基于信道互易性的波束成形

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无线通信中的波束成形技术研究

无线通信中的波束成形技术研究

无线通信中的波束成形技术研究一、引言随着无线通信的快速发展,人们对无线网络传输速度和稳定性的需求越来越高。

波束成形技术作为一种通信信号处理技术,可以提高通信系统的信号质量和传输距离,被广泛应用于无线通信系统中。

本文将从波束成形技术的基础原理、具体实现以及未来发展等方面进行研究探讨。

二、波束成形技术的基础原理波束成形技术是通过对传输信号进行合理加权和相位调整,将信号能量集中在特定的方向,形成一束窄而强的信号,从而提高信号的传输效果。

其基础原理可分为两个方面:波束形成和波束跟踪。

1. 波束形成:波束形成是利用天线阵列的相位差造成信号的相干相位叠加,从而将信号能量集中在特定方向。

波束形成依赖于波束赋形算法,常用的算法包括最小均方误差(MMSE)算法、最大信噪比(MSN)算法和最大功率传输(MPT)算法等。

2. 波束跟踪:波束跟踪是指通过算法和信号处理技术实时跟踪用户的位置和通信环境变化,并对波束进行动态调整以保持通信链路的稳定性和可靠性。

三、波束成形技术的具体实现波束成形技术的具体实现需要考虑多个因素,包括天线阵列、信号处理算法、信道估计和反馈等。

1. 天线阵列:天线阵列是波束成形的关键组成部分,不同的天线阵列结构对波束成形的效果有着重要影响。

目前常用的天线阵列包括均匀线阵、均匀面阵、非均匀阵列等,在设计天线阵列时需要考虑阵列的形状、大小、发射功率和接收灵敏度等参数。

2. 信号处理算法:信号处理算法是实现波束成形的关键,合理选择算法能够提高波束成形的性能。

常用的算法有协方差矩阵的特征分解法、最大似然估计算法和扩展卡尔曼滤波算法等。

3. 信道估计和反馈:波束成形技术需要对信道进行准确估计,以便实时调整波束的方向和形状。

同时,需要将估计的信道信息反馈给发送端,实现波束的动态调整。

常用的信道估计方法有最小均方误差估计和最大似然估计等。

四、波束成形技术在实际应用中的挑战波束成形技术在实际应用中面临一些挑战,需要进一步研究和改进。

41. 无线通信中的波束成形技术如何实现?

41. 无线通信中的波束成形技术如何实现?

