1. 研究目的与意义
我国幅员辽阔、人口众多,未来的移动通信在中国将拥有世界上最大的市场,而第三代智能移动通信技术和系统以其大容量、个人化、综合化、智能化、网络化将成为未来世界移动通信业所追求的目标[1]。在90年代中,伴随IMT-2000标准化工作的进行,我国邮电部电信科学技术研究院已于1998年6月向国际电信联盟(ITU-T)提交了我国的IMT-2000方案,此方案的核心技术之一就是智能天线技术[2]。
美国、日本和欧洲的一些国家非常重视3G移动通信中智能天线的作用,已经开展了大量的理论分析和研究。我国也早已将研究智能天线技术列入国家863-317通信技术主题研究中的个人通信技术分项。许多专家及大学都进行一系列相关的研究。在连续获得ITU和3GPP通过的我国自主研发的TD-SCDMA技术体制中,就广泛采用了智能天线和软件无线电技术[3]。欧洲进行了基于DECT基站的智能天线技术的初步研究,于1995年初开始现场试验。现场测试,表明圆环和平面天线适于室内通信环境使用,而像市区环境则采用简单的直线阵更适合。在此基础又继续进行最优波束形成算法、系统性能评估、多用广检测与自适应天线结构、时空信道特性估计微蜂窝优化与现场试验等研究。日本某研究所制作了基于波束空间处理方式的波束转换智能天线,提出了基于智能天线的软件无线概念,即用户所处环境不同,影响智能天线系统性能的主要因素亦不同,可通过软件采用相应的算法实现美国的Metawave公司对用于FDMA、CDMA、TDMA系统的智能天线进行了大量研究开发。ArvayComm公司也研制了用于无线本地环路的智能天线系统。美国德州大学建立了智能天线试验环境。
智能天线采用空分复用(SDMA),利用在信号传播方向上的差别,将同频率、同时隙的信号区分开来。它可以成倍地扩展通信容量,并和其他复用技术相结合,最大限度地利用有限的频谱资源[5]。在移动通信中,智能天线是天线阵在感知和判断自身所处电磁环境的基础上,依据一定的准则,自动地形成多个高增益的动态窄波束,以跟踪移动用户,同时抑制波束以外的各种干扰和噪声,从而处于最佳工作状态。智能天线技术给移动通信系统带来的优势是目前任何技术无法替代的[9]。本次课题着重研究智能天线的不同算法对信号的不同影响。通过比较多种智能天线算法对波束的控制能力,得出各种算法的性能评价,匹配各种算法的适应环境和场合。
2. 研究内容与预期目标
研究内容:
1.了解智能天线的背景、应用领域、典型算法、技术特点;
3. 研究方法与步骤
研究方法:本课题通过使用MATLAB编写智能天线不同算法的程序,改变不同算法下的关键参数,得到不同的仿真结果,并对得出的结果进行分析,综合比较这几种算法的性能特性,得出智能天线不同算法的特性和优缺点。
研究步骤:
1.查阅相关资料,了解智能天线的背景、典型算法;
4. 参考文献
[1]张爱丽,李志勇,张志军.智能天线技术在TD-SCDMA系统中的应用[J].电子学报,2007,35(2):35-38
[2]李小强 ,胡建栋.未来移动通信系统中的智能天线技术[J].电信快报,1999,10(7):9-12
[3]吴宏瑞,惠晓威,姜仑.移动通信中智能天线技术的研究[J].移动通信,2009,42(5):20-24
5. 工作计划
(1)2017年01月15日~2022年02月14日课题调研,了解相关技术和要求。
(2)2022年02月15日~2022年03月05日查阅资料,撰写并提交开题报告。
(3)2022年03月06日~2022年03月31日熟悉matlab环境,研究一般天线的特性。
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