TD智能天线的原理及设计(吕士禄)

1、TDTD智能天线的原理智能天线的原理及设计及设计Copyright Shenzhen Grentech Co., Ltd.目 录一、一、 二、三、四、Copyright Shenzhen Grentech Co., Ltd.一、 CDMACDMA（码分多址）定义（码分多址）定义 一个信道对应一种独特的码序列。一个信道对应一种独特的码序列。每个用户使用相同的频率，但采每个用户使用相同的频率，但采用不同的码序列用不同的码序列扩频序列扩频序列A扩频序列扩频序列B扩频序列扩频序列C扩频序列扩频序列C扩频序列扩频序列B扩频序列扩频序列A输入数据输入数据X恢复数据恢复数据XX+AX+A+BX+A+B+CX

2、+A+BX+A扩频码片流扩频码片流发端发端终接端终接端Copyright Shenzhen Grentech Co., Ltd.Cell每种扩频序列在前向链路和反向链路上具有不同每种扩频序列在前向链路和反向链路上具有不同的用途的用途但这些序列在两个方向上均用于生成用户的码分但这些序列在两个方向上均用于生成用户的码分信道信道沃氏码沃氏码短码短码序列序列长码长码序列序列序列类型序列类型互相正互相正交交除除0 0偏偏置外正置外正交交近似正近似正交交特性特性6421数量数量64 chips1/19,200 sec.32,768 chips26-2/3 ms75x in 2 sec.242 chips4

3、1 days长度长度正交调制正交调制 四相扩频四相扩频(0(0偏置偏置) ) 区分用户区分用户反向链路反向链路 功能功能识别用识别用户户区分区分 扇区扇区数据扰数据扰码抯码抯前向链前向链路功能路功能IQ32,768 chips long26-2/3 ms.(75 repetitions in 2 sec.)64codes64 chips long AND=SUMModulo-2 ACopyright Shenzhen Grentech Co., Ltd. 相同环境下各种编码模式可以接收到的信相同环境下各种编码模式可以接收到的信噪比比较噪比比较Copyright Shenzhen Grentec

4、h Co., Ltd.一、二、三、四、五、目 录Copyright Shenzhen Grentech Co., Ltd.二、 2.2.3.3.增加系统容量增加系统容量Copyright Shenzhen Grentech Co., Ltd.4. 5. Copyright Shenzhen Grentech Co., Ltd.智能天线的空间分集效果 空间分集是无线通信系统中常用的抗多径衰落方案。 单元的智能天线可等效为由M个空间耦合器按优化合并准则构成的空间分集阵列，因此可认为智能天线是传统分集接收天线的进一步发展。 但智能天线与空间分集技术也有显著不同。空间分集利用阵列天线中不同阵元耦合得到

5、的空间信号弱相关性 （ 即不同路径多径信号的弱相关性） ， 智能天线是对所有阵元接收的信号进行加权合并， 形成空域滤波，此时不同阵元耦合信号可以是强相关也可以是弱相关。Copyright Shenzhen Grentech Co., Ltd.智能天线与传统意义空间分集技术的比较Copyright Shenzhen Grentech Co., Ltd.一、二、三、 四、五、目 录Copyright Shenzhen Grentech Co., Ltd.N列单元组阵波程差N =（N-1）*2d sin0 /三、 Copyright Shenzhen Grentech Co., Ltd.广播波束和业

6、务波束图形Copyright Shenzhen Grentech Co., Ltd.智能天线上行链路 N 个天线辐射单元接收到信号经过射个天线辐射单元接收到信号经过射频放大后，在基带的数字波束成形（频放大后，在基带的数字波束成形（DBF）网络中采用）网络中采用 Wi 的复权系数加权并进行叠的复权系数加权并进行叠加合成，然后进入接收机，其中加合成，然后进入接收机，其中DSP 智能智能算法处理器根据算法处理器根据 N 个天线辐射单元来波的个天线辐射单元来波的幅度幅度/相位关系预测出有用信号的方向。叠相位关系预测出有用信号的方向。叠加合成得到最大的接收信号。加合成得到最大的接收信号。Copyrigh

7、t Shenzhen Grentech Co., LCopyright Shenzhen Grentech Co., Ltd.智能天线下行链路 DSP根据上述预测的有用信号方向以根据上述预测的有用信号方向以及预测的干扰信号方向，可以自适应产生及预测的干扰信号方向，可以自适应产生合适的合适的 Wi 复权系数，并激励各个天线单元复权系数，并激励各个天线单元的辐射，从而将主瓣板对准有用信号，将的辐射，从而将主瓣板对准有用信号，将零点对消。零点对消。Copyright Shenzhen Grentech Co., Ltd.一、二、三、 四、五、目 录Copyright Shenzhen Grentec

8、h Co., Ltd. 智能天线共有9 个端口，中间的端口为校准口，其余的 8 个端口为天线端口。校准口的作用是用于校正智能天线阵在实际应用环境下的各接收（发射）通道到各列天线口面的相位差，其它八个端口分别连接到基站的收/发信机通道。Copyright Shenzhen Grentech Co., Ltd.校准网络功分器阵子单元Copyright Shenzhen Grentech Co., Ltd.校准网络的作用 智能天线通过对接收到的时空信号进行及时有效的处理从而改善移动通信系统的性能。 各端口幅度相位的误差会使得真实的阵列模型与理想的有很大差异 ,尤其是对业务波束而言，业务波束接收到的信

9、号往往是许多相关性较强的多径信号叠加，当各信号的时延扩展小于一定值时 ，信号波形容易产生畸变造成众多波束形成算法失效 ,从而影响阵列的波束赋形并引起误码率增大 ,导致系统性能急剧下降甚至不能正常工作。Copyright Shenzhen Grentech Co., Ltd.功分器作用 通过改变各单元幅度相位来控制方向图通过改变各单元幅度相位来控制方向图 外置功分器外置功分器 影响水平波形，主要是广播波束的波形和业务波束的指向； 内置功分器内置功分器 影响垂直方向波形，主要是下倾角，上旁瓣抑制和下零点填充Copyright Shenzhen Grentech Co., Ltd.阵子单元阵子单元多采用两种形式阵子单元多采用两种形式 微带微带 特