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《td-scdma智能天線系統(tǒng)的特點(diǎn)及測(cè)試 、智能天線的原理 智能天線.doc》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、TD-SCDMA智能天線系統(tǒng)的特點(diǎn)及測(cè)試1、智能天線的原理 智能天線通常被定義為一種安裝于移動(dòng)無(wú)線接入系統(tǒng)基站側(cè)的天線陣列，通過(guò)一組帶有可編程電子相位關(guān)系的固定天線單元，獲取基站和移動(dòng)臺(tái)之間各個(gè)鏈路的方向特性。其原理是將無(wú)線電信號(hào)導(dǎo)向具體的方向，產(chǎn)生空間定向波束，使天線主波束對(duì)準(zhǔn)用戶信號(hào)到達(dá)方向（directionofarrival，DOA），旁瓣或零陷對(duì)準(zhǔn)干擾信號(hào)到達(dá)方向，達(dá)到高效利用移動(dòng)用戶信號(hào)并消除或抑制干擾信號(hào)的目的。同時(shí)，智能天線技術(shù)利用各個(gè)移動(dòng)用戶間信號(hào)空間特征的差異，通過(guò)陣列天線技術(shù)在同一信道上
2、接收和發(fā)射多個(gè)移動(dòng)用戶信號(hào)而不發(fā)生相互干擾，使無(wú)線電頻譜的利用和信號(hào)的傳輸更為有效?！ ≡赥D-SCDMA系統(tǒng)中智能天線基本思想是：天線以多個(gè)高增益窄波束動(dòng)態(tài)地跟蹤多個(gè)期望用戶，接收模式下，來(lái)自窄波束之外的信號(hào)被抑制，發(fā)射模式下，能使期望用戶接收的信號(hào)功率最大，同時(shí)使窄波束照射范圍以外的非期望用戶受到的干擾最小。智能天線是利用用戶空間位置的不同來(lái)區(qū)分用戶，在相同時(shí)隙、相同頻率或相同地址碼的情況下。仍然可以根據(jù)信號(hào)不同的空間傳播路徑來(lái)區(qū)分?！ D-SCDMA由于上下行無(wú)線鏈路使用同一載頻，無(wú)線傳播特性近似相同，
3、能夠很好地支持智能天線技術(shù)，智能天線的使用增加了TD-SCDMA無(wú)線接口的容量?！ D-SCDMA智能天線主要實(shí)現(xiàn)2種波束：廣播波束和業(yè)務(wù)波束。廣播波束是在廣播時(shí)隙形成，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)小區(qū)的廣播，所以要求波束寬度很寬，盡量做到小區(qū)無(wú)縫隙覆蓋。業(yè)務(wù)波束是在建立具體的通話鏈路后形成，也就是形成跟蹤波束，它會(huì)針對(duì)每一個(gè)用戶形成一個(gè)很窄的波束，這些波束會(huì)緊緊地跟蹤用戶。由于波束很窄，能量比較集中。在相同功率情況下，智能天線能將有用信號(hào)強(qiáng)度增加，同時(shí)減小對(duì)其他方向用戶的干擾，由于智能天線能很好地集中信號(hào)，所以發(fā)射機(jī)可以適當(dāng)
4、地減小發(fā)射功率?！ ?、智能天線陣的物理特性和波束賦形 常見(jiàn)的智能天線陣列一般分為360°全向陣列和120°平面扇區(qū)陣列。全向天線陣主要適用于用戶密度較低的農(nóng)村地區(qū)和偏遠(yuǎn)山區(qū)，可作360°全向小區(qū)覆蓋。平面天線陣主要覆蓋120°的扇形區(qū)域。通常一個(gè)三扇區(qū)基站便可以覆蓋360°范圍。平面天線陣由于具有較好的波束賦形性能，能夠形成更窄的波瓣寬度，具有更強(qiáng)的旁瓣抑制能力并提供更高的賦形增益，所以成為目前TD-SCDMA智能天線的主流，應(yīng)用于用戶密集的廣大城區(qū)環(huán)境的覆蓋?！ ≈悄芴炀€陣的陣元個(gè)數(shù)通常為4-16個(gè)。目前
5、系統(tǒng)中用得比較多的是8個(gè)陣元振子構(gòu)成的天線陣。天線陣元數(shù)越多，其增益越高，波束賦形的能力亦越強(qiáng)，但同時(shí)造價(jià)和實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度也會(huì)大大增加。在將來(lái)，估計(jì)4陣元的智能天線也會(huì)逐漸投入應(yīng)用，可以在降低系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)成本的基礎(chǔ)上提供更為經(jīng)濟(jì)的選擇。當(dāng)然。具體應(yīng)用需要同時(shí)考慮經(jīng)濟(jì)性與性能之間的平衡?！ ≈悄芴炀€每個(gè)天線陣元物理特性完全一樣，因而單天線波瓣圖具有非常相似的特征。多個(gè)天線陣元以一定的間距（通常為1/2λ）排列成天線陣列。再通過(guò)算法對(duì)各個(gè)天線陣元的信號(hào)（包括振幅和相位）進(jìn)行控制，最終形成具有方向性的下行波束?！ D1、圖
6、2是8陣元全向智能天線單個(gè)陣元在垂直和水平方向的波瓣。圖1 單天線垂直方向圖2 單天線水平方向 從圖1、圖2可以看出。全向智能天線的單天線陣元不管是垂直方向還是水平方向，在基本物理特性上仍然有較為明顯的方向特性。多個(gè)單天線陣元環(huán)形排列成圓陣后，其實(shí)際波束將由各天線陣元不同權(quán)重因子的激勵(lì)信號(hào)來(lái)決定?！ D3、圖4是2種典型的全向智能天線陣波束賦形。圖3 全向陣廣播波束圖4 全向陣業(yè)務(wù)波束 從圖3、圖4可以看出，一定方向性的單陣元天線在組成陣列后，可以形成類似于圓形的全向廣播波束，也可以形成指向性很明顯的業(yè)務(wù)波
7、束。全向波束面向全小區(qū)所用用戶，主要用于公用信道（PCCPCH，SCCPCH，PICH，F(xiàn)PACH等）作系統(tǒng)廣播。而指向性波束承載業(yè)務(wù)信道（DPCH）主要對(duì)指定用戶方向進(jìn)行業(yè)務(wù)波束賦形，減少對(duì)其他方向用戶的干擾?！ ?陣元智能天線平面陣是由8個(gè)相隔一定間距的天線陣元依次排列而形成的直線陣列。通常天線校準(zhǔn)口位于陣列正中，即第4和第5個(gè)陣元之間。各單天線陣元除位置不同外，仍和全向天線一樣，具有完全相同的物理特性。平面智能天線陣的賦形特性較全向天線陣有較大不同?！ ?duì)于廣播波束，需要考慮對(duì)于整個(gè)120°小區(qū)的均勻覆蓋
8、。在實(shí)際布網(wǎng)時(shí)。小區(qū)的覆蓋范圍將主要取決于廣播波束的覆蓋，所以對(duì)于廣播波束的設(shè)計(jì)可以接近小區(qū)理想的蜂窩六邊形?！ ?duì)于業(yè)務(wù)波束，雖然在不同角度上智能天線物理賦形特性不盡相同，但總體上看，賦形增益將高于廣播波束增益。更為重要的是波束寬度大大減小，從而抑制了對(duì)其他用戶的干擾。在業(yè)務(wù)波束中，通常與法線夾角為0°方向的波束具有最大的賦形增益和最窄的波瓣寬度?！ ?、智能天線算法的實(shí)現(xiàn) 智能天
