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摘要 智能天線是TD-SCDMA系統(tǒng)中一項關(guān)鍵技術(shù)，目前主要有6陣元天線與8陣元天線兩種。本文從天線的各項性能指標(biāo)包括覆蓋、容量、賦形增益等方面對兩者進(jìn)行了測試對比，同時結(jié)合工程建設(shè)的成本對兩者作了比較，最后得出一種大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)建設(shè)最優(yōu)的部署方案。
1、智能天線技術(shù)及在TD-SCDMA系統(tǒng)中的應(yīng)用
智能天線是一種自適應(yīng)陣列天線，其基本原理是利用信號傳輸?shù)目臻g特性，通過調(diào)整各陣元上發(fā)射信號的權(quán)值，使有效信號方向上的波束加強(qiáng)，從而達(dá)到抑制干擾，提高信干比的目的。智能天線技術(shù)具有提高系統(tǒng)容量及頻譜效率，降低系統(tǒng)干擾，擴(kuò)大系統(tǒng)的覆蓋范圍等優(yōu)點。
在TD-SCDMA系統(tǒng)中，由于其上下行鏈路的對稱性，使智能天線技術(shù)得到了很好的應(yīng)用。目前在TD系統(tǒng)中主要采用的是8陣元天線和6陣元天線兩種。對于單徑、高斯白噪聲的信道環(huán)境而言，8陣元天線下行功率增益和賦形增益理論值為10lg（Ka）=10lg（8）≈9.03 dB，6陣元天線下行功率增益和賦形增益理論值為10lg（Ka）=10lg（6）≈7.8 dB，其中Ka表示智能天線陣元的個數(shù)。兩者相差約1.2 dB。因此從理論上分析8陣元天線方案不管是功率增益還是賦形增益性能都要優(yōu)于6陣元天線方案。
本文通過對6陣元和8陣元天線進(jìn)行多方面的綜合對比，包括覆蓋能力、容量、賦形能力、工程建設(shè)成本等，得出一個最優(yōu)的大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方案。
2、對6陣元和8陣元天線性能的仿真分析
為了更好地進(jìn)行外場測試，先利用無線電軟件對智能6陣元和8陣元天線進(jìn)行了仿真模擬。智能天線中的單天線陣元為120?定向天線，其天線方向如圖1所示。
圖1 120?定向天線的天線方向
由圖1可得出在AWGN（加性高斯白噪聲）下，8陣元和6陣元天線的全向廣播信道、賦形業(yè)務(wù)信道（0?賦形）在等功率下的理論方向圖（見圖2、圖3）。
圖2 8陣元天線公共信道和專用信道（0?賦形）的方向圖對比
圖3 6陣元天線公共信道和專用信道(0?賦形)的方向圖對比
從圖2、圖3可以看出：當(dāng)采用65?的廣播賦形權(quán)值時，即使在AWGN的理論環(huán)境下，由于8陣元天線陣廣播權(quán)值在65?的能量聚集，使得8陣元天線陣的功率增益大于9 dB，導(dǎo)致波束賦形增益在理論條件下會小于9 dB。同理，由于廣播波束賦形權(quán)值的“不圓度”，在某些角度下，波束賦形增益可能會大于9 dB。類似情況下，6陣元天線陣廣播權(quán)值在65?的能量聚集，導(dǎo)致6陣元天線陣的功率增益大于7.8 dB，使得波束賦形增益在理論條件下會小于7.8 dB，同樣，由于廣播波束賦形權(quán)值的“不圓度”，在某些角度下，波束賦形增益可能會大于7.8 dB。因此，在外場測試分析各項數(shù)據(jù)時采取了統(tǒng)計平均的方法，希望能在最大程度上接近理論值。
