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(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(jiǎn)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(zhǎng)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(zhǎng)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(shí)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(hào)強(qiáng)度

通過(guò)多個(gè)天線通道功率的最大比合并以及陣列信號(hào)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(duì)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(hào)間干擾和電磁環(huán)境污染；3.增加系統(tǒng)容量波束賦形對(duì)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(cè)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(guò)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(guò)程中小區(qū)廣播覆蓋范圍的調(diào)整可以通過(guò)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(guò)對(duì)天線陣進(jìn)行波束賦形使得下行信號(hào)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(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)。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(hào)經(jīng)過(guò)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(lái)波的幅度/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)。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(duì)準(zhǔn)有用信號(hào)，將零點(diǎn)對(duì)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(cè)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(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。功分器作用

通過(guò)改變各單元幅度相位來(lái)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