随着无线通信的飞速发展,与之而来的问题在不断增加,如高质量的通信质量(QoS)、高速的数据传输速率、大容量的通信信道、解决多用户间的相互干扰等。已有的无线通信技术已无力解决这些问题,而智能天线技术被证明是可以用来解决这些问题的可行方法,可以显著降低用户信号间的干扰、提高频谱利用率和系统容量,如大唐移动推出的TD—LTE技术中便采用了智能天线技术。数字信号处理是智能天线的核心关键技术,其中包括上行链路中的来波方向估计(Direction of Arrival, DOA)和下行链路中的波束赋形(Beam forming),其中空间谱估计方法是近年来DOA的一个重要研究方向。本文重点研究了智能天线的DOA空间谱估计算法,以实现更高的DOA精度。本文主要内容如下：一、概述了课题的研究背景及其研究意义,并概要介绍了智能天线的发展现状。二、论述了智能天线的理论基础,特别是对智能天线的工作原理及智能天线的阵列模型做出了详细的分析,为DOA算法的研究准备了基础。三、对传统的DOA算法进行了详细的理论分析,并给出了仿真比较,重点论述了子空间方法(MUSIC算法)。四、针对空间平滑MUSIC算法的分辨度小、存在孔径损耗等缺点,提出了一种基于Toeplitz的MUSIC改进算法。本方法不仅具有空间平滑MUSIC技术对强相关信号具有良好分辨率的优点,同时弥补了空间平滑MUSIC技术分辨度小、存在孔径损耗、算法复杂度高的缺点。实验仿真结果也有效地验证了该方法。五、提出了一种新的利用导频信号来进行DOA估计的方法,与以往所有的DOA方法不同的是,该方法是在波束赋形后的DOA估计算法,具有高分辨率、能够分辨数目大于阵元数目的来波信号个数。本文将该方法应用于均匀圆形天线阵,既能发挥均匀圆形天线阵的固有优势,同时又具备该方法的上述优点。最后,对本文工作进行了总结和回顾,提出了未完成和有待改进的地方,并展望下一步工作计划。