智能无线技术3资料

1、智能(zh nn)天线技术共四十四页何谓智能(zh nn)天线技术？智能天线技术：在微波技术、自动控制理论、自适应天线技术、数字信号处理（DSP）技术和软件无线电技术等多学科基础上综合发展而成的一门新技术.智能天线：有多个天线单元组成，每一个(y )天线后接一个(y )复数加权器，最后用相加器进行合并输出。共四十四页智能天线(tinxin)原理自适应或智能的主要含义是指这些加权系数可以根据一定的自适应算法进行自适应更新调整，从而实现天线多个高增益窄波束动态的跟踪多个期望用户。接收模式下来自窄波束之外的信号被抑制，发射模式下能使期望用户接收的信号功率最大，同时使窄波束照射范围(fnwi)以外的非

2、期望用户受到的干扰最小。智能天线系统主要包括:智能天线阵列（圆阵、线阵）、多RF通道收发信机子系统（每根天线对应一个RF通道）、基带智能天线算法（基带实现，各用户单独赋形）共四十四页智能(zh nn)天线原理图共四十四页智能天线(tinxin)的分类全向天线 全向天线，即在水平方向图上表现为360都均匀辐射，也就是平常(pngchng)所说的无方向性，在垂直方向图上表现为有一定宽度的波束，一般情况下波瓣宽度越小，增益越大。全向天线在移动通信系统中一般应用与郊县大区制的站型，覆盖范围大。 共四十四页智能(zh nn)天线的分类定向天线(dngxingtinxin) 定向天线(dngxingtin

3、xin)，在在水平方向图上表现为一定角度范围辐射，也就是平常所说的有方向性，在垂直方向图上表现为有一定宽度的波束，同全向天线一样，波瓣宽度越小，增益越大。共四十四页智能天线(tinxin)的分类机械天线 所谓机械天线，即指使用机械调整下倾角度(jiod)的移动天线。 共四十四页智能(zh nn)天线的分类电调天线 所谓(suwi)电调天线，即指使用电子调整下倾角度的移动天线。共四十四页栅状抛物面天线(tinxin) 共四十四页八木定向天线(dngxingtinxin)共四十四页室内(sh ni)吸顶天线与壁挂天线共四十四页智能(zh nn)天线系统开关波束具有有限数目的、固定的、预定义的方向图

4、，其天线(tinxin)系统可形成多个固定的波束，在特定的方向上提高灵敏度。它从几个预定义的、固定波束中选择其一，检测信号强度，当移动台越过扇区时，从一个波束切换到另一个波束。自适应天线具有无限数目的、随时间调整的方向图，该技术是目前最先进的智能天线方法，它采用多种较新的信号处理算法，可以有效地跟踪、锁定各种类型的信号，动态抑制其干扰到最小，而所希望的信号最大。 共四十四页开关(kigun)波束天线接收机共四十四页波束(bsh)切换系统原理图共四十四页开关(kigun)波束天线方向图共四十四页自适应(shyng)天线阵接收机共四十四页自适应(shyng)天线阵方向图共四十四页波束形成(xngc

5、hng)步骤首先，估计所有多径分量的入射角；其次，确定(qudng)某一方向的信号为有用信号还是干扰信号，当然这需要有用户识别信号；第三，计算出天线加权值，形成特定的波束，得到最优化的信号噪声干扰信号比。该波束自适应波束形成需三个能够最大限度地放大有效信号，同时以零陷对准干扰信号，使干扰信号在理论上被完全地抑制。共四十四页智能天线(tinxin)的用途智能天线在移动(ydng)通信中的用途主要包括抗衰落、抗干扰、增加系统容量以及移动(ydng)台的定位。共四十四页抗衰落(shuilu)采用智能天线控制接收方向(fngxing)，天线自适应地构成波束的方向(fngxing)性，使得延迟波方向(f

6、ngxing)的增益最小，减少信号衰落的影响。智能天线还可以用于分集，减少衰落。共四十四页抗干扰高增益、窄波束智能天线阵用于WCDMA基站，可减少移动台对基站的干扰，改善系统性能(xngnng)。抗干扰应用实质是空间域滤波。共四十四页增加(zngji)系统容量为了满足移动 通信业务的巨大需求，应尽量扩大现有(xin yu)基站容量和覆盖范围。要尽量减少新建网络所需的基站数量，必须通过各种方式提高频谱利用效率。方法之一是采用智能天线技术，用多波束板状天线代替普通天线。共四十四页实现移动(ydng)台定位目前蜂窝移动通信系统(xtng)只能确定移动台所处的小区。如果基站采用智能天线阵，一旦收到信号

