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智能天线在TD-SCDMA中的研究与应用

作　者: 龚小兰
导　师: 陈秀真；李卫
学　校: 上海交通大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 智能天线 TD-SCDMA 自适应算法免疫算法
分类号: TN821.91
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

智能天线技术是一种天线和传播环境与用户和基台的最佳空间匹配通信,是第三代移动通信系统中不可缺的关键技术之一,我国目前大力发展的TD-SCDMA系统是应用智能天线技术的典型范例.本论文对智能天线原理及其具体实现中的若干问题进行了阐明,包括智能天线的组成结构.数学模型.校准.DOA计算.下行波束赋形.EIRP计算和自适应算法等.同时,对智能天线中的阵列综合技术进行了重点研究,特别对采用免疫算法这一新兴仿生算法进行阵列天线综合进行了分析和研究,实现了其对副瓣电平的有效控制及在指定角度生成指定零深的零陷.本论文又提出了一种基于高斯变异与自适应克隆规模控制相结合的免疫算法.该算法采用分散式和独立式的搜索方式,较好地避免陷入局部收敛;同时引入了自适应的变异算子与克隆算子在提高种群多样性的同时尽量避免了全局搜索空间的无限扩大,从而提高了算法的效率和收敛速度.将提出的基于高斯变异与自适应克隆规模控制相结合的免疫算法应用于阵列天线的综合技术,得到了较好的验证.最后,针对智能天线在TD-SCDMA中的实际应用进行了详细的探讨,重点研究了智能天线对TD-SCDMA系统的性能改善作用,其中包括扩充系统容量.抗衰落.抗干扰.自适应的波束形成及零点生成,等等.对在工程中遇到的智能天线的校准.波束赋形的速度问题.共享下行信道及不连续发射等若干问题进行了分析和总结,并提出了相应的解决方法.

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-11
第一章引言  11-14
  1.1 选题背景  11
  1.2 智能天线的发展状况  11
  1.3 TD-SCDMA 系统的基本特点和关键技术  11-12
    1.3.1 TD-SCDMA 系统的基本特点  12
    1.3.2 TD-SCDMA 系统的关键技术  12
  1.4 本论文的主要工作及组织结构  12-14
第二章智能天线概述  14-36
  2.1 智能天线的基本原理  14-21
    2.1.1 组成结构  14-15
    2.1.2 数学模型  15-16
    2.1.3 阵列类型  16-18
    2.1.4 方向图和方向向量  18-21
  2.2 智能天线的实现  21-30
    2.2.1 智能天线的校准  21-23
    2.2.2 智能天线的DOA 计算  23-24
    2.2.3 智能天线的下行波束赋形  24-26
    2.2.4 智能天线的EIRP 计算方法  26-30
  2.3 智能天线的分类  30
    2.3.1 自适应调零智能天线  30
    2.3.2 等旁瓣针状波束智能天线  30
    2.3.3 数字波束形成智能天线  30
  2.4 智能天线的自适应算法  30-36
    2.4.1 非盲算法  31
    2.4.2 盲算法  31
    2.4.3 自适应算法理论分析  31-36
第三章智能天线中阵列综合技术的研究  36-55
  3.1 智能天线中的阵列综合技术概述  36
  3.2 阵列天线基础  36-38
    3.2.1 阵列天线辐射特性  36
    3.2.2 阵列天线方向图  36-38
  3.3 阵列天线的方向图综合方法  38-43
    3.3.1 Chebyshev 综合及其仿真实例  38-41
    3.3.2 Taylor 综合及其仿真实例  41-43
  3.4 免疫算法  43-46
    3.4.1 克隆选择原理  43-44
    3.4.2 免疫算法的实现  44-46
  3.5 低副瓣阵列天线方向图综合和阵列天线方向图零点生成  46-49
    3.5.1 低副瓣直线阵免疫综合  47-48
    3.5.2 零点生成  48-49
  3.6 基于高斯变异与自适应克隆控制免疫算法  49-55
    3.6.1 基于高斯变异与自适应克隆控制免疫算法对免疫算法的改进  49-51
    3.6.2 阵列天线综合的免疫算法实现  51-55
第四章智能天线在TD-SCDMA 系统中的应用  55-62
  4.1 智能天线的应用功能和位置  55
  4.2 智能天线对链路的性能改善  55-58
  4.3 智能天线对系统容量的贡献  58-60
  4.4 引入智能天线后的优点  60-62
第五章智能天线在TD-SCDMA 应用中遇到的问题及其解决方法  62-67
  5.1 上下行信道的共享问题及其解决方法  62
  5.2 智能天线的校准问题及其解决方法  62-65
    5.2.1 智能天线校准存在的问题  63
    5.2.2 注入参考信号校正方法  63
    5.2.3 无线馈入信号校正方法  63-64
    5.2.4 盲校正方法  64-65
  5.3 智能天线应用于TD-SCDMA 在工程中遇到的问题及其解决方法  65-66
    5.3.1 智能天线应用于TD-SCDMA 在工程中遇到的问题  65
    5.3.2 解决方法  65-66
  5.5 未来发展方向  66-67
第六章结论  67-68
  6.1 工作总结  67
  6.2 未来工作展望  67-68
参考文献  68-69
缩写术语  69-70
致谢  70-71
攻读硕士期间发表的学术论文  71

智能天线在TD-SCDMA中的研究与应用

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