41. 无线通信中的波束成形技术如何实现?41、无线通信中的波束成形技术如何实现?在当今的无线通信领域,波束成形技术正发挥着日益重要的作用。

它宛如一位神奇的魔术师,能够显著提升通信质量和效率,让我们在信息的海洋中畅游得更加顺畅。

那么,波束成形技术究竟是如何实现的呢?要理解波束成形技术的实现,首先得从电磁波的传播特性说起。

电磁波在空间中传播时,会以球面波的形式向外扩散。

这就好比往平静的湖面扔一块石头,产生的涟漪会向四周扩散。

但在无线通信中,我们希望信号能够像一束精准的激光,直直地指向目标接收设备,而不是漫无目的地向四周发散。

这就是波束成形技术要解决的核心问题。

实现波束成形的关键在于天线阵列。

想象一下,一组排列整齐的天线就像一个训练有素的合唱团,每个天线都是一名歌手。

通过精确地控制每个天线发送信号的相位和幅度,就能够让这些信号在空间中相互叠加,形成一个指向特定方向的强大波束。

这就好像合唱团中的歌手们通过协调各自的发声,共同唱出一首指向特定方向的响亮歌曲。

那么,如何精确控制天线发送信号的相位和幅度呢?这就需要用到复杂的算法和信号处理技术。

在发送端,系统会根据目标接收设备的位置和方向等信息,计算出每个天线应该发送的信号的相位和幅度。

这些计算通常基于数学模型和大量的测量数据。

然后,通过电子电路或软件控制,将调整后的信号发送出去。

在接收端,波束成形技术也同样重要。

接收天线阵列接收到的信号是多个不同方向传来的电磁波的叠加。

通过对每个天线接收到的信号进行分析和处理,可以确定信号的来源方向,并增强来自目标方向的信号,同时抑制来自其他方向的干扰。

为了实现精确的波束成形,还需要对无线信道进行准确的估计。

无线信道就像是一条充满变数的道路,信号在其中传播会受到各种因素的影响,比如障碍物的阻挡、多径传播等。

通过发送一些已知的训练序列,接收端可以对信道的特性进行测量和估计,从而为波束成形提供更准确的参数。

另外,自适应波束成形也是波束成形技术的一个重要发展方向。

基于混合自适应波束成形的宽带毫米波通信系统设计

基于混合自适应波束成形的宽带毫米波通信系统设计

基于混合自适应波束成形的宽带毫米波通信系统设计近年来,随着通信技术的不断发展,毫米波通信作为一种新兴的通信技术正逐渐引起人们的关注。

毫米波通信系统具有高带宽、低延迟和大容量等特点,被广泛应用于无线通信、雷达和遥感等领域。

然而,由于毫米波信号受到较严重的衰减和多径效应的影响,其通信距离受限,因此如何提升毫米波通信系统的性能成为了研究的一大难题。

为了克服毫米波通信系统的局限性,科研人员提出了基于波束成形技术的解决方案。

波束成形是指通过将信号的能量集中在特定的方向上,来提高通信系统的传输效率和覆盖范围。

自适应波束成形算法是波束成形技术的一种重要方法,其通过对接收信号进行加权叠加,使得系统在接收端形成一个窄波束,从而提高通信系统的性能。

在宽带毫米波通信系统中,涉及到多径效应较为严重的信道环境。

为了克服这一问题,研究人员将混合自适应波束成形引入到通信系统设计中。

混合自适应波束成形算法综合了传统的波束成形技术和自适应波束成形技术的优点,既能适应信号受多径效应影响的环境,又能提供更好的通信性能。

在宽带毫米波通信系统的设计中,首先需要进行信号传输的频率规划。

毫米波通信系统的工作频段通常处于30GHz至300GHz之间,根据具体的场景需求和频谱资源,选择适当的频率进行通信。

其次,通过合适的天线设计和接收机设计,实现对毫米波信号的接收和发射。

在接收端,利用混合自适应波束成形算法对接收信号进行处理,实现对信号的合理利用,从而提高系统的传输效率和性能。

此外,在宽带毫米波通信系统中,还需要解决信道估计和联合检测等问题。

由于毫米波信号频率较高,信号受影响的因素较多,因此在信道估计和联合检测中需要采用高效的算法和技术。

例如,可以利用压缩感知技术对信号进行采样和重构,从而减少信道估计的复杂度和计算量。

同时,可以采用多用户检测和干扰消除等技术,提高系统的接收性能和干扰抑制能力。

综上所述,基于混合自适应波束成形的宽带毫米波通信系统设计是一个复杂而又具有挑战性的任务。

5G无线通信中的波束成形技术实现方法

5G无线通信中的波束成形技术实现方法

5G无线通信中的波束成形技术实现方法近年来,随着移动通信技术的迅猛发展,5G无线通信成为了热门话题。

作为5G无线通信的核心技术之一,波束成形技术被广泛应用于提高通信质量和增强通信覆盖范围。

本文将介绍5G无线通信中波束成形技术的实现方法和相关技术。

首先,让我们来了解什么是波束成形技术。

波束成形是指在无线通信中,通过调整发射端和接收端的天线电束形状和方向,使得信号能够以狭窄的波束形式传输或接收。

与传统的全向性天线相比,波束成形技术能够将无线信号在特定方向上进行聚焦,减小信号功率损耗和干扰,提高通信质量和传输速率。

在5G无线通信中,波束成形技术的实现方法主要包括两种:数字波束成形和模拟波束成形。

首先是数字波束成形。

数字波束成形通过无线通信设备中的数字信号处理器对发射信号进行处理和优化,以实现波束成形。

数字波束成形主要包括两个环节:信号预处理和波束形成。