7、，即对每个天线元所连接收机产生的响应作相应处理，获得该信号的空间特征矢量及矩阵，由此获得信号的功率估值和到达方向，即用户终端的方位。共四十四页智能(zh nn)无线技术的分类智能天线是一个天线阵列，它由N个天线单元组成。每个天线单元有M套加权器，可以(ky)形成M个不同方向的波束，用户数M可以大于天线单元数N。根据采用的天线方向图形状，可以分为两类：共四十四页智能(zh nn)天线方框图共四十四页自适应方向图智能(zh nn)天线采用自适应算法，其方向图没有(mi yu)固定的形状，随着信号及干扰而变化。它的优点是算法较为简单，可以得到最大的信号干扰比。但是它的动态响应速度相对较慢。另外，由于

8、波束的零点对频率和空间位置的变化较为敏感，在频分双工系统中上下行的响应不同，因此它不适应于频分双工而比较适应时分双工系统。自适应天线阵着眼于信号环境的分析与权集实时优化上。共四十四页自适应天线(tinxin)的发展自适应天线已有30多年，大体上可以分成三个发展(fzhn)阶段第一个10年主要集中在自适应波束控制上。第三个10年主要集中在空间谱估计上，诸如最大似然谱估计、最大熵谱估计、特征空间正交谱估计等等。第二个10年主要集中在自适应零点控制上。共四十四页固定形状(xngzhun)方向图智能天线 固定形状方向图智能天线方向图形状基本不变。它通过测向确定用户信号的到达方向(DOA)，然后根据信号

9、的DOA选取合适的阵元加权，将方向图的主瓣指向用户方向，从而提高用户的信噪比。固定形状波束智能天线对处于非主瓣区域的干扰，是通过控制低的旁瓣电平来确保抑制的。与自适应智能天线相比，固定形状波束智能天线无需(wx)迭代、响应速度快，而且鲁棒性好，但它对天线单元与信道的要求较高。共四十四页智能天线(tinxin)的增益如图是一个8元圆形自适应阵列对1用户(实心矩形)、10干扰用户(空心矩形)通信环境的等效方向图。由图可见，系统在干扰方向形成凹点，并在所需信号方向形成峰值。通常自适应算法(sun f)在无干扰信号的其它角度上也可能出现峰值。也有等旁瓣的智能天线。共四十四页共四十四页共四十四页智能天线

10、对无线网络性能(xngnng)及电磁辐射的改善对无线干扰的控制一直是移动(ydng)通信运营商关注的问题，良好的干扰控制不仅可以提高通信质量，而且可以提升网络所能承载的用户数。为了有效地控制干扰，移动(ydng)通信基站从单小区全向站发展到了三小区定向站，CDMA系统甚至使用六小区定向站。共四十四页麦得威的GSM智能(zh nn)天线麦得威的GSM智能(zh nn)天线系统实际是一个近似十二小区的系统，在使用上，广播信道和公用控制信道使用三小区系统，而话务信道使用十二小区系统。如图是12小区的系统相对与全向站，载干比有大约11dB的增益。 共四十四页共四十四页麦得威的GSM智能天线系统是一个基

11、于三小区(xio q)定向站开发的系统，每个小区(xio q)方向由一个宽波束（900或1200）天线和四个窄波束天线构成。窄波束天线半功率角为22.50或300，如图所示:共四十四页共四十四页对一些同频信道进行了干扰强度的比较测试，结果是这些信道的干扰强度在使用智能天线后，得到了很大程度的控制(kngzh)。从表中可以看出对其他小区同频信道的干扰减少了3.56dB。上行、下行信号的误率也降 低，移动台的发射功率、场强也降低了。共四十四页测试次数 测试频点 平均干扰强度（传统天线） 平均干扰强度（智能天线） 干扰降低 第一次 同频1 -80.19 dBm -85.70 dBm 5.52 dB 同频2 -82.27 dBm -87.91 dBm 5.64 dB 第二次 同频1 -82.91 dBm -89.00 dBm 6.09 dB 同频2 -84.14 dBm -87.62 dBm 3.48 dB 共四十四页共四十四页共四十四页共四十四页共四十四页Thank you ！共四十四页内容摘要智能天线技术。电调天线 所谓电调天线，即指使用电子调整下倾角度的移动天线。室内吸顶天线与壁挂天线。方法之一是采用智能天线技术，用多波束板状天线代替普通天线。目前蜂窝移动通信系统只能确定移动台所处的小区