TD-SCDMA智能天线设计概要VIP专享VIP免费

TD-SCDMA中的智能天线技术摘自：C114发布时间：2006-7-30:00:00摘要：简要介绍了由我国提交并被国际电联接受的第三代移动通信标准TD-SCDMA系统及其特点，详细阐述了智能天线的概念、自适应算法和波束形成方法，深入分析了智能天线在TD-SCDMA系统中的应用以及使用他的有关问题，最后对智能天线的应用前景进行了展望。1引言众所周知，移动通信是在20世纪80年代开始发展起来的，是充满生机的一种现代通信业务。在短短的20年间，技术上已经走过了二代的经历，即80年代的第一代模拟技术和90年代的第二代窄带数字技术。近些年来，随着无线通信宽带化技术的突破，移动通信正在向以CDMA为基础，以宽带化通信为特征的第三代3G技术发展。目前，国际电联接受的第三代移动通信系统标准主要有3个，即美国提出的CDMA2000，欧洲和日本提出的WCDMA和我国提出的TD-SCDMA（时分同步的码分多址技术）。他们除了频谱利用率高、覆盖范围广、性能好、可以适应宽带多媒体通信要求等共同特点外，还有自身的技术特点。TD-SCDMA技术是中国在其通信史上第一次提出并被广泛认可的国际标准，是世界上惟一的TDD模式的3G标准，将独自享有ITU为TDD模式所分配的3G频率。TD-SCDMA标准所具备的技术优势恰恰符合了中国国情现状发展第三代移动通信的要求，是建设中国3G网络系统的最佳方案。2TD-SCDMA系统大唐电信集团开发的TD-SCDMA系统采用时分双工（TDD），TDMA／CDMA多址方式工作，基于同步CDMA、智能天线、多用户检测（JD）、正交可变扩频系数、Turbo编码技术、CDMA等新技术，工作于2010-2025MHz。TD-SCDMA主要优势有：（1）使用智能天线、多用户检测、CDMA等新技术。（2）可高效率地满足不对称业务需要。（3）简化硬件，可降低产品成本和价格。（4）便于利用不对称的频谱资源，频谱利用率大大提高。（5）可与第二代移动通信系统兼容。该系统基于GSM网络，使用现有的MSC，对BSC只进行软件修改，使用GPRS技术，他可以通过A接口直接连接到现有的GSM移动交换机，支持基本业务，通过Gb接口支持数据包交换业务。3智能天线技术自适应天线波束赋形技术在20世纪60年代就开始发展，其研究对象是雷达天线阵，目的是提高雷达的性能和电子对抗的能力。而其真正的发展是在90年代初，随着微计算器和数字信号处理技术的飞速发展，DSP芯片的处理能力日益提高，且价格也逐渐能够为科研和生产所接受，这样也就促进了自适应天线波束赋形技术的发展，但其发展也是从雷达开始的。另外，移动通信频谱资源日益紧张，如何消除多址干扰（MAI）、共信道干扰（CCI）以及多径衰落的影响成为提高移动通信系统性能时要考虑的主要因素。而用现代数字信号处理技术，选择合适的自适应算法，动态形成空间定向波束，使天线阵列方向图主瓣对准用户信号到达方向，旁瓣或零陷对准干扰信号到达方向，从而达到充分利用移动用户信号并抵消或最大程度的抑制干扰信号的目的。因此，固定的天线阵列与数字信号处理器的结合，就构成了可以动态配置天线特性的智能天线，所以到90年代中期，在美国和中国开始考虑将智能天线技术使用于无线通信系统。在1997年，北京信威通信技术公司开发成功使用智能天线技术的SCDMA无线用户环路系统，美国Redcom公司则在时分多址的PHS系统中实现了智能天线。以上是最先商用化的智能天线系统，同时，在国内外众多大学和研究机构内也广泛研究了多种智能天线的波束形成算法和实现方案。3．1智能天线的概念智能天线也叫自适应天线，由多个天线单元组成，每一个天线后接一个复数加权器，最后用相加器进行合并输出。这种结构的智能天线只能完成空域处理，同时具有空域、时域处理能力的智能天线在结构上相对复杂些，每个天线后接的是一个延时抽头加权网络（结构上与时域FIR均衡器相同）。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。智能天线的基本思想是：天线以多个高增益窄波束动态地跟踪多个期望用户，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以外的非期望用户受到的干扰最小。智能天线是利用用户空间位置的不同来区分不同用...