信号预处理可以利用先进的信号处理算法,如最小均方差(MMSE)算法、最大比合并(MRC)算法等,对待发送的数据进行预处理,使得接收端可以更精确地捕捉到发送信号。

波束形成则是通过利用波束权重矩阵和相位控制器,将信号按照特定的方向进行聚焦。

数字波束成形可以动态调整波束方向和形状,适应不同的通信环境和需求。

它具有高度灵活性和可配置性,可以应对复杂的无线通信信道环境,提供更高的传输速率和覆盖范围。

另一种实现方法是模拟波束成形。

模拟波束成形是通过利用天线阵列中的各个天线元件的相位和振幅调节,实现对发射信号的波束聚焦。

模拟波束成形主要包括两个步骤:波束形成和波束跟踪。

波束形成是指通过设置各个天线元件的相位和振幅,使得发射信号按照特定方向形成波束。

波束跟踪则是根据接收信号的反馈信息,动态调整天线阵列的相位和振幅,以适应无线信道的变化。

模拟波束成形相较于数字波束成形,计算复杂度更低,硬件实现更简单,但灵活性略显不足。

除了数字波束成形和模拟波束成形,还有一种混合波束成形技术,是数字和模拟波束成形的结合。

基于信道相关统计及有限反馈的多基站协作波束成形

基于信道相关统计及有限反馈的多基站协作波束成形
t n r q ie y mu t etc o e a i e b a o mi g s se , n e t t n ag rt m f c a n lv co u c o s i e u r d b l c l o p r t e mf r n y t ms a s ma o l o h o h n e e t r f n t n wa o i v i i i i
HE iwe HUANG ng mi YANG . Sh — n 一, Yo — ng 一, Lv xi’
(. yL b rtr f d r t Ac u t in l r csigo Mii r f d c t n S uh at ies y Naj g2 0 9 , hn ; 1 Ke a o a yo Un ewa r o s c g a P o es o e iS n f ns yo E u ai , o te sUnv r t, ni 1 0 6 C i t o i n a
t e ef e b c / a k a l v r e d a dt e r t e f r a c , ih wa e f d b u u r a i l t n r s l . we nt e d a k b c h u e h a n ae p ro h o h m n e wh c sv ri y o rn me c l mu ai e u t i e i s o s Ke r s mu t el o p r t n l t fe b c ; h n e e t r u c o ; h n e h s o e o k c r lt n s t t s ywo d : l c l c o e ai ;i e e d a k c a n l co n t n c a n l a ec d b o ; o r a o ti i i o mi d v f i p e i a sc

无线网络中的波束成形技术

无线网络中的波束成形技术

无线网络中的波束成形技术随着科技的不断进步,无线通信技术发生了翻天覆地的变化。

相较于传统的天线技术,波束成形技术更受到了人们的青睐。

波束成形技术是无线通信技术中的一种新兴技术,通过调节天线方向、幅度和相位等参数,使信号能够准确地被定向传播,从而提高了无线通信的质量和效率。

本文将详细介绍无线网络中波束成形技术的应用以及优势。

一、波束成形技术的基本原理波束成形技术是通过调节发射端和接收端的天线参数来改变信号的传输方向和强度。

在调节天线参数之前,需要对信道进行建模,确定传输路径和信道特性;之后,通过对天线参数的调节,发送端向目标发送更加强有力的信号,而接收端则能够准确地接收到信号。

整个过程,就叫做波束成形技术。

波束成形技术的调节参数主要包括天线方向、天线幅度和天线相位。

天线方向的调节可以使信号覆盖范围更加集中,传输距离更远;天线幅度和天线相位的调节则可以调整信号的信噪比和相位延迟,从而进一步优化信号传输质量。

二、波束成形技术在无线网络中的应用1.多址分配技术无线网络是一个共享资源,信号受多个用户干扰的影响比有线网络更加严重。

传统的无线网络采用TDMA或CDMA等多址分配技术,将无线信道进行分时或者分频复用,但是在高频段等复杂信道环境下,这种技术是无法满足要求的。

波束成形技术可以减少多用户间的干扰,从而大大提高网络效率和信号质量。

2.信道分集技术多路路径信号计算和合成是无线通信中一个重要的技术问题。

传统的单天线无法实现波束成形技术,但多输入多输出(MIMO)技术可以实现这一点。

MIMO技术通过多个天线接收多路独立的信号,然后通过波束成形技术将它们合并为一路更强有力的信号,从而大大提高了网络的容量和覆盖范围。

3.室内分布式天线技术室内分布式总线式天线系统(DAS)是在室内无线通信领域的新兴技术,由于其能够提供更加均匀的网络覆盖以及更优质的网络服务,被广泛应用于大型建筑、高层公寓等环境中。

