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2005。全国微波毫米波会议论文集 频率扩展对智能天线算法性能的影响 谭萍 漆兰芬 (华中科技大学电子与信息工程系，武汉，430074) 摘要：智能天线各种自适应算法性能受应用环境的影响非常大。本文首先利用阵列协 方差矩阵特征值分布的特点从理论上分析了频率扩展对算法性能的影响。最后以 MMSE算法为例，通过模拟仿真验证了频率扩展对智能天线自适应算法性能的影响。 关键词：智能天线，自适应算法，频率扩展．矩阵特征值分布 一、引言 随着移动通信技术的发展，智能天线技术的研究引起了广泛关注，目前已经涌现 出多种自适应波束形成算法。但是移动通信环境非常复杂，存在其他用户的干扰，也 有多径传播引起的信号空闻和时延扩展，以及用户移动引起的多普勒频率扩展等【1]， 算法性能受应用环境的影响非常大。因此有必要研究不同环境因素对各种自适应算法 性能影响，从而针对不同的环境选择合适的算法‘”。文献[3，41中对干扰及时延扩展的 影响进行了讨论，本文将分析和讨论频率扩展对智能天线自适应算法性能的影响。 二、不同频率扩展对阵列空间谱矩阵特征值分布的影响 阵列协方差矩阵特征值是复杂环境中多个信道参数的函数，这些信道参数包括信 号相关性、信号到达角度、信号功率等[41。频率扩展也将影响到矩阵特征值的分布。 假设天线阵列为阵元间距为半波长的M元均匀直线阵，若有…个功率为一的单 频信号从～个确定的方向0入射，则第m个阵元上的阵列响应为： [矿(p)]。=exp{j2石[m一(^，一1)】dsin(O)f／c}，m=1,2，．．M 如果信号频率存在扩展，假设功率在频率上的分布函数为p(『)，则相应的信号空 间谱矩阵母为： 641 2005’全国微波毫米波会议论文集 假设信号的功率频谱在∽一4／，f+4厂】范围内均匀分布，则 根据上式可知，当信号入射角度岛=0。时，[剐。=as2，与频率扩展△，无关。特 征分解后，只有一个非零特征值。因此这种特殊情况下，对利用＆统计特性的算法而 占，其算法性能不受影响。而当岛≠Do时，＆特征分解后得到的特征值不仅与频率扩 展Af／fc有关，而且和信号的入射角度如有关。 以一个阵元间距为半波长的M=8元均匀直线阵为例，巩=1。和Oo=100时，不同频 率扩展Aflfc对应的一组归一化特征值xl兰x21…兰kM的变化曲线如图1和图2所示。 ， ‘i。 l。j：|f ㈣艘 矿 | J ● 锯㈣ 。l 渤