[01626563]基于软件无线电的智能天线技术研究

河南省科技攻关项目,项目编号：082102210109。 原理与性能指标： 智能天线通过调节各阵元信号的加权幅度和相位来改变天线方向图,从而抑制干扰,提高信噪比。天线主要由高频处理部分、中频处理部分、波束形成部分组成。自适应智能天线采用全自适应阵列自动跟踪方式,通过对每个用户上行信道的估计,在基带自适应地调整各个用户发射信号的幅度和相位,并相应地调整天线单元的加权值,形成自适应波束,自动跟踪所有用户,可以最大程度匹配当前的传播环境。 性能指标： （1）波达方向（DOA）估计对智能天线来说非常重要,由于传统的高分辨率DOA算法都是基于矩阵分解的,这种方法优点是估计准确,缺点是计算量大,实用性不强。本项目提出了减少计算量和复杂度的新算法本项目Unitary-MUSIC算法,Unitary-MUSIC算法在估计性能和MUSIC相当的情况下,运算量可减少30﹪左右,运算量减少比例随阵元数的增加而增大。 （2）自适应波束形成技术采用SVSLMS（变步长LMS）算法,在同等实验条件下对SVSLMS算法与LMS算法进行仿真,LMS算法在迭代大约 1000次时,加权矢量均值均值收敛到一个稳定值;而改进的SVSLMS算法只需迭代大约100次,均值就收敛到一个稳定值。 （3）ESPAR（电控寄生）天线是智能天线中的一种,通过电抗加载来控制方向图主瓣指向。采用带有动量衰减和不带动量衰减的HA算法,在干扰信号和来波信号功率相同的情况下,在输出端可分别得到SIR为 34dB和28dB的输出信号。在自适应波束形成技术中采用动量衰减的哈密顿算法的,能够形成更高增益的主波束,并在干扰方向形成较深的零陷。 创造性与先进性： 该项研究在国内上是首创的,成果结论也是从未见有表述的,理论居国内领先水平。该项目理论研究结果已经通过了河南省科技情报研究院信息中心检索查新证明：国内无相同研究。 应用的范围及存在的问题： 本项目的研究成果可用于基站和移动终端,也可应用于雷达、声纳、通信、地震勘探以及医学诊断等多种国民经济和军事应用。但在使用智能天线时也必须结合使用其它基带数字信号处理技术。现有的高分辨估计算法的运算量比较大,减小算法的运算量,提高小信噪比及在小快拍数情况下的估计性能,增强算法的实时性、鲁棒性将是空间谱估计技术广泛应用的重要环节。将对智能天线技术的研究与3G中的一些关键技术如多用户检测、多用户接收、功率控制等结合起来作为下一步研究的内容。研究更加高效、快速的自适应算法是智能天线技术实用化的关键,智能天线技术从标准的制定到产品设计都需要不断完善。