智能天线在TD—LTE中的应用分析
智能天线技术在移动通信中的应用
智能天线技术在移动通信中的应用摘要随着移动通信技术的发展,智能天线成为第三代数字移动通信的核心技术。
本文通过对智能天线的概念、实现方案、特点和应用前景的阐述,说明智能天线技术在现代移动通信中的重要性。
关键词智能天线;多址方式;移动通信;信号近年来,移动通信技术迅速发展。
自20世纪80年代以来,移动通信的发展历程经历了三个阶段,即第一代模拟蜂窝移动通信,第二代数字蜂窝移动通信,第三代多媒体移动通信。
随着移动用户大幅度的增长,目前通信系统面临着很多亟待解决的问题,比如多径衰落,越区切换,信号的远近效应,同频道干扰,移动台功率限制等等。
智能天线具有抑制干扰,信号自动跟踪以及数字波束赋形等功能,用于移动通信,既可以改善信号质量,又能增加通信系统容量。
移动通信系统中的多址方式是一个滤波问题。
许多用户可同时使用同一频谱,然后采用不同的滤波器和处理技术,使不同用户信号互不干扰的被分别接收和解调。
蜂窝移动通信系统选用适当的天线和多址方式实现信号在两个通信用户之间传输而不影响其他用户。
频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)和码分多址(CDMA)分别在第一代模拟移动通信系统和第二代数字移动通信系统中运用,这几种多址方式本身都只能在各自的领域内实现用户的多址接入,相互交叉的空域资源并没有得到充分有效的利用。
空分多址(SDMA)是一种比较新的多址接入技术,由中国提出的第三代移动通信(3G)标准TD-SCDMA中就应用了空分多址(SDMA)技术,而SDMA的核心技术是智能天线的应用。
智能天线系统由天线阵列、幅相加权、合成器和控制器所组成,它利用天线阵列对波束的汇成和指向的控制,形成多个独立的波束,可以自适应的形成天线的方向图,用以跟踪信号的变化。
天线阵列是由按某种规律排列的单元天线构成的。
常用的阵列形式有直线阵列与圆形阵列。
接收信号时,每个阵元所接收的信号自适应的进行加权调整,其权值是由控制器通过先进的基带信号处理算法来调整,再与其它信号进行合成,形成阵列输出,同时形成若干组自适应波束,产生多波束赋形,根据接收信号在天线阵列上产生的相位差,可以从中获取移动台的位置信息,为每一个移动台提供跟踪波束。
浅谈我国移动通信中智能天线的应用与研究
浅谈我国移动通信中智能天线的应用与研究摘要：移动通信网络的快速发展，使用用户不断增多。
此时保证移动通信的信号强度，降低干扰就是通信运营商的主要任务。
智能天线采用先进的技术，体积降低，容量提高，对于网络速率的提高具有积极意义。
就目前看，智能天线在移动通信系统中的应用已经到了高峰阶段，应对智能天线的性能进行进一步的开发关键词：移动通信；智能天线；应用1引言众所周知，骚站、锋火报警和飞销传书等方式作为远古时代传递信息的标志，由于它们的一系列缺点包括原始、时效性差、且信息的可靠性很低等，早己被时代所淘汰。
随着科技革新以及各项技术的飞速发展，种类繁多的通信方式层出不穷。
这其中包括无线电、固定电话、移动电话、可视电话等，送些新兴科技为人们提供了更加便捷有效的传递信息的方式。
不得不承认，通信技术的飞速发展极大的影响了人们的生活方式，提高了人们的办事效率，使得人们不再因为距离的困扰而缺少沟通和联系，同时，人类所处的社会面貌也随之发生了极大的改变。
因此，在民用通信系统中，移动通信作为当今信息化社会的主要技术手段而显得尤其重要。
作为移动通信系统的不可或缺的一部分，天线主要起到福射电磁波和接收电磁波的作用。
因此，天线指标的好与坏，直接制约着整个通信系统的性能的优劣。
设计高性能指标的天线应用到系统中，不但可减缓系统其它指标的设计要求，更有可能对系统的性能起到整体提升的作用。
2智能天线基本工作原理分析智能天线主要工作模式分为波束形成系统和自适应波束形成系统两种实现形式。
切换波束形成系统通过利用多个预定义的并行波束实现整个区域用户的全覆盖，各并行波束所指向的方向和宽度都是预先设定且相对固定的。
当进行移动通信时，如通信的信号在信号覆盖范围内进行移动为确保取得良好的通信质量，切换波束阵列系统会通过计算选择最优信号接收方式，通过在在预定义的并行波束中选择能够使接收信号电平最强的波束。
通过所选用并行波束同时实现以移动通信信号的传输，从而获取良好的通信质量。
TD-LTE系统中的一种智能天线校准的方法
系统中， 是通过高层给媒体接入控制（ ｅｉ ａｃｓ ｃ ｔｌ ｍ ｄ ｅ ｎ ｏ， ａ ｃ ｓｏ ｒ ＭＣ Ａ ）层发信令， Ａ Ｍ Ｃ层通知物理层向 Ｒ Ｕ进行天线校 Ｒ
准， 具体如图 １ 所示。天线校准主要是补偿发送天线阵和
