المجلة الدولية للعلوم والتقنية

International Science and Technology Journal

الرئيسية < البحوث والدراسات < تفاصيل بحث أو دراسة

Performance Analysis of Adaptive Beamforming Algorithm for Smart Antenna in Wireless Communications

الملخص
الهوائي الذكي هو تقنية مبتكرة تجمع بين عناصر مصفوفة الهوائي وخوارزمية معالجة الإشارة لتحقيق أقصى كفاءة طيفية وسعة في شبكات الاتصالات اللاسلكية. تعتمد هذه التقنية على مصفوفة هوائي تكيفية تُعدّل باستمرار خصائص إشعاعها (عرض حزمة الفص الرئيسي، ومستويات الفصوص الجانبية، ودالة نقطة الصفر) لتوفير حزمة ضيقة في اتجاه وصول الإشارة المطلوبة، وإنشاء نقاط صفرية في اتجاه التداخل، مما يضمن أعلى نسبة إشارة إلى تداخل وضوضاء (SINR).. يُعدّ تشكيل الحزمة التكيفي طريقة فعّالة لتحسين الانتقائية المكانية في أنظمة الهوائيات الذكية العاملة في بيئات لاسلكية مُعرّضة للتداخل. تُقدّم هذه الورقة دراسة قائمة على المحاكاة لخوارزمية المربعات الصغرى (LMS) باستخدام مصفوفة خطية منتظمة (ULA) في وجود كلٍّ من الإشارة المطلوبة وإشارات التداخل. تم تطوير نموذج محاكاة قائم على MATLAB لتحليل السلوك التكيفي لمُشكّل الحزمة في ظل سيناريوهات مختلفة. أُجري التقييم باستخدام استجابات مُعامل المصفوفة، ومتوسط مربع الخطأ (MSE)، وتطور الوزن التكيفي، وتتبع الإشارة المطلوبة. تُظهر النتائج قدرة خوارزمية LMS على تحقيق ترشيح مكاني تكيفي مع تقارب مستقر وتخفيف موثوق للتداخل.................... الكلمات المفتاحية:..................هوائي ذكي، تشكيل الحزمة التكيفي، تداخل الرموز (ISI)، خوارزمية المربعات الصغرى (LMS).
Abstract
A smart antenna is an innovative compatibility of antenna array elements and signal-processing algorithm to achieve maximum spectral efficiency and capacity in wireless communication networks. This technique consists of an adaptive antenna array that continuously adjusts its radiation characteristics (main lobe beam-width, side lobe levels, and zero-point function) to provide a narrow beam in the direction of the desired signal arrival and to establish zero points in the direction of interference, thus ensuring the highest signal to interference and noise ratio (SINR). Adaptive beamforming is an effective method for improving spatial selectivity in smart antenna systems operating in interference-prone wireless environments. This paper presents a simulation-based study of the least squares (LMS) algorithm using a uniform linear array (ULA) in the presence of both signal of interest and interference signals. A MATLAB-based simulation model is developed to analyze the adaptive behavior of the beamformer under various scenarios. The evaluation is conducted using matrix operator responses, mean squared error (MSE), adaptive weight evolution, and desired signal tracking. The results demonstrate the ability of the LMS algorithm to achieve adaptive spatial filtering with stable convergence and reliable interference mitigation................. Keywords:............Smart antenna, adaptive beamforming, inter-symbol Interference (ISI), Least Mean Squares (LMS) Algorithm.