TD-SCDMA系統的智能天線技術

2019-11-03 09:13:45

字體：大中小

來源：轉載

供稿：網友

智能天線的基本概念

　　近年來，智能天線技術已經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，減小了與本小區內其它用戶之間，以及與相鄰小區用戶之間的干擾，而且也減少了移動通信信道的多徑效應。CDMA系統是個功率受限系統，智能天線的應用達到了提高天線增益和減少系統干擾兩大目的，從而顯著地擴大了系統容量，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，來提高系統的容量和頻譜利用率。這樣，TD－SCDMA系統充分利用了CDMA、TDMA、FDMA和SDMA這四種多址方式的技術優勢，使系統性能最佳化。

　　智能天線的核心在于數字信號處理部分，它根據一定的準則，使天線陣產生定向波束指向用戶，并自動地調整系數以實現所需的空間濾波。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字賦形的實現。

智能天線的工作原理

　　TD－SCDMA的智能天線使用一個環形天線陣，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，可同時產生多個波束，按照通信用戶的分布，在360°的范圍內任意賦形。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，最大發射增益為26dB。由于基站智能天線的發射增益要比接收增益大得多，對于傳輸非對稱的ip等數據、下載較大業務信息是非常適合的。

智能天線的主要功能

　　根據以上基本原理，在CDMA系統（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，提高了基站發射機的等效發射功率，降低了系統的干擾，增加了CDMA系統的容量，改進了小區的覆蓋，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射功率，能夠大大降低系統內部的干擾和相鄰小區之間的干擾，從而使系統容量擴大一倍以上；同時也可以使業務高密度的市區和郊區所要求的基站數目減少。在業務稀少的鄉村，無線覆蓋范圍將增加一倍，這也意味著在所覆蓋的區域的基站數目降至通常情況的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、提高系統的經濟效益。

摘自　人民郵電報

上一篇：cdma2000標準與網絡結構演進

下一篇：移動ＩＰ——移動技術發展的基礎