接收天线阵之间的相位和幅度差． 并且可以发现物理通道
开发
Ｔ ．Ｔ Ｄ Ｌ Ｅ系统 中的一种 智能天线校准 的方法
张 向鹏 １， 建 国 ， ｌ余 ２ 邹丽 红 １。 ｆ李 ２ 萌 （． 纤通信技 术 和 网络 国家重点 实验 室 武汉 ４ ０ ７ ；． １ 光 ３ ０ ４ ２北京 北方烽 火科技 有 限公 司 北京 １０ ８ ） ０ ０ ５
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能 线 阵 个 重 要 领 域 。目前号 理 术 系 统 中形了 降 低 终 端 间 的时 理 力时 增 加， 智 处 理 是 列 线 先 的 ， ＴＤ—Ｌ Ｅ 结 ，成 同 具 空同频 干能同 天 是 天 中 的 一 天 与 进 信 处 技 相 合 ， 的 时 有 、 扰 ， 的 线小 处 信号 在 Ｔ 为
围、 抗干扰和衰落 、 改善链路质量、 增加可靠性 、 增加频谱
效率和实现移动台定位等 Ｉ 。
智能天线的基本工作原理是把具有相同极化特性 、
各向同性和增益相 同的天线阵元，按一定的方式排列 ， 构成天线阵列 。智能天线的布阵方式一般有直线阵、 圆 阵和平面阵 ， 阵元间距通常取工作波长的一半 ， 并且取
区 边 缘 用 户 的 吞 吐量 和 覆 盖 范 围 ．在 基 站 侧 引 入 具 有 小 阵 元 间 距 的 多 天 线 波 束 赋 形 技 术 。 为 了
保 证 赋 形 的 正 确 性 和 可 靠 性 ， 线 阵 列 的 校 准 成 为 一 项 关 键 技 术 ， 以减 小 阵 列 各 个 通 道 的 幅 度 天 可
智能天线在5G移动通信系统中的应用
智能天线在5G移动通信系统中的应用摘要：现阶段，随着我国科技水平的不断提升，在很大程度上促进着智能天线技术的发展与应用。
智能天线技术具备了较强的优势，将其应用于5G移动通信系统当中，能够在很大程度上提升通信质量。
基于此，本文首先概述了智能天线；其次分析了智能天线在移动通信中的应用内容；最后探讨了智能天线在5G移动通信系统中的应用方向。
关键词：智能天线；5G移动通信系统；应用；研究分析当前人们对于通信效率及质量提出了更高的要求。
智能天线作为一项新型技术，能够实现信号加倍，同时也能够有效的拓展信息容量，提升通信质量。
将该技术具备了传统天线所不具备的优势，将其应用于5G移动通信系统当中是发展的必然趋势。
一、智能天线概述（一）工作原理智能天线全称为智能天线系统，该系统主要由三部分构成，其一是天线阵列，其二是自适应控制单元，其三是波束。
主要是通过传输辐射信号来达到信息传输的目的。
接受天线空间的相应信号和处理不同信号的功能负责波束形成单元，通过这样的方式，在保障信息平滑性的同时，也确保了其真实性。
智能天线系统当中的自控单元在运行的整个过程当中，主要是通过遵循一定的计算规则来实现准确运行的，然后充分的结合外部信号需求环境来及时的对天线系统进行科学合理的调整，进而使其能够更好的适应环境。
之后信号在经过有效的处理之后，更加充分的保障了空间定向波束的产生，如下图1。
图1 智能天线工作原理（二）智能天线的优势智能天线凭借自身的重要优势，实现了更加广泛的应用。
具体来说，其优势主要体现在以下几个方面：第一，智能天线有着较强的抗干扰能力，凭借这一优势，有效的避免了在通信的过程当中信号交织问题的出现。
在过去的一段时间里，通信系统极易受到其他信号的干扰，降低了通信质量，甚至出现了信号中断等现象。
在这种情况下，就必须要最大限度的提升通信系统的抗干扰能力，智能天线的应用，不仅充分的保障了通信的流畅度，同时也促进了通信质量的提升，更好的满足了人们的高质量通信要求。
智能天线在移动通信中的应用
智能天线在移动通信中的应用摘要：近年来，移动通信技术发展迅速。
20世纪80年代以来，移动通信的发展经历了第一代模拟蜂窝移动通信、第二代数字蜂窝移动通信和第三代多媒体移动通信三个阶段。
随着移动用户的显著增长，通信系统目前面临着许多需要解决的问题，如多径衰落、跨区域切换、信号的远近效应、信道干扰、移动站功率限制等。
智能天线具有抑制干扰、信号自动跟踪、数字波束整形等功能。
它可以用于移动通信，既可以提高信号质量，又可以提高通信系统的容量。
关键词：智能天线；移动通信；应用智能天线采用空分复用（SDMA），利用信号传播方向上的差异，区分具有频率和同时隙的信号。
它可以增加通信能力，并与其他重用技术结合，以最大限度地利用有限的频谱资源。
此外，在移动通信中，复杂地形和建筑结构对无线电波传输的影响，以及大量用户之间的交互作用，会导致延迟扩散、多径衰落和对同一信道的干扰，严重影响通信质量。
使用智能天线可以有效地解决这一问题。
