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 TD-SCDMA系統(tǒng)的智能天線技術
gyw
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發(fā)表于 2009-08-09 14:50:00  只看樓主 
TD-SCDMA系統(tǒng)的智能天線技術

近年來，智能天線技術已經(jīng)成為移動通信中最具有吸引力的技術之一。智能天線采用空分多址（SDMA）技術，利用信號在傳輸方向上的差別，將同頻率或同時隙、同碼道的信號區(qū)分開來，最大限度地利用有限的信道資源。與無方向性天線相比較，其上、下行鏈路的天線增益大大提高，降低了發(fā)射功率電平，提高了信噪比，有效地克服了信道傳輸衰落的影響。同時，由于天線波瓣直接指向用戶，減小了與本小區(qū)內(nèi)其它用戶之間，以及與相鄰小區(qū)用戶之間的干擾，而且也減少了移動通信信道的多徑效應。CDMA系統(tǒng)是個功率受限系統(tǒng)，智能天線的應用達到了提高天線增益和減少系統(tǒng)干擾兩大目的，從而顯著地擴大了系統(tǒng)容量，提高了頻譜利用率。

　　智能天線在本質上是利用多個天線單元空間的正交性，即空分多址復用（SDMA）功能，來提高系統(tǒng)的容量和頻譜利用率。這樣，TD－SCDMA系統(tǒng)充分利用了CDMA、TDMA、FDMA和SDMA這四種多址方式的技術優(yōu)勢，使系統(tǒng)性能最佳化。

　　智能天線的核心在于數(shù)字信號處理部分，它根據(jù)一定的準則，使天線陣產(chǎn)生定向波束指向用戶，并自動地調整系數(shù)以實現(xiàn)所需的空間濾波。智能天線須要解決的兩個關鍵問題是辨識信號的方向和數(shù)字賦形的實現(xiàn)。


智能天線的工作原理

　　TD－SCDMA的智能天線使用一個環(huán)形天線陣，由8個完全相同的天線元素均勻地分布在一個半徑為R的圓上所組成。智能天線的功能是由天線陣及與其相連接的基帶數(shù)字信號處理部分共同完成的。該智能天線的仰角方向輻射圖形與每個天線元相同。在方位角的方向圖由基帶處理器控制，可同時產(chǎn)生多個波束，按照通信用戶的分布，在360°的范圍內(nèi)任意賦形。為了消除干擾，波束賦形時還可以在有干擾的地方設置零點，該零點處的天線輻射電平要比最大輻射方向低約40dB。TD－SCDMA使用的智能天線當N＝8時，比無方向性的單振子天線的增益分別大9dB（對接收）和18dB（對發(fā)射）。每個振子的增益為8dB，則該天線的最大接收增益為17dB，最大發(fā)射增益為26dB。由于基站智能天線的發(fā)射增益要比接收增益大得多，對于傳輸非對稱的IP等數(shù)據(jù)、下載較大業(yè)務信息是非常適合的。


智能天線的主要功能

　　根據(jù)以上基本原理，在CDMA系統(tǒng)（無論是TDD或FDD方式）中，采用智能天線和波束賦形技術，能夠在多個方面大大改善通信系統(tǒng)的性能，概括地講主要有：提高了基站接收機的靈敏度，提高了基站發(fā)射機的等效發(fā)射功率，降低了系統(tǒng)的干擾，增加了CDMA系統(tǒng)的容量，改進了小區(qū)的覆蓋，降低了無線基站的成本。

　　由于采用智能天線后，應用波束賦形技術顯著提高了基站的接收靈敏度和等效發(fā)射功率，能夠大大降低系統(tǒng)內(nèi)部的干擾和相鄰小區(qū)之間的干擾，從而使系統(tǒng)容量擴大一倍以上；同時也可以使業(yè)務高密度的市區(qū)和郊區(qū)所要求的基站數(shù)目減少。在業(yè)務稀少的鄉(xiāng)村，無線覆蓋范圍將增加一倍，這也意味著在所覆蓋的區(qū)域的基站數(shù)目降至通常情況的1/4。天線增益的提高也能夠降低高頻功率放大器（HPA）的線性輸出功率。因為HPA的費用占收發(fā)信機成本的主要部分。所以，智能天線的采用將顯著降低運營成本、提高系統(tǒng)的經(jīng)濟效益。


[ 本帖最后由 gyw 于 2009-8-13 10:38 編輯 ]
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    • stonezjg 專家指數(shù) +10
      · 很專業(yè)，對我很有幫助 詳細.. 發(fā)表與：2009-8-12 14:02:28




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    發(fā)表于 2009-08-09 14:54:54  QQ
    先收藏了在研究。

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    陽普
     
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    發(fā)表于 2009-08-12 13:59:15  只看樓主 
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    發(fā)表于 2009-08-12 14:57:19 
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    發(fā)表于 2009-08-25 17:49:32 
    樓主介紹的智能天線優(yōu)點沒有錯，可是到目前為止，沒有在論壇里見到當一個小區(qū)TD系統(tǒng)承載達到50%以后，智能天線的賦形增益是否還能保證提供給每一個終端？在小區(qū)負荷增加后智能天線的工作可能會產(chǎn)生的問題是什么？期望高手能夠給以指教！

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    發(fā)表于 2011-04-13 22:40:11 
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