TD智能天線的原理及設(shè)計(jì)(呂士祿)

1、TDTD智能天線的原理智能天線的原理及設(shè)計(jì)及設(shè)計(jì)Copyright Shenzhen Grentech Co., Ltd.目 錄一、一、 二、三、四、Copyright Shenzhen Grentech Co., Ltd.一、 CDMACDMA（碼分多址）定義（碼分多址）定義 一個(gè)信道對(duì)應(yīng)一種獨(dú)特的碼序列。一個(gè)信道對(duì)應(yīng)一種獨(dú)特的碼序列。每個(gè)用戶使用相同的頻率，但采每個(gè)用戶使用相同的頻率，但采用不同的碼序列用不同的碼序列擴(kuò)頻序列擴(kuò)頻序列A擴(kuò)頻序列擴(kuò)頻序列B擴(kuò)頻序列擴(kuò)頻序列C擴(kuò)頻序列擴(kuò)頻序列C擴(kuò)頻序列擴(kuò)頻序列B擴(kuò)頻序列擴(kuò)頻序列A輸入數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)X恢復(fù)數(shù)據(jù)恢復(fù)數(shù)據(jù)XX+AX+A+BX+A+B+CX

2、+A+BX+A擴(kuò)頻碼片流擴(kuò)頻碼片流發(fā)端發(fā)端終接端終接端Copyright Shenzhen Grentech Co., Ltd.Cell每種擴(kuò)頻序列在前向鏈路和反向鏈路上具有不同每種擴(kuò)頻序列在前向鏈路和反向鏈路上具有不同的用途的用途但這些序列在兩個(gè)方向上均用于生成用戶的碼分但這些序列在兩個(gè)方向上均用于生成用戶的碼分信道信道沃氏碼沃氏碼短碼短碼序列序列長(zhǎng)碼長(zhǎng)碼序列序列序列類型序列類型互相正互相正交交除除0 0偏偏置外正置外正交交近似正近似正交交特性特性6421數(shù)量數(shù)量64 chips1/19,200 sec.32,768 chips26-2/3 ms75x in 2 sec.242 chips4

3、1 days長(zhǎng)度長(zhǎng)度正交調(diào)制正交調(diào)制 四相擴(kuò)頻四相擴(kuò)頻(0(0偏置偏置) ) 區(qū)分用戶區(qū)分用戶反向鏈路反向鏈路 功能功能識(shí)別用識(shí)別用戶戶區(qū)分區(qū)分 扇區(qū)扇區(qū)數(shù)據(jù)擾數(shù)據(jù)擾碼抯碼抯前向鏈前向鏈路功能路功能IQ32,768 chips long26-2/3 ms.(75 repetitions in 2 sec.)64codes64 chips long AND=SUMModulo-2 ACopyright Shenzhen Grentech Co., Ltd. 相同環(huán)境下各種編碼模式可以接收到的信相同環(huán)境下各種編碼模式可以接收到的信噪比比較噪比比較Copyright Shenzhen Grentec

4、h Co., Ltd.一、二、三、四、五、目 錄Copyright Shenzhen Grentech Co., Ltd.二、 2.2.3.3.增加系統(tǒng)容量增加系統(tǒng)容量Copyright Shenzhen Grentech Co., Ltd.4. 5. Copyright Shenzhen Grentech Co., Ltd.智能天線的空間分集效果 空間分集是無(wú)線通信系統(tǒng)中常用的抗多徑衰落方案。 單元的智能天線可等效為由M個(gè)空間耦合器按優(yōu)化合并準(zhǔn)則構(gòu)成的空間分集陣列，因此可認(rèn)為智能天線是傳統(tǒng)分集接收天線的進(jìn)一步發(fā)展。 但智能天線與空間分集技術(shù)也有顯著不同。空間分集利用陣列天線中不同陣元耦合得到

5、的空間信號(hào)弱相關(guān)性 （ 即不同路徑多徑信號(hào)的弱相關(guān)性） ， 智能天線是對(duì)所有陣元接收的信號(hào)進(jìn)行加權(quán)合并， 形成空域?yàn)V波，此時(shí)不同陣元耦合信號(hào)可以是強(qiáng)相關(guān)也可以是弱相關(guān)。Copyright Shenzhen Grentech Co., Ltd.智能天線與傳統(tǒng)意義空間分集技術(shù)的比較Copyright Shenzhen Grentech Co., Ltd.一、二、三、 四、五、目 錄Copyright Shenzhen Grentech Co., Ltd.N列單元組陣波程差N =（N-1）*2d sin0 /三、 Copyright Shenzhen Grentech Co., Ltd.廣播波束和業(yè)

