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問(wèn)題已開(kāi)啟
(普通問(wèn)題)
TD-SCDMA系統(tǒng)能采用智能天線的原因是
TD-SCDMA系統(tǒng)能采用智能天線的原因是
為什么要用智能天線
為什么要用智能天線
提問(wèn)者:
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問(wèn)題答案
( 3 )
智能天線分為兩大類(lèi):多波束天線與自適應(yīng)天線陣列。多波束天線利用多個(gè)并行波束覆蓋整個(gè)用戶區(qū)，每個(gè)波束的指向是固定的，波束寬度也隨天線元數(shù)目而確定。多波束天線不能實(shí)現(xiàn)信號(hào)最佳接收，一般只用作接收天線。自適應(yīng)天線陣列一般采用4 ～16 天線陣元結(jié)構(gòu)，陣元間距為半個(gè)波長(zhǎng)。天線陣元分布方式有直線型、圓環(huán)型和平面型。自適應(yīng)天線陣列是智能天線的主要類(lèi)型，可以完成用戶信號(hào)接收和發(fā)送。
按實(shí)現(xiàn)形式智能天線可分為3類(lèi)。
(1)自適應(yīng)調(diào)零智能天線
它是以自適應(yīng)天線技術(shù)為基礎(chǔ)，采用自適應(yīng)算法形成方向圖，根據(jù)天線的輸入、輸出特性，按一定的算法自動(dòng)地調(diào)節(jié)天線陣元的幅度和相位加權(quán)，在干擾方向上形成零陷，從而大幅度降低干擾電平，提高系統(tǒng)的信噪比。從空間響應(yīng)看，其自適應(yīng)天線陣列是一個(gè)空間濾波器，天線的物理位置不作改變，由信號(hào)檢測(cè)與處理系統(tǒng)判斷出干擾與信號(hào)的來(lái)向，自適應(yīng)地改變天線的方向圖，并將零陷方向?qū)?zhǔn)干擾，主瓣對(duì)準(zhǔn)要接收的信號(hào)。但自適應(yīng)智能天線對(duì)處于主瓣區(qū)域內(nèi)干擾的抑制能力是很有限的。
(2)等旁瓣針狀波束智能天線
它也是以自適應(yīng)天線技術(shù)為基礎(chǔ)，它的天線方向圖是等旁瓣方向圖，方向圖的加權(quán)值是預(yù)先計(jì)算好的。
系統(tǒng)工作時(shí)，首先通過(guò)測(cè)向確定信號(hào)的到達(dá)方向(DOA)，選取合適的加權(quán)，然后將等旁瓣方向圖的主瓣指向目標(biāo)方向。這類(lèi)智能天線對(duì)處于非主瓣區(qū)域的干擾，可以通過(guò)低的等旁瓣電平來(lái)確保抑制，但對(duì)處于主瓣區(qū)域內(nèi)的干擾，采用此類(lèi)智能天線將無(wú)法抑制，不及自適應(yīng)智能天線。但等旁瓣智能天線無(wú)需迭代，而且響應(yīng)速度快。
(3)數(shù)字波束形成智能天線
它運(yùn)用數(shù)字波束形成(DBF)技術(shù)，將其波束形成自適應(yīng)天線陣與數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)相結(jié)合。工作時(shí)利用高分辨率的測(cè)向算法獲得通信基準(zhǔn)信號(hào)，當(dāng)基準(zhǔn)信號(hào)到達(dá)波束形成自適應(yīng)天線陣時(shí)，便給信號(hào)處理器提供一個(gè)方向信息，將各陣元的接收信號(hào)轉(zhuǎn)換到基帶，由A/D 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，然后根據(jù)方向信息對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行加權(quán)處理，在此方向上形成所需的波束
按實(shí)現(xiàn)形式智能天線可分為3類(lèi)。
(1)自適應(yīng)調(diào)零智能天線
