智能天線在移動(dòng)通信中的校正算法研究.pdf

1、當(dāng)今的社會(huì)已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)信息化的社會(huì)，如果沒有信息的傳遞和交流，人們就無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)代化快節(jié)奏的生活和工作。人們渴望著能夠隨時(shí)隨地、及時(shí)可靠的不受時(shí)間和空間限制的進(jìn)行信息交流，提高工作效率和經(jīng)濟(jì)效益。因此人們對(duì)通信的需求同益迫切，對(duì)通信技術(shù)的要求也是越來越高。而現(xiàn)在已經(jīng)運(yùn)營(yíng)的第三代移動(dòng)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(dòng)通信中還有著非常嚴(yán)峻的考驗(yàn)與挑戰(zhàn)。首先是空間電磁環(huán)境越來越復(fù)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(hào)本身的衰減、衰落和時(shí)延擴(kuò)張，還要面對(duì)其他用戶信號(hào)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(yīng)用到移動(dòng)通信系統(tǒng)中的，智能天線技術(shù)已經(jīng)是第三代移動(dòng)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(diǎn)，它幫助移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商達(dá)到了兩個(gè)目的:提高了網(wǎng)絡(luò)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(jiǎn)單介紹了在移動(dòng)通信中智能天線的研究

3、背景和意義，以及國(guó)內(nèi)外對(duì)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(duì)TD-SCDMA系統(tǒng)做了簡(jiǎn)單的闡述，對(duì)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(zhǔn)則，在這些準(zhǔn)則的基礎(chǔ)上對(duì)波束方向圖做了仿真和比較。文中重點(diǎn)說明了在TD-SCDMA系統(tǒng)中智能天線技術(shù)的應(yīng)用并對(duì)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(fù)雜度的情況下，采用數(shù)字方法實(shí)現(xiàn)波束形成的智能天線技術(shù)將得到充

4、分應(yīng)用。智能天線通過各陣元信號(hào)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(duì)準(zhǔn)入射信號(hào)并且自適應(yīng)的實(shí)時(shí)跟蹤信號(hào)，同時(shí)把零點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)干擾信號(hào)，從而抑制干擾信號(hào)，提高信號(hào)的信噪比，改善整個(gè)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(shí)隙、相同頻率或者相同的址碼情況下，仍可以根據(jù)信號(hào)不同的空間傳播路徑來區(qū)分用戶。在多個(gè)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(hào)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(gè)天線單元組成的，直徑25cm。其原理是使一組天線和對(duì)應(yīng)的收發(fā)信機(jī)按照一定的方式排列和激勵(lì)，利用波的干涉原理可以產(chǎn)生強(qiáng)方向行的輻射方向圖，使用數(shù)字信號(hào)處理方法使主瓣自適應(yīng)地指向終端方向，就可達(dá)到提高信號(hào)的信噪比，降低發(fā)射功率等目的。由于每個(gè)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(dú)立的方向上，系統(tǒng)都可以跟蹤個(gè)別用戶。通過數(shù)字信號(hào)處理

6、控制用戶的方向可以實(shí)現(xiàn)上述要求。每個(gè)用戶的跟蹤通過到達(dá)角進(jìn)行測(cè)量，在TD-SCDMA系統(tǒng)中，由于子幀的長(zhǎng)度是5ms，則每秒至少可以測(cè)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(dāng)然，在實(shí)際的運(yùn)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(huì)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(huì)影響天線系統(tǒng)的性能這一現(xiàn)象，因此我們還要對(duì)其進(jìn)行校正。提出了一種在加入?yún)⒖夹盘?hào)下，結(jié)合J.C.liberti算法