TD智能天線的原理及設(shè)計(jì)(呂士祿)

TD智能天線的原理及設(shè)計(jì)目錄CDMA原理TD-S中智能天線的作用智能天線的原理智能天線的組成部分一、二、三、四、一、CDMA原理CDMA（碼分多址）定義

一個(gè)信道對應(yīng)一種獨(dú)特的碼序列。每個(gè)用戶使用相同的頻率，但采用不同的碼序列擴(kuò)頻序列A擴(kuò)頻序列B擴(kuò)頻序列C擴(kuò)頻序列C擴(kuò)頻序列B擴(kuò)頻序列A輸入數(shù)據(jù)X恢復(fù)數(shù)據(jù)XX+AX+A+BX+A+B+CX+A+BX+A擴(kuò)頻碼片流發(fā)端終接端碼序列特征和功能簡介Cell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但這些序列在兩個(gè)方向上均用于生成用戶的碼分信道沃氏碼短碼序列長碼序列序列類型互相正交除0偏置外正交近似正交特性6421數(shù)量64chips1/19,200sec.32,768chips26-2/3ms75xin2sec.242chips~41days長度正交調(diào)制四相擴(kuò)頻(0偏置)

區(qū)分用戶反向鏈路功能識別用戶區(qū)分扇區(qū)數(shù)據(jù)擾碼抯前向鏈路功能IQ32,768chipslong26-2/3ms.(75repetitionsin2sec.)64

codes64chipslong

AND=SUMModulo-2Addition相同環(huán)境下各種編碼模式可以接收到的信噪比比較CDMA原理TD-S中智能天線的作用智能天線的原理智能天線的組成部分一、二、三、四、五、目錄二、TD-S中智能天線的作用提高信號強(qiáng)度

通過多個(gè)天線通道功率的最大比合并以及陣列信號處理，明顯提高了接收靈敏度；2.降低誤碼率波束賦形算法使得基站針對不同用戶的接收和發(fā)射很高的指向性，因此用戶間的干擾，在空間上能夠得到很好的隔離，減少了信號間干擾和電磁環(huán)境污染；3.增加系統(tǒng)容量波束賦形對用戶間干擾的空間隔離，明顯增加了CDMA的容量和頻譜利用率，結(jié)合聯(lián)合檢測技術(shù)，使得TD-SCDMA能夠?qū)崿F(xiàn)滿碼道配置；4.提高網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化效率

通過波束賦形算法能夠?qū)崿F(xiàn)廣播波束寬度的靈活調(diào)整，這使得TD-SCDMA在網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化過程中小區(qū)廣播覆蓋范圍的調(diào)整可以通過軟件算法實(shí)現(xiàn)（常規(guī)基站天線的廣播波束是固定不可變的，若想調(diào)整覆蓋范圍必須要更換天線），從而明顯提高了網(wǎng)優(yōu)效率；5.節(jié)約成本通過對天線陣進(jìn)行波束賦形使得下行信號能夠?qū)?zhǔn)一個(gè)（或若干個(gè)不同位置的用戶）用戶，這等效于提高了發(fā)射機(jī)的有效發(fā)射功率（EIRP），從而可以降低基站發(fā)射功率，節(jié)省系統(tǒng)成本（基站可采用額定輸出功率較低的功率放大器）。CDMA系統(tǒng)中采用了大功率線性功放，價(jià)格比較昂貴；采用智能天線技術(shù)的TD系統(tǒng)可以采用多個(gè)小功率功放，從而降低了制造成本。智能天線的空間分集效果

空間分集是無線通信系統(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?？臻g分集利用陣列天線中不同陣元耦合得到的空間信號弱相關(guān)性（即不同路徑多徑信號的弱相關(guān)性），智能天線是對所有陣元接收的信號進(jìn)行加權(quán)合并，形成空域?yàn)V波，此時(shí)不同陣元耦合信號可以是強(qiáng)相關(guān)也可以是弱相關(guān)。智能天線與傳統(tǒng)意義空間分集技術(shù)的比較CDMA原理TD-S中智能天線的作用智能天線的原理智能天線的組成部分一、二、三、四、五、目錄N列單元組陣波程差ФN=（N-1）*2πdsinθ0/λ三、智能天線的原理廣播波束和業(yè)務(wù)波束圖形智能天線上行鏈路N個(gè)天線輻射單元接收到信號經(jīng)過射頻放大后，在基帶的數(shù)字波束成形（DBF）網(wǎng)絡(luò)中采用Wi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DSP智能算法處理器根據(jù)N個(gè)天線輻射單元來波的幅度/相位關(guān)系預(yù)測出有用信號的方向。疊加合成得到最大的接收信號。智能天線下行鏈路DSP根據(jù)上述預(yù)測的有用信號方向以及預(yù)測的干擾信號方向，可以自適應(yīng)產(chǎn)生合適的Wi復(fù)權(quán)系數(shù)，并激勵(lì)各個(gè)天線單元的輻射，從而將主瓣板對準(zhǔn)有用信號，將零點(diǎn)對消。CDMA原理TD-S中智能天線的作用智能天線的原理智能天線的組成部分一、二、三、四、五、目錄四、智能天線的組成部分

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。四、智能天線的組成部分及測試

校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)功分器陣子單元校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)的作用智能天線通過對接收到的時(shí)空信號進(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使得真實(shí)的陣列模型與理想的有很大差異,尤其是對業(yè)務(wù)波束而言，業(yè)務(wù)波束接收到的信號往往是許多相關(guān)性較強(qiáng)的多徑信號疊加，當(dāng)各信號的時(shí)延擴(kuò)展小于一定值時(shí)，信號波形容易產(chǎn)生畸變造成眾多波束形成算法失效,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。功分器作用

通過改變各單元幅度相位來控制方向圖外置功分器

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

影響垂直方向波形，主要是下傾角，上旁瓣抑制和下零點(diǎn)填充陣子單元陣子單元多采用兩