波束成形技术可以进一步改善DAS技术中的网络覆盖和服务质量。

无线通信网络中的波束成形技术

无线通信网络中的波束成形技术

无线通信网络中的波束成形技术在日常生活中,我们随处可见的通信设备,如手机、电视、无线路由器等,都依赖于无线通信技术。

而无线通信技术的核心之一就是波束成形技术。

本文将深入探讨无线通信网络中的波束成形技术。

一、波束成形技术的基本概念波束成形技术(Beamforming)是指控制天线发射功率和相位,在不改变载波频率的情况下,快速调整天线辐射方向和强度,以达到波束聚焦的目的。

波束聚焦后,信号强度大大增加,信噪比也随之提高。

从而可以使通信距离增加,减少信号干扰和功率损耗,提高通信速率和网络容量。

波束成形技术基于微波通信理论和数字信号处理技术,主要有数字波束成形技术和模拟波束成形技术两种形式。

其中数字波束成形技术适用于数字信号处理复杂、系统稳定的无线通信网络;而模拟波束成形技术则适用于信号处理简单、系统设计简化的网络。

二、波束成形技术的工作原理波束成形技术的实现基于所用天线阵列的相位控制技术,天线阵列可构成不同的波束。

波束形成的过程大致可以分为以下三个步骤:1. 方向估计在波束成形的过程中,需要先根据移动目标或者用户设备位置来推算其在信号空间中的方向。

方向估计一般采用的方法有最大似然估计(ML)和最小均方误差(MSE)估计等。

2. 波束形成在天线阵列中,每个天线根据所接受的信号情况调整其输出信号的相位和幅度,形成一个具有指向性的冲击波,从而形成波束。

波束的指向主要由相位调控,波束宽度由幅度调控。

3. 波束跟踪波束跟踪主要是指在移动场景下,通过控制阵列天线中每个天线的相位和幅度的变化,以保证波束聚焦在目标上。

波束跟踪需要对目标的移动速度和移动方向进行实时估计,并对波束参数进行调整。

三、应用场景波束成形技术在通讯领域应用较为广泛。

在低频率通信系统中,波束成形主要应用于雷达和无线电方向查找设备;而在高频率通信系统中,波束成形主要应用于无线电通信网络中。

其中,模拟波束成形技术应用非常广泛,如模拟波束成形的无线电接收器、基站、天线、电视、测向仪等。

无线通信中基于线性预测和参数反馈的下行波束形成方法

无线通信中基于线性预测和参数反馈的下行波束形成方法

无线通信中基于线性预测和参数反馈的下行波束形成方法傅永生;沈连丰;刘彤
【期刊名称】《电路与系统学报》
【年(卷),期】2004(009)003
【摘要】本文基于最大信号噪声比准则(MSNR,Maximum Signal Noise Ratio)提出一种新的下行波束形成方法,即根据天线收发的互易性原理,通过上行波束形成得到的上行天线阵列矢量,变换而得到下行天线阵列矢量,再通过移动端Rake接收机的合作,反馈回每一径的衰落系数,考虑到存在传输和处理时延并且在此时间内信道有明显变化时,反馈的衰落系数存在误差.因此,本文采用了信道预测的方法,估计即时衰落系数,这样求得期望信号的相关矩阵,计算相应的最大广义特征值所对应的特征矢量,进行下行波束形成.
【总页数】5页(P132-136)
【作者】傅永生;沈连丰;刘彤
【作者单位】东南大学,移动通信国家重点实验室,江苏,南京,210096;东南大学,移动通信国家重点实验室,江苏,南京,210096;东南大学,移动通信国家重点实验室,江苏,南京,210096
【正文语种】中文
【中图分类】TN929.533
【相关文献】
1.基于多普勒信息的盲波束形成方法在声呐信号处理中的应用研究 [J], 李洪升;赵俊渭;陈华伟;王峰;郭业才
2.TD-SCDMA系统中基于上行参数的下行波束赋形算法 [J], 康绍莉;裘正定;李世鹤
3.基于DOA的智能天线下行波束形成方法 [J], 武震东;邹火儿
4.无线通信系统中基于QRD-GR的自适应波束形成算法与实现 [J], 孙洪民;李俊
5.移动场景中基于DQN的毫米波MISO系统下行链路波束成形 [J], 李中捷;吴园君;金闪;钟小辉
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5g通信中的波束成形原理