1智能天线概念及其组成1.1智能天线的概念智能天线主要是指具有定向和波束形成能力的天线阵列。
首先，智能天线只能应用于雷达系统和军事系统。
随着数字智能处理技术的发展，智能天线在移动通信系统中的应用越来越多。
天线比传统天线更具成本效益。
1-2智能天线的优点首先，智能天线可以从多方面提高通信系统的通信质量。
智能天线可以通过两种方式减少延迟扩展和多径衰落。
（1）发射时，能量主要集中在目标的方向上，在传播过程中可以减少多路径反射的次数，从而减少延迟的扩展。
（2）接收时，可以通过分集合并来降低多径衰落，也可以通过对各多径信号进行时延补偿使它们相位相同来降低多径衰落，还可以通过滤掉除主要信号以外的多径信号来降低多径衰落。
其二，CDMA系统是一个自干扰系统，其容量的限制主要来自本系统的干扰。
也就是说，降低干扰对CDMA系统极为重要，所以利用智能天线来降低干扰就可以大大增加CDMA系统的容量。
其三，在给定的频谱条件下，智能天线也可以通过形成过多的波束增加新的信道来增加用户数量，提高频谱效率。
TD-LTE多天线技术应用
通信技术• Communications Technology28 •电子技术与软件工程 Electronic Technology & Software Engineering【关键词】TD-LTE 系统 多天线技术 应用研究LTE 是一种移动宽带网络标准，它是在3GPP 定义下产生的。
多天线（MIMO ）技术最早由国外学者Marconi 于1908年提出，该技术能够通过利用多天线对信道衰弱进行相应的抑制，其中信道的容量与天线的数量成正比。
无线通信相关技术不断发展，多天线技术在TD-LTE 系统中得到广泛应用。
多天线（MIMO ）技术有丰富的传输模式，对系统容量和小区的峰值速率能有效提高。
MIMO 系统能加倍增加信道的容量，保障信号传输的稳定性，并极大提高频谱的利用率。
针对LTE 存在的高传输速率特点，多天线技术在LTE 网络系统的建设中会发挥出重要的作用。
1 TD-LTE多天线（MIMO）技术概念和相应原理1.1 TD-LTE多天线（MIMO）技术相关概念对于LTE 系统而言，其能够改善小区边缘用户系统的相关性能，将多天线技术应用到LTE 系统中，空间维度资源能够得到充分的利用，相关发射功率和带宽在不受到改变的情况下，无线通信系统的传输容量可以得到成倍的提高。
对于多天线技术而言，其包含了天线分集、空间复用和波束赋型等三种应用技术，通过在无线通信系统中使用大规模的多天线（MIMO ）技术，可以有效提高空间的分辨率，能够对各类资源进行深度挖掘，涉及维度更加广泛。
同时，多天线技术能够有效提高天线接收端的信噪比，从而达到更好的网络覆盖效果，天线分集和波束赋型技术发挥了重要的作用。
通过使用多天线技术中的空间复用技术，还能够有效提高小区的吞吐率和峰值速率，在特定的环境下空间复用技术还能够提高数据的速率。
通过将多天线（MIMO ）技术应用到LTE 通信系统中，能够有效保证LTE 系统的高峰值速率和高频谱效率。
阐述智能天线在移动通信中的应用
阐述智能天线在移动通信中的应用摘要：对于移动通信设备而言，天线是关键核心部件之一，在移动通信设备的正常应用中发挥着重要作用。
传统天线在信号传输质量和信号传输速度上都难以满足通信要求，研发新一代适合移动通信设备的智能天线成为了必然选择。
当前，智能天线在移动通信中得到了应用和普及，对提高移动通信设备功能起到积极的促进作用。
关键词：移动通信；智能天线；应用研究1.智能天线技术的基本工作原理智能天线是一种能够进行侧向和形成波束的天线阵列，其使用数字信号处理技术形成空间定向波束，能够让零陷或旁瓣对准干扰信号到达方向、天线主波束对准期望用户信号到达方向，以此完成利用无线移动信号、抑制干扰信号的功能。
2.智能天线的特点及作用分析2.1能够有效抑制干扰信号在移动通信中，干扰信号的产生原因较多，如果不能有效屏蔽并抑制干扰信号，将会影响移动通信的整体质量，使移动通信的信号受到严重影响。
智能天线的研发有效解决了这一问题，对干扰信号产生了有效抑制，不但提高了移动通信的信号传输质量，还满足移动通信的数据传输要求，达到了移动通信数据传输目标。
2.2抗衰落性较好在移动通信中，高频信号衰落是难以解决的问题,智能天线通过控制信号接收方向，采用分级技术，抑制了高频信号的衰落，提高了高频信号的传输质量，满足了移动通信的发展需要，具有较好的抗衰落性。
2.3能够有效实行移动定位相对于传统天线，智能天线的另外一个优势在于可以实现有效的移动定位，对移动通信设备的具体位置进行跟踪记录，保证信号传输的畅通。
目前这一功能依靠2个以上的信号传输基站即可实现。