6、務(wù)波束圖形Copyright Shenzhen Grentech Co., Ltd.智能天線上行鏈路 N 個(gè)天線輻射單元接收到信號(hào)經(jīng)過(guò)射個(gè)天線輻射單元接收到信號(hào)經(jīng)過(guò)射頻放大后，在基帶的數(shù)字波束成形（頻放大后，在基帶的數(shù)字波束成形（DBF）網(wǎng)絡(luò)中采用）網(wǎng)絡(luò)中采用 Wi 的復(fù)權(quán)系數(shù)加權(quán)并進(jìn)行疊的復(fù)權(quán)系數(shù)加權(quán)并進(jìn)行疊加合成，然后進(jìn)入接收機(jī)，其中加合成，然后進(jìn)入接收機(jī)，其中DSP 智能智能算法處理器根據(jù)算法處理器根據(jù) N 個(gè)天線輻射單元來(lái)波的個(gè)天線輻射單元來(lái)波的幅度幅度/相位關(guān)系預(yù)測(cè)出有用信號(hào)的方向。疊相位關(guān)系預(yù)測(cè)出有用信號(hào)的方向。疊加合成得到最大的接收信號(hào)。加合成得到最大的接收信號(hào)。Copyrigh

7、t Shenzhen Grentech Co., LCopyright Shenzhen Grentech Co., Ltd.智能天線下行鏈路 DSP根據(jù)上述預(yù)測(cè)的有用信號(hào)方向以根據(jù)上述預(yù)測(cè)的有用信號(hào)方向以及預(yù)測(cè)的干擾信號(hào)方向，可以自適應(yīng)產(chǎn)生及預(yù)測(cè)的干擾信號(hào)方向，可以自適應(yīng)產(chǎn)生合適的合適的 Wi 復(fù)權(quán)系數(shù)，并激勵(lì)各個(gè)天線單元復(fù)權(quán)系數(shù)，并激勵(lì)各個(gè)天線單元的輻射，從而將主瓣板對(duì)準(zhǔn)有用信號(hào)，將的輻射，從而將主瓣板對(duì)準(zhǔn)有用信號(hào)，將零點(diǎn)對(duì)消。零點(diǎn)對(duì)消。Copyright Shenzhen Grentech Co., Ltd.一、二、三、 四、五、目 錄Copyright Shenzhen Grentec

8、h Co., Ltd. 智能天線共有9 個(gè)端口，中間的端口為校準(zhǔn)口，其余的 8 個(gè)端口為天線端口。校準(zhǔn)口的作用是用于校正智能天線陣在實(shí)際應(yīng)用環(huán)境下的各接收（發(fā)射）通道到各列天線口面的相位差，其它八個(gè)端口分別連接到基站的收/發(fā)信機(jī)通道。Copyright Shenzhen Grentech Co., Ltd.校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)功分器陣子單元Copyright Shenzhen Grentech Co., Ltd.校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)的作用 智能天線通過(guò)對(duì)接收到的時(shí)空信號(hào)進(jìn)行及時(shí)有效的處理從而改善移動(dòng)通信系統(tǒng)的性能。 各端口幅度相位的誤差會(huì)使得真實(shí)的陣列模型與理想的有很大差異 ,尤其是對(duì)業(yè)務(wù)波束而言，業(yè)務(wù)波束接收到的信

9、號(hào)往往是許多相關(guān)性較強(qiáng)的多徑信號(hào)疊加，當(dāng)各信號(hào)的時(shí)延擴(kuò)展小于一定值時(shí) ，信號(hào)波形容易產(chǎn)生畸變?cè)斐杀姸嗖ㄊ纬伤惴ㄊ?,從而影響陣列的波束賦形并引起誤碼率增大 ,導(dǎo)致系統(tǒng)性能急劇下降甚至不能正常工作。Copyright Shenzhen Grentech Co., Ltd.功分器作用 通過(guò)改變各單元幅度相位來(lái)控制方向圖通過(guò)改變各單元幅度相位來(lái)控制方向圖 外置功分器外置功分器 影響水平波形，主要是廣播波束的波形和業(yè)務(wù)波束的指向； 內(nèi)置功分器內(nèi)置功分器 影響垂直方向波形，主要是下傾角，上旁瓣抑制和下零點(diǎn)填充Copyright Shenzhen Grentech Co., Ltd.陣子單元陣子單元多采用兩種形式陣子單元多采用兩種形式 微帶微帶 特