5g通信中的波束成形原理

5g通信中的波束成形原理5G通信中的波束成形原理随着5G通信技术的迅猛发展,波束成形技术作为其重要组成部分,受到了广泛关注。

波束成形是指通过调整天线的辐射方向和功率分布,将信号集中在特定的方向上,以提高信号传输的效率和可靠性。

本文将详细介绍5G通信中的波束成形原理,并探讨其在实际应用中的指导意义。

首先,要理解波束成形的原理,就需要了解MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)技术。

MIMO技术利用多天线发射和接收信号,通过多径传播和空间多样性来提高通信系统的性能。

在5G中,MIMO技术得到了广泛应用,多个天线可以同时发送和接收信号,增加了信号的容量和可靠性。

其次,波束成形通过对天线阵列中的每个单元进行相位和功率的控制来实现。

每个天线单元会发射或接收一个相位和放大后的信号,通过合理的调整,这些信号在特定的方向上会发生干涉,形成一个强大的波束,从而实现信号的聚集。

波束成形的关键在于相位控制。

通过调整每个天线单元的相位,可以使得信号在特定方向上具有相位的远场干涉,从而增强信号能量的密度,并使得信号在所需的方向上进行聚焦。

相位控制的准确性和精度直接影响到波束成形效果的好坏。

因此,在实际应用中,需要借助先进的信号处理算法和精确的控制手段来提高波束成形的性能。

波束成形在5G通信中具有重要的指导意义。

首先,波束成形可以大大提高信号的传输效率和可靠性,通过将信号集中在特定的方向上,可以减少信号的衰减和干扰。

这对于提供更高的传输速率和更广阔的覆盖范围至关重要。

其次,波束成形使得通信系统具备了适应多用户和多信道的能力。

通过调整波束的形状和方向,可以将信号分发给多个用户,并实现多用户之间的隔离。

同时,波束成形还能够根据通信环境的变化对信号进行自适应调整,以提供更好的通信质量和信号覆盖。

最后,波束成形还可以提升通信系统的能源效率。

通过将信号聚焦在目标方向上,可以减少其他方向上的能量传输,从而降低了能量消耗。

3D-MIMO:从原理到应用

3D-MIMO:从原理到应用

3D-MIMO:从原理到应用黄宇红;刘光毅【期刊名称】《通信世界》【年(卷),期】2017(000)021【总页数】4页(P45-48)【作者】黄宇红;刘光毅【作者单位】中国移动通信研究院;中国移动通信研究院【正文语种】中文3D-MIMO不仅是现有TD-LTE的增强技术,更是未来5G实现容量和频谱效率提升的核心技术,必将在未来的移动通信发展中发挥巨大作用。

随着无线通信技术的发展,无线网络的丰富应用带动了无线数据业务的迅速增长,这给无线接入网络带来了巨大的挑战,未来通信系统设计需要能够更加高效地利用带宽资源,从而大幅提升频谱效率。

4G移动通信系统的快速部署和普及促进了移动互联网业务的快速发展,在改变用户日常生活和行为习惯的同时,也培育了用户使用移动数据业务的习惯。

移动通信手机和网络已经成为人们日常生活的必需品。

4G业务的蓬勃发展也为现有4G网络的容量带来了空前的压力。

为了进一步提升网络容量并改善用户的业务体验,TD-LTE引入了多种增强技术,如CoMP、256QAM调制、载波聚合和上行数据压缩等,而基于多天线的3D-MIMO则是最有效的增强技术。