它是以自適應(yīng)天線技術(shù)為基礎(chǔ)，采用自適應(yīng)算法形成方向圖，根據(jù)天線的輸入、輸出特性，按一定的算法自動(dòng)地調(diào)節(jié)天線陣元的幅度和相位加權(quán)，在干擾方向上形成零陷，從而大幅度降低干擾電平，提高系統(tǒng)的信噪比。從空間響應(yīng)看，其自適應(yīng)天線陣列是一個(gè)空間濾波器，天線的物理位置不作改變，由信號(hào)檢測(cè)與處理系統(tǒng)判斷出干擾與信號(hào)的來(lái)向，自適應(yīng)地改變天線的方向圖，并將零陷方向?qū)?zhǔn)干擾，主瓣對(duì)準(zhǔn)要接收的信號(hào)。但自適應(yīng)智能天線對(duì)處于主瓣區(qū)域內(nèi)干擾的抑制能力是很有限的。
(2)等旁瓣針狀波束智能天線
它也是以自適應(yīng)天線技術(shù)為基礎(chǔ)，它的天線方向圖是等旁瓣方向圖，方向圖的加權(quán)值是預(yù)先計(jì)算好的。
系統(tǒng)工作時(shí)，首先通過(guò)測(cè)向確定信號(hào)的到達(dá)方向(DOA)，選取合適的加權(quán)，然后將等旁瓣方向圖的主瓣指向目標(biāo)方向。這類(lèi)智能天線對(duì)處于非主瓣區(qū)域的干擾，可以通過(guò)低的等旁瓣電平來(lái)確保抑制，但對(duì)處于主瓣區(qū)域內(nèi)的干擾，采用此類(lèi)智能天線將無(wú)法抑制，不及自適應(yīng)智能天線。但等旁瓣智能天線無(wú)需迭代，而且響應(yīng)速度快。
(3)數(shù)字波束形成智能天線
它運(yùn)用數(shù)字波束形成(DBF)技術(shù)，將其波束形成自適應(yīng)天線陣與數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)相結(jié)合。工作時(shí)利用高分辨率的測(cè)向算法獲得通信基準(zhǔn)信號(hào)，當(dāng)基準(zhǔn)信號(hào)到達(dá)波束形成自適應(yīng)天線陣時(shí)，便給信號(hào)處理器提供一個(gè)方向信息，將各陣元的接收信號(hào)轉(zhuǎn)換到基帶，由A/D 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，然后根據(jù)方向信息對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行加權(quán)處理，在此方向上形成所需的波束
回答者：
litom2004
回答時(shí)間：2013-12-03 15:56
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TD的技術(shù)特征決定了它能用智能天線。
比如TD的子幀只有5ms，TD-SCDMA系統(tǒng)使用2010～2025MHz頻段，假定用戶在一個(gè)子幀的時(shí)間（5ms）內(nèi)產(chǎn)生了1個(gè)波長(zhǎng)的位移，則用戶的移動(dòng)速度至少為29.85m/s＝107.46km/h。因此，可以認(rèn)為對(duì)于普通移動(dòng)的絕大多數(shù)用戶，在一個(gè)子幀的時(shí)間（5ms）內(nèi)，信號(hào)經(jīng)過(guò)的空間信道特性是固定的，即空間信道在這段時(shí)間內(nèi)是靜態(tài)的。
而對(duì)于其他制式的技術(shù)，幀長(zhǎng)都遠(yuǎn)大于5ms，這樣的話在智能天線進(jìn)行一次賦形的間隔中用戶已經(jīng)移動(dòng)到別的地方了，因此不適合智能天線的使用。
比如TD的子幀只有5ms，TD-SCDMA系統(tǒng)使用2010～2025MHz頻段，假定用戶在一個(gè)子幀的時(shí)間（5ms）內(nèi)產(chǎn)生了1個(gè)波長(zhǎng)的位移，則用戶的移動(dòng)速度至少為29.85m/s＝107.46km/h。因此，可以認(rèn)為對(duì)于普通移動(dòng)的絕大多數(shù)用戶，在一個(gè)子幀的時(shí)間（5ms）內(nèi)，信號(hào)經(jīng)過(guò)的空間信道特性是固定的，即空間信道在這段時(shí)間內(nèi)是靜態(tài)的。
