智能天線在移動通信中的校正算法研究.pdf

1、當今的社會已經(jīng)進入了一個信息化的社會，如果沒有信息的傳遞和交流，人們就無法適應現(xiàn)代化快節(jié)奏的生活和工作。人們渴望著能夠隨時隨地、及時可靠的不受時間和空間限制的進行信息交流，提高工作效率和經(jīng)濟效益。因此人們對通信的需求同益迫切，對通信技術(shù)的要求也是越來越高。而現(xiàn)在已經(jīng)運營的第三代移動通信系統(tǒng)(3G)已經(jīng)基本上滿足了用戶的需求，但是目前的移動通信中還有著非常嚴峻的考驗與挑戰(zhàn)。首先是空間電磁環(huán)境越來越復雜，頻譜資源越發(fā)的稀少，并且其利用率程度

2、也不高。再者信道傳輸?shù)臈l件也是日趨惡劣，除了信號本身的衰減、衰落和時延擴張，還要面對其他用戶信號的干擾，這樣就極大地限制了通信質(zhì)量的提高。智能天線技術(shù)就是在這樣的背景下被應用到移動通信系統(tǒng)中的，智能天線技術(shù)已經(jīng)是第三代移動通信TD-SCDMA系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)。智能天線技術(shù)業(yè)已成為人們關(guān)注的焦點，它幫助移動通信運營商達到了兩個目的:提高了網(wǎng)絡的容量和加快了數(shù)據(jù)傳輸速率。
　　 本文中首先在緒論中簡單介紹了在移動通信中智能天線的研究

3、背景和意義，以及國內(nèi)外對智能天線技術(shù)技術(shù)的研究現(xiàn)狀。在接下來的章節(jié)里介紹了智能天線的原理和對TD-SCDMA系統(tǒng)做了簡單的闡述，對智能天線技術(shù)的數(shù)字波束形成做了概述，并且敘述了數(shù)字波束形成的最佳準則，在這些準則的基礎上對波束方向圖做了仿真和比較。文中重點說明了在TD-SCDMA系統(tǒng)中智能天線技術(shù)的應用并對其中的校正算法做了仿真和分析。在TD-SCDMA系統(tǒng)中，在不明顯增加系統(tǒng)復雜度的情況下，采用數(shù)字方法實現(xiàn)波束形成的智能天線技術(shù)將得到充

4、分應用。智能天線通過各陣元信號的相位和幅度加權(quán)來改變天線陣列的方向圖形狀，能夠把主波束對準入射信號并且自適應的實時跟蹤信號，同時把零點對準干擾信號，從而抑制干擾信號，提高信號的信噪比，改善整個通信系統(tǒng)的性能。
　　 此外，智能天線還引入了第四種多址方式:空分多址(SDMA)。在相同時隙、相同頻率或者相同的址碼情況下，仍可以根據(jù)信號不同的空間傳播路徑來區(qū)分用戶。在多個指向不同用戶的并行天線波束控制下，可以顯著的降低用戶信號之間的干

5、擾，大大的提高了系統(tǒng)頻譜利用率。TD-SCDMA系統(tǒng)的智能天線是由8個天線單元組成的，直徑25cm。其原理是使一組天線和對應的收發(fā)信機按照一定的方式排列和激勵，利用波的干涉原理可以產(chǎn)生強方向行的輻射方向圖，使用數(shù)字信號處理方法使主瓣自適應地指向終端方向，就可達到提高信號的信噪比，降低發(fā)射功率等目的。由于每個用戶在小區(qū)內(nèi)的位置都是不同的，這一方面要求天線具有多向性，另一方面則要求在每一獨立的方向上，系統(tǒng)都可以跟蹤個別用戶。通過數(shù)字信號處理

6、控制用戶的方向可以實現(xiàn)上述要求。每個用戶的跟蹤通過到達角進行測量，在TD-SCDMA系統(tǒng)中，由于子幀的長度是5ms，則每秒至少可以測量200次，通過智能天線的方向性和跟蹤性，可獲得最佳的性能。當然，在實際的運行過程中，還要受到周圍環(huán)境因素和自身的各種誤差的影響，以至于會出現(xiàn)在TD-SCDMA系統(tǒng)中陣列天線通道幅度和相位不一致會影響天線系統(tǒng)的性能這一現(xiàn)象，因此我們還要對其進行校正。提出了一種在加入?yún)⒖夹盘栂拢Y(jié)合J.C.liberti算法