3D-MIMO通过采用二维天线阵列和先进的信号处理算法,可以实现精确的三维波束成形,实现更好的干扰抑制和空间多用户复用的能力,是提升系统容量和传输效率的有效手段。

因此,3D-MIMO也成为4G演进和5G的核心技术。

如图1所示,传统的2D-MIMO天线端口数较少导致波束较宽,并且只能在水平维度调整波束方向,无法将垂直维的能量集中于终端。

而3D-MIMO一般采用大规模的二维天线阵列,不仅天线端口数较多,而且可以在水平和垂直维度灵活调整波束方向,形成更窄、更精确的指向性波束,从而极大的提升终端接收信号能量并增强小区覆盖。

传统的2D-MIMO仅能在水平维度区分用户也导致其同时、同频可服务的用户数受限。

3D-MIMO可充分利用垂直和水平维的天线自由度,同时、同频服务更多的用户,极大地提升系统容量,还可通过多个小区垂直维波束方向的协调,达到降低小区间干扰的目的。

不理想的信道互易性对波束成形技术的影响

不理想的信道互易性对波束成形技术的影响

不理想的信道互易性对波束成形技术的影响赵昆; 蒋智宁【期刊名称】《《电讯技术》》【年(卷),期】2013(000)001【总页数】3页(P60-62)【关键词】无线通信; LTE系统; 波束成形; 信道互易性【作者】赵昆; 蒋智宁【作者单位】上海贝尔股份有限公司,上海201206【正文语种】中文【中图分类】TN929在无线通信系统中,基站通过使用波束成形(Beam Forming)技术提升系统性能[1]。

根据信道互易性,基站可以通过估计终端上行发送信号获得信道状态信息(CSI),用其计算波束成形的加权。

因此,CSI的准确性对波束成形性能会产生影响,文献[2]对无编码的窄带多输入单输出(MISO)系统中的不理想CSI进行了理论分析。

然而,无编码的窄带MISO系统并不完全符合实际无线通信系统的特性,如长期演进(LTE)系统就是有信道编码的宽带正交频分复用(OFDM)多输入多输出(MIMO)系统[3]。

为了指导实际系统的设计,本文定性分析了LTE中导致信道互易性不理想的主要因素,并定量分析了该因素对波束成形增益的影响。

1 系统模型考虑发送机有M根天线、接收机有 N根天线的下行多输入多输出(MIMO)系统,基带信号表达式为其中,r是N×1的接收信号矢量,HDL是N×M的下行信道矩阵,w是M×1的波束成形权重矢量,s是1×1的发送数据,n是N×1的接收噪声矢量。