智能天线提供的移动定位功能对提高移动通信的功能行具有重要的推动作用，为移动通信设备的发展提供了有力的支持。
3.智能天线在移动通信中的应用3.1实现移动台定位采用智能天线的基站可以获得接收信号的空间特征矩阵,由此获得信号的功率估值和到达方向（DOA）。
通过此方法,用两个基站就可将用户终端定位到一个较小区域。
智能天线在TD-LTE中的应用分析
移动信息2015年8期 37智能天线在TD-LTE 中的应用分析池子军福建省邮电规划设计院有限公司，福建 福州 350003摘要：这种天线实际上就是装置在基站的多功能天线，利用其编程电子之间的关系的固定天线而获得它的方向，且同时可一并获得基站与移动台间的每个链路的方向。
TD- SCDMA 的优点是：它将相控阵雷达的理论结合到了蜂窝通讯的全自动天线中，这篇文章中探究的天线具有较多的天线单元，它们排列得还比较紧密，所以，可以很好地利用其特性，去对网络进行改造。
关键词：智能天线；多阵列；双极化；扇区 中图分类号：TN821.91 文献标识码：A 文章编号：1009-6434(2015)8-0037-011 概述伴随技术的不断进步，智能天线在TD-LTE 系统中的运用受到了广大的关注。
其性能以及与其他关键技术的融合、兼容性和产生的问题均成为了研究重心。
智能的天线采取在空中分多址的方法来进行宇宙空间信号处理的技能，运用信号传播上的不同，把相同频率和时隙的用户区别开来，它的根本是用户信号的宇宙空间特点。
将其和其他多址技术结合，可以最大限度地利用有限的频谱资源。
另外在移动通信中，由于复杂的地形、建筑物结构对电波传播的影响，大量用户间的相互影响，产生时延扩散、衰落、多径、同信道干扰等，使通信质量受到严重的影响。
充分利用天线波束向下倾斜是解决以上问题的重要办法，利用转变天线垂直方向，使它的主瓣所向覆盖全部小区，让它的零点或副瓣指向对其造成其干扰的同频小区，在这种情况下，不但改善了覆盖范围内信号的强度，而且降低了对另外同频率区域的干扰，这就增强了系统的频率复用能力，并提高了系统的内存量。
智能天线的电调化能使没有机械调节就能抵达直接波束下倾的效率，并且能使天线下倾角调节不但能在通信塔进行，还能选择在机房里经过网络远程实现。
因此，电调智能天线使TD-LTE 网络优化工作更加快捷和便利。
2 相控阵天线理论2.1 天线概论天线的作用是将馈线（电缆、波导等）中的导波场转换成空间辐射场，并接收目标反射的空间回波，将回波能量转换成导波场，由馈线送入接收系统。
TD-LTE系统中的单双极化智能阵列天线性能分析
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国际 电信 联 盟 （Ｔ 已于 ２０ ＩＵ） ０５年 １ ０月将 第 四
其 中智 能 阵列 天 线 技 术 是 Ｔ —Ｃ Ｍ 区别 于 其 他 ＤＳ Ｄ Ａ ３ Ｇ标 准 的一项 关 键 技 术 。基 于 阵 元 间 隔半 波 长 的 阵列天 线 配置 ， 智能 天线应 用数 字信 号处理 技术 ， 产 生 空 间定 向波束 ， 天 线 主 波束 对 准 目标 用户 的来 使
移动通信中智能天线的原理及应用
移动通信中智能天线的原理及应用【摘要】智能天线作为移动通信中的重要组成部分，承担着关键的作用。
本文首先介绍了智能天线的定义和在移动通信中的重要性，随后详细探讨了智能天线的工作原理和技术特点。
接着分析了智能天线在5G通信和物联网中的应用场景，以及智能天线未来的发展趋势。
结论指出，智能天线将助力移动通信技术的进步，成为未来通信网络重要组成部分，带来更多创新和便利性。
通过本文的阐述，读者可深入了解智能天线的重要性和未来发展趋势，为移动通信技术的进步和应用提供参考借鉴。
【关键词】智能天线、移动通信、工作原理、技术特点、5G通信、物联网、未来发展、进步、通信网络、创新、便利性1. 引言1.1 移动通信中智能天线的重要性移动通信在现代社会中扮演着至关重要的角色，随着通信技术的不断发展和普及，人们对通信速度和质量的需求也越来越高。
而智能天线作为移动通信领域中的重要组成部分，其在提升通信性能和用户体验方面起着至关重要的作用。
智能天线可以优化无线信号的传输和覆盖范围，提高通信网络的覆盖面和信号强度。
通过智能调节天线的方向、角度和功率，可以有效地减少信号干扰和传输延迟，提升通信系统的稳定性和可靠性。
智能天线可以实现多天线分集技术，提高通信系统的容量和吞吐量。
通过多天线分集技术，可以同时传输多个信号流，提高通信系统的频谱效率和数据传输速度，满足用户对高速数据传输的需求。
智能天线在移动通信中扮演着至关重要的角色，其优化信号覆盖范围、提升通信系统容量和数据速度的能力，将进一步推动通信技术的发展和创新，为用户提供更快速、更可靠的通信服务。
1.2 智能天线的定义智能天线，顾名思义，是一种具有智能化功能的天线设备。
它不仅仅具备传统天线的辐射接收功能，还在一定程度上具有自适应、自学习、自优化的能力。
通过内置的智能算法和传感器，智能天线能够实时感知周围电磁环境的变化，调整自身的辐射参数，以提高通信质量和效率。
智能天线的主要特点包括多功能、可变形、自适应性强、高效率和节能等。
智能天线及其在TD-LTE中的应用
三玛８曼
万方数据
电信科学２００９年第１２燧
图３基于码本的Ｐｒｅｏ她
于ＰＨＳ和１７）．ＳＣＤＭＡ。智能天线利用数字信号处理技术 和信号传输的空间特性。通过调整各天线阵元上发送信 号的权值．产生空间定向波束．将无线电信号导向具体的 方向。使天线的主波束自适应地跟踪用户主信号到达方 向，旁瓣或零陷对准干扰信号到达方向．达到充分高效利 用移动用户信号并删除或抑制干扰信号的目的。智能天 线相当于空间滤波器，在多个指向不同用户的并行天线 波束控制下．可以显著降低用户信号彼此间的干扰。
智能天线系统的核心是智能的算法．通过算法自适 应地得到各天线阵元的加权系数．进而得到所需空问域 滤波的作用。它先借助参考信号（导频序列或导频信道） 得到各天线阵元的估计信道，然后使用估计的信道按照 一定准则（如迫零准则、最小均方误差准则等）确定各天 线阵元的加权值，最后每通道的信号使用赋形向量加权 后从各自的天线阵元发送出去。这样发送出去的信号的 波形就具有一定的方向性。从而达到充分利用有效信号 和抑制干扰信号的目的（即空间域滤波的作用）。２ ００来自 ＩＳＤ（ｍ）２ ５００
３ ０００
３ ５００
图８智能天线对数据覆盖能力的增强
单双流自适应并不能带来额外的增益。 图８给出了８ｘ２ ＥＢＢ相对于基于码本的２也Ｐｒｅｅ嘎ｔｉｎｇ
的小区边缘覆盖能力的对比。对于同样的小区半径，ＥＢＢ 可以获得远大于基于码本的２ｘ２ Ｐｒｅｅｃｘｔｉｎｇ的小区边缘性 能。在同样的小区边缘性能条件下，ＥＢＢ的覆盖半径可以 大幅度提高。
ＴＤ与ＬＴＥ技术创新论坛
智能天线及其在ＴＤ—ＬＴＥ中的应用
刘光毅，张勇。姜大洁，王启星 （中国移动通信研究院北京１０００５３）
智能天线在基站进行各天线间的相干发送，实现信号的定向发送，可以提高信号的强度和覆 盖，从而提升系统的整体性能。对于ＴＤＤ系统，由于上下行信道共享同一发送频率，在相干时间 内，可以认为上下行链路的信道互易，即信道经历相同的衰落。ＴＤＤ系统可以利用上下行信道 的互易性，采用智能天线技术对ＬＴＥ．Ａ的整体性能进行增强。本文介绍智能天线技术在 ＴＤ．Ｌ１限系统中的应用及其性能。
大唐移动-索士强-智能天线在TD-LTE和4G中的应用(发布版)
智能天线在TD-LTE和4G中的应用大唐移动摘要•问题的提出•主要内容–智能天线技术在TD-LTE中的标准化现状–智能天线技术的主要优势–智能天线技术与MIMO技术结合–智能天线技术在4G中的优化•结论和建议问题的提出•智能天线已经在TD-SCDMA系统中得到广泛的应用–其技术已经得到充分的验证•智能天线已经在TD-LTE中进行标准化–在目前TD-LTE产品中具有可行性•在4G中，可以进一步对智能天线技术进行增强–在未来的技术发展中，智能天线技术还有上升的空间智能天线技术在TD-LTE中的标准化现状•TD-LTE定义了专门的传输模式支持波束赋形–单天线端口传输（Port 0）–单天线端口传输（Port 5）Å波束赋形–传输分集–开环空间复用–闭环空间复用–闭环Rank=1的预编码传输–MU-MIMO智能天线技术在TD-LTE中的标准化现状•波束赋形传输模式的特点–下行使用用户专用参考信号–上行不需要预编码矩阵（PMI）反馈–充分利用TDD系统的信道互易性进行波束赋形权值的计算•GOB：支持终端的高速移动•EBB：终端移动速度不能过高智能天线技术在TD-LTE中的标准化现状•LTE系统中的FDD和TDD模式均支持采用专用导频实现的波束赋形技术•对于TD-LTE的终端来说，强制要求其支持解调波束赋形数据的能力智能天线技术的主要优势•提高系统的峰值速率–初步分析，在相同条件下8x2的波束赋形相对于2x2的MIMO可以提高到约1.5倍的系统吞吐量•提升边缘用户吞吐量–通过波束赋形降低干扰的作用，可以有效的降低小区间干扰•提高小区覆盖范围Wanted UEInterfering UE智能天线技术与MIMO技术的结合•R8仅仅支持单流的波束赋形传输•在R9以及LTE-A中，大唐移动正在积极推动其支持多流波束赋形–实现在智能天线阵列上进行空间复用–进一步提升智能天线技术对系统容量的贡献智能天线技术与MIMO技术的结合•多流波束赋形的两种形式–单用户波束赋形，单用户获得空间复用增益–多用户波束赋形，系统获得多用户分集增益智能天线技术在4G中的优化•基于多流波束赋形，智能天线技术在4G中还可以在如下方面进行优化S ite –干扰避免–干扰抑制–信号增强eN od eBUE基于多小区协作的波束赋形，即一个eNB下控制多个小区，通过多个小区之间的信息共享，实现一个eNB下的波束赋形优化智能天线技术在4G中的优化• 干扰避免– 多个小区的联合调度 – 相同资源分配给不同方向的 波束 – 相同方向的波束使用不同的 资源RB 1 RB 2CELL 1UE11 UE32UE12UE21 UE22 UE31 CELL 2CELL 3智能天线技术在4G中的优化• 干扰抑制– 多个小区的联合调度 – 单小区赋形时考虑外小区的 被干扰用户，通过零陷的方 法避免对外小区用户的干扰Balanced gain and interference between UE11 and UE32智能天线技术在4G中的优化• 信号增强– 多个小区同时对一个用户进 行波束赋形，提升其信号强 度 – 进一步可以考虑多个小区之 间的联合赋形RB 1 RB 2 RB 3 RB 4 CELL 1UE1 UE2UE4CELL 3 UE3 CELL 2智能天线技术在4G中的优化• TDD系统实现基于多小区协作的波束赋形的优势– 利用信道对称性可以精确地获得多个小区的信道信息，通过智能 天线等优势技术，实现基于智能天线的定向波束空、时、频域干 扰的调度和协调； – 利用信道对称性，可以更为准确和方便地获得多个小区的信道信 息，减少测量的复杂度和上报信息所需的资源负荷，便于多个小 区实现联合Precoding（Beamforming），可以获得好于FDD的性 能增益。
智能天线的发展及在TD-SCDMA中的应用
智能天线的发展及在TD-SCDMA中的应用1、智能天线的提出智能天线是在自适应滤波和阵列信号处理技术的基础上发展起来的，是通信系统中能通过调整接收或发射特性来增强天线性能的一种天线。
它利用信号传输的空间特性，从空间位置及入射角度上区分所需信号与干扰信号，从而控制天线阵的方向图，达到增强所需信号、抑制干扰信号的目的；同时它还能根据所需信号和干扰信号位置及入射角度的变化，自动调整天线阵的方向图，实现智能跟踪环境变化和用户移动的目的，达到最佳收发信号，实现动态“空间滤波”的效果。
采用智能天线的目的主要有以下3点：a）通过提供最佳增益来增强接收信号。
b）通过控制天线零点来抑制干扰。
c）利用空间信息增大信道容量。
最早的智能天线是出现在20世纪50年代的旁瓣对消天线，这种天线包含一个用于接收有用信号的高增益天线和一个或几个用于抑制旁瓣的低增益、宽波束天线。
将几个这样的环路组合成阵列天线，就构成自适应天线。
随着阵列信号处理技术的发展，与智能天线有关的术语也越来越多，如智能天线（intelligent antenna）、相控阵（phased arrays）、空分多址（SDMA）、空间处理（spatial processing）、数字波束形成（digital beam forming）、自适应天线系统（adaptive antenna system）等，反映了智能天线系统技术的多个不同的方面。
但总的来说，智能天线主要包含两类：开关波束系统和自适应阵列系统。
两者中，只有自适应阵列系统能够在为有用信号提供最佳增益的同时，识别、跟踪和最小化干扰信号。
3、智能天线的分类智能天线是通过反馈控制自动调整自身天线波束的自适应天线，主要用途是自适应抗干扰，是其它抗干扰方法不能取代的有效的空域抗干扰措施。
只要干扰与有用信号来向有所不同，自适应天线系统就能有效地发挥作用。
按实现形式智能天线可分为3类。
1）自适应调零智能天线它是以自适应天线技术为基础，采用自适应算法形成方向图。
小型化智能天线在LTE网络的应用研究
（ 中国移动通信集团福建有限公司网优 中心 ， 福建 福州 ３ ５ ０ ０ ０ ０ ）
摘 要： 通 过Ｌ Ｔ Ｅ 现 网测试 ， 对 比小型化 天 线与普 通天 线在 覆盖 性能 方 面的 效果 差异 ， 分析 总 结 小型化 天线在 Ｌ Ｔ Ｅ 网络 的组 网性
能和 适 用场景 ， 为后 续 商用建设 积 累经验 。
天 线 分 别 测 试 在 法线 、 ３ ０ 。 、 ６ Ｏ 。 方 向上 拉 远 距 离 和Ｒ Ｓ Ｒ Ｐ 、
２ 测 试环 境
测试天线位置 、 方位角 、 下倾角和挂高保持相 同； 测试
Ｓ Ｉ Ｎ Ｒ 、 Ｍ Ｃ Ｓ 、 吞吐量等指标 。 ②单小区空扰／ ； ０ ｎ 扰覆盖对 比测试 。 单小 区（ 空扰／ ５ ０ ％
问控制。通过Ｉ Ｐ Ｓ 、 Ｉ Ｄ Ｓ 技术防止 网络用 户以非法手段进入 学 科 资源 库平 台的 内部 网络 。通 过 防火 墙 的硬 件 技 术 、 软 参 考文 献 ： 件 技 术 可 以对 用 户 的数 据 流 量 、 用 户访 问 的权 限 、 用 户 访
问 的 时 间段 进 行 控 制 ， 以 保 护 网 络 内 部 的安 全 性 ， 以及 学
１ ４０ ０× ３ ０ ８ Ｘ １ ３ ５
（ 下转 第８ １ 页） 作者简 介 ： 朱军卿（ １ ９ ７ ８ 一 ） ， 福 建 莆 田人 ， 工程 师 ， 大学 本科 ， 主要 从 事Ｇ Ｓ Ｍ、 Ｔ Ｄ— Ｓ Ｃ ＤＭＡ、 Ｔ Ｄ Ｄ— Ｌ Ｔ Ｅ 无线 通信 网络 的规
划及 优化 工作 。
第 ３ ２卷第 １ ４期
洪 晓峰 ： 学科 资源库平 台的网络安全综述
８ １
件和验证设置读写 口令 。 防止有些商业机密泄露 ， 不 良用 发生，这样云计算中的安全技术在学科资源库平 台中应该 户对一些不 良信息的浏览 ， 防止学科资源库 内的一些个人 加强。 在学科资源库平台中要注意 ： 移动存储介质要有序管 信息资源被盗取 。 网络的信息安全归纳起来主要就是信息 理 ； 规范使用盗版软件 、 游戏等 ， 防止病毒传播 ； 有线网络、 的存储安全与传输安全 。 ２ ． ４ 防 火墙 技 术
TD-LTE智能天线性能分析和应用研究
TD-LTE智能天线性能分析和应用研究蒲琼琼【摘要】The research of the application of smart antenna in td-scdma LTE aims to understand the characteristic of smart antenna technology and advanced nature, ifnd the current Chinese way of application of smart antenna in wireless communication ifeld. This paper introduces the characteristics and advantages of smart antenna, smart antenna are analyzed in the td-scdma LTE speciifc application such as single and double beam informs the difference; SDMA air separation multi-access application and error on the solution of the problem.%研究智能天线在T D-LT E应用的目的在于了解智能天线技术具有的特点与先进性，找到适合当前中国无线通信领域中智能天线应用的途径。
文章介绍了智能天线的特点与优势，分析了智能天线在T D-LT E具体应用如单、双流波束赋形的差异， SDMA空分多址应用及误差问题的解决。
【期刊名称】《无线互联科技》【年(卷),期】2015(000)022【总页数】2页(P8-9)【关键词】TD-LTE智能天线;性能分析;应用【作者】蒲琼琼【作者单位】吉林吉大通信设计院股份有限公司，吉林长春 130012【正文语种】中文智能天线，英文名Smart Antenna，是一种广泛应用于无线通信领域的新兴专业技术，不仅集合了自适应天线技术、无线电软件技术、微波技术，也涵盖了自动控制技术、Digital Signal Processing技术（即DSP数字信号处理技术）。
TD-LTE 发展中天线的创新与应用讲解
TD-LTE 发展中天线的创新与应用讲解智能天线是TD-LTE及TD-SCDMA中的关键技术，其应用水平直接影响着网络质量的优劣。
本文论述了智能天线在大范围组网中广播波束赋形应用和技术创新技术，使得网络质量得到很大提升；多极化天线在TD-LTE室内分布中的应用，多极化室分天线获得空间分集增加系统容量、扩大覆盖范围，其体积小、施工方便；最后分析研究得出未来移动天线发展方向，需要用好微小基站和智能天线的业务窄波束特点。
1、智能天线方面的研究成果及应用1.1、TD双工+TD-SCDMA系统帧结构+智能天线特点TD双工采用同频段不同时间分配给上下行工作，实现通信系统的信息收发。
TD-SCDMA 系统采用图1的帧结构工作方式，即TS0时隙提供下行公共信道面对覆盖小区内的每一个终端用户，无论是正在上下行通信中还是待机状态，TS1-TS6时隙主要用来提供业务信道面对小区内正在进行上下行通信中的终端用户。
公共信道和某些业务信道需要同时面对每个终端用户时可称为广播信道。
智能天线是多天线系统，目前使用最多的智能天线是阵元线阵排列板状天线+权值控制系统。
