传播课程设计 题 目 智能天线 学生姓名 周洁 学 号 20071334041 学 院 电子与信息工程学院 专 业 通信工程 设计时间 2周 二Ｏ一Ｏ年十二月三十日 智能天线 周洁，20071334041 南京信息工程大学通信工程系，南京 210044 摘要：智能天线是3G的一项关键技术，作为当今三大主流标准之一的TD-SCDMA（Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access)是由中国自主提出使用的TDD方式的(时分双工方式)的第三代移动通信系统标准。TD-—SCDMA的核心技术之一就是智能天线技术。在TD-—SCDMA系统中使用智能天线技术，基站可以利用上行信号信息对下行信号进行波束成形，从而降低对其他移动台的干扰，同时提高接收灵敏度，增加覆盖距离和范围，改善整个通信系统的性能。 本文针对3G的需求背景，研究智能天线技术及DOA估计算法。随着移动通信用户数迅速增长和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具有较高的话音质量。经研究发现，智能天线可将无线电的信号导向具体的方向，产生空间定向波束，使天线主波束对准用户信号到达方向DOA（directions of arrinal），旁瓣或零陷对准干扰信号到达方向，达到充分高效利用移动用户信号并删除或抑制干扰信号的目的。同时，利用各个移动用户间信号空间特征的差异，通过阵列天线技术在同一信道上接收和发射多个移动用户信号而不发生相互干扰，使无线电频谱的利用和信号的传输更为有效。在不增加系统复杂度的情况下，使用智能天线可满足服务质量和网络扩容的需要。其实就是一种多天线系统，它按照某种算法来对准期望信号，使得期望信号得到最大增益，而干扰信号被压制。因此需要知道期望信号到来的方向，即DOA。MUSIC算法是经典的用来估计波达方向的算法。 关键词：智能天线，DOA，均匀线阵，波束。 参考文献： 张贤达，保铮《通信信号处理》国防工业出版社，2000 刘德树，罗景青，张剑云《空间谱估计及其应用》中国科技大学出版社，1997 李旭建，孙绪宝《修正MUSIC算法在智能天线中的应用》山东科技大学，266510 陈存柱《浅析自适应智能天线技术的应用》北京师范大学，100875 1.引言： 1.1发展历程 ９０年代以来，阵列处理技术引入移动通信领域，很快形成了一个新的研究热点－智能天线（SmartAntennas）。智能天线应用广泛，它在提高系统通信质量、缓解无线通信日益发展与频谱资源不足的矛盾、以及降低系统整体造价和改善系统管理等方面，都具有独特的优点。 最初的智能天线技术主要用于雷达、声纳、军事抗干扰通信，用来完成空间滤波和定位等。近年来，随着移动通信的发展及对移动通信电波传播、组网技术、天线理论等方面的研究逐渐深入，现代数字信号处理技术发展迅速，数字信号处理芯片处理能力不断提高，利用数字技术在基带形成天线波束成为可能，提高了天线系统的可靠性与灵活程度。智能天线技术因此用于具有复杂电波传播环境的移动通信。此外，随着移动通信用户数迅速增长和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具有较高的话音质量。经研究发现，智能天线可将无线电的信号导向具体的方向，产生空间定向波束，使天线主波束对准用户信号到达方向DOA（direction of arrinal），旁瓣或零陷对准干扰信号到达方向，达到充分高效利用移动用户信号并删除或抑制干扰信号的目的。同时，利用各个移动用户间信号空间特征的差异，通过阵列天线技术在同一信道上接收和发射多个移动用户信号而不发生相互干扰，使无线电频谱的利用和信号的传输更为有效。在不增加系统复杂度的情况下，使用智能天线可满足服务质量和网络扩容的需要。实际上它使通信资源不再局限于时间域（TDMA）频率域（FDMA）或码域（CDMA）而拓展到了空间域，属于空分多址（SDMA）体制。 1.2智能天线的基本思想 天线以多个高增益窄带波束动态地跟踪多个期望用户；接收模式下，来自窄带波束以外地信号被抑制；发射模式下，能使期望用户接收的信号功率最大，同时使窄带波束照射范围以外的非期望用户受到的干扰最小。 1.3空分多址的概念 与传统的频分多址（FDMA）、十分多址（TDMA）和码分多址不同，智能天线引入空分多址SDMA，利用用户空间位置的不同来区分不同用户；在相同时隙，相同频率或相同地址码的情况下，仍然可以根据信号不