贝叶斯波束形成算法研究+文献综述(3)
英国的SCARP项目中的系统采用了八面锥形体上的八个天线阵元来提供半球覆盖，该项目采用NLMS算法，研究系统在衰落信道中的性能。结果表明，该系统能够跟踪时变环境中的信号而不降低信号质量，且最优合并比分集合并性能提高了50dB。
日本的ATR光电通信研究所研制了基于波束空间处理方式的多波束智能天线。并且提出了基于智能天线的软件天线的概念:根据用户所处环境的不同，利用软件方法实现算法分集，利用FPGA实现实时天线配置，完成智能处理。
美国的ArrayComm公司将智能天线技术应用于无线本地环路（WLL)系统，利用可变阵元配置，有12元和4元环型自适应阵列可供不同环境选用，在日本进行的现场实验表明在PHS基站采用该技术可以使系统容量提高四倍。
2 自适应天线阵列基础
2.1自适应天线阵列的组成
自适应天线的原理框图如图2.1所示，主要由天线阵、波束形成网络、波束形成算法三部分构成，它是一个闭环反馈控制系统。
图1 自适应天线原理图
波束形成器(包括波束形成网络与波束形成算法两部分)通过反馈环路自动调整天线阵的方向图，在期望方向上形成高增益的窄波束并实现动态跟踪。接收信号时，对窄带波束以外方向上的干扰信号进行抑制，发射信号时，使得期望用户接收的信号功率最大，而使窄带波束照射范围以外的干扰用户受到的干扰最小。对于多个期望用户的动态跟踪，波束形成器是通过自适应地调整多组权值从而产生多个窄波束来实现的。
天线阵:天线阵元的排列方式由线阵、面阵到体面阵，由等间距阵、圆型阵到随机排列阵等。不同阵型的天线阵的方向增益和对信号的阵列响应不同。天线阵的研究主要在于提高其结构的实用性和机动性，它与硬件技术的发展紧密相关，而自适应天线的研究主要体现在信号处理及其算法的实现上。
波束形成网络:波束形成网络通过其权值的调整来形成系统需要的波束。波束形成网络主要有两种:一种是利用射频或中频相移网络得到的期望的方向图，这种方法要得到连续的相移难度较大。另一种是通过基带数字处理来形成波束，这种方法在当前数字处理技术和线性器件高速发展的条件下，能够得到期望的方向特性。
波束形成算法:波束形成网络权值的选择，对多波束天线自适应干扰调零起着决定性的作用，波束形成算法是其中的关键。波束形成算法的选择决定了在环境变化时，波束自适应控制能力和反映速度，以及实现算法所需硬件的复杂性。
2.2自适应天线阵列统计模型
信号通过无线信道的传输情况是极其复杂的，其严格数学模型的建立需要有环境的完整描述，但这种做法往往很复杂。为了得到一个比较有用的参数化模型，必须简化有关波形传输的假设，以下假设条件对本论文涉及的所有算法都具有约束力。
关于接收天线阵的假设接收阵列由位于空间已知坐标处的无源阵元按一定的形式排列而成。假设阵元的接收特性仅与其位置有关而与其尺寸无关(认为其是一个点)，阵元都是全向、等增益的，且相互间的互耦忽略不计。阵元接收信号时将产生噪声，假设为加性高斯白噪声，且各阵元上的噪声相互统计独立，与信号也是统计独立的。
关于空间源信号的假设：假设空间源信号的传播介质是均匀且各向同性的，这时空间源信号在介质中将按直线传播，同时我们假设阵列处在空间源信号辐射的远场中，所以空间源信号到达阵列时可以看待为一束平行的平面波。空间源信号到达阵列各阵元在时间上的不同时延，可由阵列的几何结构和空间波的来向所决定。至于空间波的来向在空间中常用仰角 和方位角 来表征。所谓来波的仰角 是指来波的波前与地平面的夹角，而来波的方位角 是指来波的波前与地磁的正北方向间的夹角，显然空间源信号的仰角 和方位角 的取值范围为: