2017應屆大學本科生畢業(yè)論文（設計）開題報告范文
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論文(設計)題目：
智能天線技術的基本原理及其MUSIC算法
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論文(設計)起止時間：
一、論文(設計)研究背景與意義
智能天線是3G的一項關鍵技術，作為當今三大主流標準之一的TD-SCDMA(Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access)是由中國自主提出使用的TDD方式的(時分雙工方式)的第三代移動通信系統標準。TD-—SCDMA的核心技術之一就是智能天線技術。在TD-—SCDMA系統中使用智能天線技術，基站可以利用上行信號信息對下行信號進行波束成形，從而降低對其他移動臺的干擾，同時提高接收靈敏度，增加覆蓋距離和范圍，改善整個通信系統的性能。
智能天線是一種多天線系統，它按照某種算法來對準期望信號，使得期望信號得到最大增益，而干擾信號被壓制。 智能天線系統的核心在于數字信號處理部分，它根據一定的準則，使天線陣產生定向波束指向移動用戶，并自動調整權系數以實現所需的空間濾波。智能天線需要解決以下兩個關鍵問題：辨識信號到達方向DOA(Directions of Arrinal)和數字波束賦形的實現。在對信號DOA估計的算法中，作為超分辨空間譜估計技術的MUSIC(Multiple Signal Classification)算法是最經典的算法之一。
本文針對3G的需求背景，研究智能天線技術及DOA估計算法。隨著移動通信用戶數迅速增長和人們對通話質量要求的不斷提高，要求移動通信網在大容量下仍具有較高的話音質量。經研究發(fā)現，智能天線可將無線電的信號導向具體的方向，產生空間定向波束，使天線主波束對準用戶信號到達方向DOA(directions of arrinal)，旁瓣或零陷對準干擾信號到達方向，達到充分高效利用移動用戶信號并刪除或抑制干擾信號的目的。同時，利用各個移動用戶間信號空間特征的差異，通過陣列天線技術在同一信道上接收和發(fā)射多個移動用戶信號而不發(fā)生相互干擾，使無線電頻譜的利用和信號的傳輸更為有效。在不增加系統復雜度的情況下，使用智能天線可滿足服務質量和網絡擴容的需要。
其實就是一種多天線系統，它按照某種算法來對準期望信號，使得期望信號得到最大增益，而干擾信號被壓制。因此需要知道期望信號到來的方向，即DOA。MUSIC算法是經典的用來估計波達方向的算法。
二、論文(設計)的主要內容
智能天線是一種安裝在基站現場的雙向天線，通過一組帶有可編程電子相位關系的固定天線單元獲取方向性，并可以同時獲取基站和移動臺之間各個鏈路的方向特性。智能天線的原理是將無線電的信號導向具體的方向，產生空間定向波束，使天線主波束對準用戶信號到達方向DOA(Direction of Arrinal)，旁瓣或零陷對準干擾信號到達方向，達到充分高效利用移動用戶信號并刪除或抑制干擾信號的目的。
波達方向(DOA,Direction of Arrival)估計是智能天線研究的一個重要方面,無論是上行多用戶信號的分離,還是下行選擇性發(fā)射,對用戶信號DOA的測定,都成為智能天線實現指向性發(fā)射的必要前提。在對信號DOA估計的算法中,作為超分辨空間譜估計技術的MUSIC(Multiple Signal Classification)算法是最經典的算法之一。本文主要介紹智能天線技術的基本原理，發(fā)展歷程，技術分類，及智能天線對系統的改進和主要用途。寫出均勻線陣的統計模型，研究MUSIC算法的基本原理，用matlab仿真實本課題的主要研究內容如下：
(1)介紹智能天線技術的發(fā)展歷程、研究現狀和技術分類;
(2)在均勻線陣的統計模型下研究智能天線技術的基本原理;
(3)重點研究MUSIC算法的基本原理，并用matlab仿真軟件實現;
(4)分析MUSIC算法的估計精度，得出全文結論。
三、論文(設計)的工作方案及進度安排
第一階段(09年9月7日-09年10月11日)查閱有關智能天線技術，MUSIC算法和matlab仿真等方面的資料，關注國內、外當前的先進技術和發(fā)展前景，積累知識。
第二階段(10月12日-11月8日)對智能天線的工作原理進行詳盡地分析，給出均勻線陣的統計模型，研究MUSIC算法的基本原理，學習用matlab實現仿真
第三階段(11月9日-11月22日)用matlab編寫程序，程序調試
第四階段(11月23日-12月20日)整理資料，結合設計經歷撰寫論文，備戰(zhàn)論文答辯。
四、參考文獻
1) 刁鳴，熊良芳，司錫才，超分辨測向天線陣性能的計算機仿真研究，電子學報，2001 NO.5
2) 何子述，黃振興，向敬成，修正MUSIC算法對相關信號源的DOA估計性能，通信學報，2000 NO.10
3) 張賢達，保錚，通信信號處理，國防工業(yè)出版社，2000
4) 劉德樹，羅景青，張劍云，空間譜估計及其應用，中國科學技術大學出版社，1997
5) 李旭健，孫緒寶，修正MUSIC算法在智能天線中的應用，山東科技大學，266510
6) 陳存柱，淺析自適應智能天線技術的應用，北京師范大學，100875
7) [美]S.M. 凱依 著，黃建國等 譯，現代譜估計原理與應用，科學出版社，1994
8)徐x遠， Matlab仿真在通信與電子工程中的應用 2005
五、指導教師意見
指導教師簽字：
年 月 日
六、答辯小組意見
組長簽字：
年 月 日
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