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《智能天線對(duì)td-scdma無線網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的影響2》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、TD-SCDMA目前所用的智能天線(以下簡(jiǎn)稱智能天線,SA)實(shí)現(xiàn)了空分多址,利用用戶的來波方向(DOA)的不同來區(qū)分用戶,對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋、容量均有影響。SA是TD-SCDMA的標(biāo)志性技術(shù),目前TD-SCDMA采用賦形波束智能天線,通過“智能”部分產(chǎn)生多個(gè)賦形波束,每個(gè)波束跟蹤一個(gè)激活用戶,達(dá)到降低干擾、提高增益、增大覆蓋和提高容量的效果。?空分能力? 如果基站信息處理能力不受限,可以設(shè)想,由于用戶的位置分布不可能重合,這個(gè)空分的“址”數(shù)量巨大。然而,TD-SCDMA智能天線目前的賦形波束并非理想的射線,存在空間分辨率
2、問題,即以多大的空間精度區(qū)分用戶,這取決于賦形波束的水平、垂直波瓣寬度。? 目前TD-SCDMA采用的智能天線的賦形波束僅在水平方向上跟隨激活用戶移動(dòng),即賦形波束的方位角在跟蹤用戶,而下傾角不變,可以看成二維空間的自動(dòng)跟蹤,而不是立體自動(dòng)跟蹤,這就造成一個(gè)問題:若采用以基站為極點(diǎn)的極坐標(biāo)刻畫該基站的覆蓋區(qū)域,極角為0~360度,波束之間的干擾隔離與賦形波束的波瓣寬度、旁瓣泄漏等工程因素有關(guān)。? 參考目前TD-SCDMA采用的多個(gè)廠家的SA設(shè)備指標(biāo):公共信道不賦形,全向SA公共信道波束寬度為360度,120度板狀SA公
3、共信道波束寬度為120度;業(yè)務(wù)信道賦形,陣元數(shù)為8的全向SA賦形波束寬度為45度,陣元數(shù)為8的120度板狀SA賦形波束寬度為15度,也就是可以將覆蓋區(qū)域分成8個(gè)子區(qū)域。?性能增益? ?。ㄒ唬└采w增益? 天線對(duì)覆蓋的增益作用是通過增大等效輻射功率實(shí)現(xiàn)的,其原理是將能量集中于一個(gè)空間或方向內(nèi),SA對(duì)覆蓋的增益也是通過使能量集中于目標(biāo)用戶方向來獲得的,然而有了上述空間分辨率問題,則需具體考慮如下工程效果,以陣元數(shù)N=8的全向SA為例:? A.當(dāng)所有用戶集中在45度內(nèi),賦形造成的覆蓋增益最大,即理論上的10logNdB=9d
4、B,其物理含義為:當(dāng)所有用戶位于一個(gè)賦形波束內(nèi),SA將能量集中于原來1/8的空間,能量密度增強(qiáng)了8倍(9dB)??紤]存在非理想因素而需預(yù)留的工程裕量,還要減去2~3dB,一般取為+6~+7dB。? B.當(dāng)用戶在以基站為極點(diǎn)的極坐標(biāo)系的極角意義上均勻分布時(shí),比如各用戶的極角以45度間隔均勻分布,由于SA將能量集中的空間不變,能量密度未增強(qiáng),賦形增益理論上應(yīng)為0dB。? 可見,“TD-SCDMA智能天線的賦形增益(覆蓋)有多大”并不是一個(gè)能給出精確回答的問題,與如下因素有關(guān):? ?。?)激活用戶的分布? 對(duì)于集中分布的
5、情況增益大,對(duì)于均勻分布的情況增益小,對(duì)于只有1個(gè)激活用戶的情況,賦形增益可以達(dá)到工程上的最大值。? ?。?)賦形波束寬度? 賦形波束的波瓣窄容易集中能量、減少干擾,反之則容易造成波束重疊,邏輯上的不同波束在物理上成為一個(gè)波瓣。? ?。?)工程因素? 比如傳播環(huán)境,城市中高樓林立,信號(hào)傳播經(jīng)歷多徑、反射、折射等,SA通過DOA來決定賦形波束指向,但DOA本身也存在空間分辨率問題,經(jīng)歷反射等過程后信號(hào)來波角度可能擴(kuò)散。? (二)容量增益? TD-SCDMA的SA對(duì)容量的增益指SA通過空分實(shí)現(xiàn)空間濾波,隔離了多用戶干
6、擾,使得系統(tǒng)可以滿碼道或接近滿碼道工作。? 由此可以認(rèn)為:在SA的一個(gè)波束內(nèi)不會(huì)存在干擾降低和容量增益,結(jié)合TD-SCDMA的業(yè)務(wù)時(shí)隙情況,若想通過SA的空分實(shí)現(xiàn)容量增益,需使同一個(gè)時(shí)隙的基本資源單位(BRU)對(duì)應(yīng)不同的賦形波束。? A.語音業(yè)務(wù)? 一個(gè)語音用戶占用兩個(gè)BRU,一個(gè)時(shí)隙有16個(gè)BRU,最多可承載8個(gè)語音用戶,若8個(gè)用戶分布于8個(gè)波束,滿碼道工作理論上是可能的,但若用戶集中分布,則容量增益減小,用戶集中于一個(gè)SA波束則容量增益為0dB。? B.數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)? TD-SCDMA數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)速率跨度大,根據(jù)3
7、GPP標(biāo)準(zhǔn),數(shù)據(jù)用戶占用1個(gè)或多個(gè)時(shí)隙,一個(gè)時(shí)隙至少占用8個(gè)BRU,數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的最低承載速率為64kbps,占用同一時(shí)隙的8個(gè)BRU,即造成8個(gè)BRU(等價(jià)于4個(gè)語音用戶)集中在一個(gè)波束中,因?yàn)殡y以通過波束將干擾用戶分開,數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的容量增益會(huì)大大縮小。?矛盾及解決? 目前的TD-SCDMA智能天線增益受到用戶分布、波束寬度、傳播環(huán)境的影響。獲得覆蓋增益要求用戶分布集中,而獲得容量增益則要求同一時(shí)隙內(nèi)的用戶不集中在一起,從而產(chǎn)生了矛盾。? 另外,數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的智能天線容量增益縮小,也導(dǎo)致上行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)容量受鄰區(qū)干擾影響嚴(yán)重。對(duì)
8、于TD-SCDMA系統(tǒng),正確解調(diào)的條件是信噪比高于解調(diào)門限,由于用戶間的相互干擾,就會(huì)形成最大極限容量。要增加本扇區(qū)用戶容量,就需要降低扇區(qū)間干擾;而在各扇區(qū)負(fù)荷相同時(shí),同樣頻率復(fù)用方式下的扇區(qū)間干擾就會(huì)存在下限。按照3GPP25.105對(duì)基站接收性能的要求,對(duì)于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)在衰落信道下,要求Ioc/Ior(外扇區(qū)干擾I