根据信道互易性原理,w需要根据上行CSI计算得到的。

假设上行CSI是理想的,那么有由文献[4],对 HUL做奇异值分解(SVD)即可以得到w。

2 问题分析在LTE系统标准化过程中,对上行和下行的峰值速率提出了不同的要求。

如文献[5]所给出的,在20 MHz的系统中,子帧结构1下,下行2发2收的系统要达到172.8 MHz的速率,而上行只要达到86.4 MHz。

这说明LTE的上行终端发送天线只需要1根就可以达到标准化的要求,而下行最少需要2根终端接收天线才可以达到要求。

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时会获得期望信号的最大幅度增益
天线阵方向图
15天线均匀圆阵UCA,期望方向Az=45°,El=0°,理想情况 无互耦效应
天线阵方向图
信道互易性-互耦效应
信道互易性
假设上下行信道具有互易性,同时互耦矩阵满足对称性,
这样发方可以利用上行信道状态信息( CSI )通过波束成 形算法制定出下行的发送信息策略,同时又能避免互耦效 应带来的影响,在不增加反馈开销下达到最优的系统性能。
3G网络(3rd-generation)
TD-SCDMA
TD-SCDMA由于采用时分双工,在一定的相干时间内,同 一个频带上的上行和下行信道特性基本一致,称作信道互 易性。因此,基站根据接收信号估计上行并转置得到下行 信道特性比较容易。 基站得到了下行信道信息之后可以根据波束赋形算法进行 预编码。 经过波束赋形后可以“跟踪”终端方位,并且可以“定向” 发送信号,可以提高基站接收的灵敏度,降低上下行的干 扰,因为降低了上下行的干扰,因此有助于提升系统的容 量。
研究拓展
研究拓展
智能天线的阵列处理一般假设不存在互耦效应作为前提。 而在实际情况下互耦效应给阵列处理带来的影响又是不可 忽视的。 我国自主知识产权的标注TD-SCDMA虽然采用TDD作为双
工方式,可以有效利用统发展不够成熟,针对互易性国内外 研究较少。
信道互易性 信道互易性是TDD系统的一大特色
1、功率控制要求降低。
可以用比较简单和占用资源较少的开环功率控制,同时功率控制周期也可 以增大。
2、利用传输预处理技术降低移动终端的处理复 杂性。 3、利于采用智能天线、发送分集等新技术改进 系统性能,同时可以采用简单的开环方式。
FDD系统必须要用复杂的闭环方案,同时性能也不如TDD中的开环方式好。
互耦效应
互耦效应
在智能天线的阵列天线中,无论是均匀线性阵ULA还是均
匀圆阵UCA,阵列中的阵元都会吸收阵列中其他阵元所辐 射出的信号,这样就产生了每个阵元的电流并不完全是由 激励源或者接收信号电场引起的问题,这就是互耦效应带 来的影响。
互耦效应 互耦效应的表征:互耦矩阵(一般认为是对称阵)
yUL (n) CHUL pUL (n) NUL
均匀圆阵 UCA
波束成形技术

波束成形技术
K 1 k 0
以均匀线阵为例
阵列因子Array Factor:表征 远场辐射模型,记为 F ( , )
F(θ) w H α(θ) e j ( K 1)(0 ) sin[ K (0 ) / 2] sin[( K d / )(sin 0 sin )] sin[(0 ) / 2] sin[( d / )(sin 0 sin )]
利用天线阵列算法DOA(Direction of Arrival)能估计出信
号到达方向,从而带来很多的应用方向。
智能天线
智能天线应用了先进的 技术,把无线电的信号 导向具体的方向,使无 线电频谱的利用和信号 的传输更为有效。
天线阵模型
均匀圆阵模型
均匀线阵模型
天线阵模型
Text
均匀线阵 ULA
Text
在基站估计出来上行信道之后可以利用信道互易性得到下 行信道:
H DL = H
T UL
上行信道矩阵与下行信道矩阵互为转置。
智能天线
智能天线
原名取自应用于雷达、声纳、军事方面完成空间滤波与定 位功能的自适应天线阵列,由天线阵列、波束成形网络以 及波束成形算法三部分构成。 用于更高效的利用无线频谱,提高系统容量。
信道互易性
信道互易性
由移动端发往基站的上行信道可以表示为:
H UL
h11 h1 N h21 h2 N hN 1 hN N
u u t t
u

由于基站有很高的计算能力,所以经过信道估计之后可以 估计出上行信道。
信道互易性
信道互易性
T yDL (n) = HUL CWsDL (n) + N DL = (CHUL )T WsDL (n) + N DL
令 He = CHUL
等效的信道效应仍然具有互易性,从而可以利用上行信道
接收端通过导频序列估计出系统等效上行信道响应,然后 基于信道互易性估计出系统等效下行信道响应。最后基于 等效下行信道响应进行波束赋形算法的计算,实现波束成 形技术。
基于信道互易性的波束成形
姓名: 臧广达
3G网络(3rd-generation)
联通的WCDMA
电信的CDMA2000
移动的TD-SCDMA“中国标准”
被ITU批准的3G标准。 Time Division - Synchronous Code Division Multiple Access。 频谱利用率、频率灵活性、对业务支持具有多样性及成本 等方面有独特优势。 起步较晚,技术不够成熟。 TD系统有一个特点:存在信道互易性。
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