而對(duì)于其他制式的技術(shù)，幀長(zhǎng)都遠(yuǎn)大于5ms，這樣的話在智能天線進(jìn)行一次賦形的間隔中用戶已經(jīng)移動(dòng)到別的地方了，因此不適合智能天線的使用。
回答者：
xhy1331
回答時(shí)間：2013-12-03 17:54
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1、TD智能天線的高效率是基于TD技術(shù)的的特性，即上下行使用同一頻率，上行鏈路和下行鏈路的無(wú)線路徑的對(duì)稱(chēng)性（ 無(wú)線環(huán)境和傳輸條件相同）而獲得的，用戶信號(hào)的發(fā)送和接收都發(fā)生在完全相同的頻率上。因此在上行和下行兩個(gè)方向中的傳輸條件是相同的或者說(shuō)是對(duì)稱(chēng)的，使得智能天線能將小區(qū)間干擾降至最低，從而獲得最佳的系統(tǒng)性能。
2、此外，智能天線可減少小區(qū)間干擾，也可減少小區(qū)內(nèi)干擾。智能天線的這些特性可顯著提高移動(dòng)通信系統(tǒng)的頻譜效率。TD系統(tǒng)的智能天線是由8個(gè)天線單元的同心陣列組成的，可獲得較高的增益。其原理是使一組天線和對(duì)應(yīng)的收發(fā)信機(jī)按照一定的方式排列和激勵(lì)，利用波的干涉原理可以產(chǎn)生強(qiáng)方向性的輻射方向圖，使用DSP( 數(shù)字信號(hào)處理器） 使主瓣自適應(yīng)地指向移動(dòng)臺(tái)方向，就可達(dá)到提高信號(hào)的載干比，降低發(fā)射功率等目的。智能天線的上述性能允許更為密集的頻率復(fù)用，使頻譜效率得以顯著地提高。
3、另一個(gè)原因是定位的精確性：由于每個(gè)用戶在小區(qū)內(nèi)的位置都是不同的。這一方面要求天線具有多向性，另一方面則要求在每一獨(dú)立的方向上，系統(tǒng)都可以跟蹤個(gè)別的用戶。通過(guò)DSP 控制用戶的方向測(cè)量使上述要求可以實(shí)現(xiàn)。每用戶的跟蹤通過(guò)到達(dá)角進(jìn)行測(cè)量。在TD系統(tǒng)中，由于無(wú)線子幀的長(zhǎng)度是5ms，則至少每秒可測(cè)量200 次，每用戶的上下行傳輸發(fā)生在相同的方向，通過(guò)智能天線的方向性和跟蹤性，可獲得其最佳的性能。
2、此外，智能天線可減少小區(qū)間干擾，也可減少小區(qū)內(nèi)干擾。智能天線的這些特性可顯著提高移動(dòng)通信系統(tǒng)的頻譜效率。TD系統(tǒng)的智能天線是由8個(gè)天線單元的同心陣列組成的，可獲得較高的增益。其原理是使一組天線和對(duì)應(yīng)的收發(fā)信機(jī)按照一定的方式排列和激勵(lì)，利用波的干涉原理可以產(chǎn)生強(qiáng)方向性的輻射方向圖，使用DSP( 數(shù)字信號(hào)處理器） 使主瓣自適應(yīng)地指向移動(dòng)臺(tái)方向，就可達(dá)到提高信號(hào)的載干比，降低發(fā)射功率等目的。智能天線的上述性能允許更為密集的頻率復(fù)用，使頻譜效率得以顯著地提高。
3、另一個(gè)原因是定位的精確性：由于每個(gè)用戶在小區(qū)內(nèi)的位置都是不同的。這一方面要求天線具有多向性，另一方面則要求在每一獨(dú)立的方向上，系統(tǒng)都可以跟蹤個(gè)別的用戶。通過(guò)DSP 控制用戶的方向測(cè)量使上述要求可以實(shí)現(xiàn)。每用戶的跟蹤通過(guò)到達(dá)角進(jìn)行測(cè)量。在TD系統(tǒng)中，由于無(wú)線子幀的長(zhǎng)度是5ms，則至少每秒可測(cè)量200 次，每用戶的上下行傳輸發(fā)生在相同的方向，通過(guò)智能天線的方向性和跟蹤性，可獲得其最佳的性能。
回答者：
zhangshiqin
回答時(shí)間：2013-12-03 21:08
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