智能天线的波束是其中各个阵元天线独立波束在天线结构和阵元电信号（幅值+相位）作用下电磁场矢量叠加而形成的，因而称为赋形波束。
阵元线阵排列板状天线的特点之一是天线波束增益最大方向在线阵垂直正前方，此时波束最窄。
在无线网络中，天线结构即其中各个阵元的相对位置是固定的，因此各个阵元上的电信号变化将改变天线赋形波束的增益和形状，如下图1所示。
TD双工+TD-SCDMA系统帧结构+智能天线特点，使我们认识到为满足TD-SCDMA系统正常工作，智能天线的赋形波束在不同时隙是不同的，广播信道要求覆盖整个小区或小区覆盖好坏决定于广播时隙对应的波束，或叫广播波束。
1.2、智能天线方面的技术创新及应用智能天线波束赋形的权值调整，可用于网络规划及优化中，以下是研究成果：1）广播波束赋形技术应用于网络优化和网络规划2）广播波束权值调整在铁路沿线基站搬迁调整中的应用。
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智能天线在TD—LTE中的应用分析【摘要】文章从技术层面介绍了智能天线的基础技术、波束赋形技术和自适应算法，介绍了TD-LTE中智能天线的单流波束赋形、双流波束赋形技术及相关算法，分析了智能天线在TD-LTE中的应用情况，最后简述了智能天线技术的发展态势。
【关键词】TD-LTE 智能天线波束赋形1 概述智能天线(Smart Antenna)技术是在微波技术、自动控制理论、自适应天线技术、数字信号处理DSP(Digital Signal Processing)技术和软件无线电技术等多学科基础上综合发展而成的一门新技术。
智能天线是具有一定程度智能性的自适应天线阵列。
智能天线早期应用于军事领域，自3G时代开始走向民用通信，在今天的TD-LTE试验网和商用网中，智能天线技术得到了飞速发展。
智能天线技术利用信号传输的空间相干性，通过调整天线阵列阵元发送信号的权值，产生空间预定波束，将无线信号导向具体方向，使主瓣波束自适应地跟踪用户主信号到达的方向，旁瓣或零陷对准干扰信号到达的方向，达到充分和高效利用移动用户信号，删除或抑制干扰信号的双重目的。
智能天线可实现信号的空域滤波和定位，在多个指向不同用户的并行天线波束控制下，可以显著降低用户信号彼此间的干扰。
智能天线通常应用在基站侧，可在下行链路对发射信号进行预加权实现选择性发送，也可在上行链路对接收的混叠信号进行不同加权合并得到对应的波形。
智能天线因其具有增加系统容量、提高通信质量和扩大小区覆盖等优点，已广泛应用于TD-SCDMA和TD-LTE网络。
可以肯定的是，情景化、小型化、电调化、宽带化和集成化相结合的智能天线，将在TD-LTE及后期演进系统中发挥不可替代的作用。
2 智能天线简介[1]由于无线移动通信信道传输环境具有复杂性和不确定性，主要受多径衰落、时延扩展等不利因素影响，存在符号间串扰、同信道间干扰和多址干扰等恶化通信环境的情况，直接降低了链路性能和系统容量，而智能天线是解决这些问题的重要手段之一。
2.1 智能天线的信号模型图1为智能天线接收部分简图，由阵元、加权和合并三部分组成。
用户发射信号经过多径信道衰减和延迟后，到达天线阵列各阵元的是所有发射信号及各自延迟副本的叠加。
假设系统中有K个用户，阵列有M个阵元，为了简单，采用均匀线阵模型，则在某时刻第k个用户的信号到达阵列的接收信号矢量可表示为：(1)其中，βk，l为第l条径的衰落幅值，τk，l为第l条径的延迟时间，sk(t)为第k个用户的发射信号。
α(θk，l)是阵列响应矢量，而对应第k个用户在经过信道第l条径时到达的角为θk，l，并可表示为：(2)其中，f为信号频率，且满足fc-B/2≤f ≤fc+B/2，fc为载波频率，B为信号带宽;τ是由于信号有限传播速度造成的在相邻天线阵元上的时延，它与信号的到达角、阵元间隔和信号传播速度有关，可以表示为τ=(dsinθk，l)/c，d为阵元间隔，通常取λc/2，λc为载波波长，c为信号的传播速度。
由于接收天线接收的是所有用户信号的叠加，所以(1)式可表达为：(3)其中，η(t)为接收端的加性白噪声矢量。
因阵列具有方向性，据图1所示，通过对每个阵元加权wk，根据一定准则和信号检测要求，由阵列信号处理模块计算后，可得阵列加权合并矢量的波束赋形输出为：(4)式(4)是智能天线形成波束信号的基本模型，也是智能天线的技术基础。
2.2 波束赋形技术式(4)是阵列波束赋形的数学表达式，是阵列信号的预处理技术，其中的权值wk仅仅需要匹配信道的慢变化，如来波方向DOA(Direction Of Arrival)和平均路损。
因此，在进行波束赋形时，也可以不必使用终端反馈所需的信息，而是在基站侧通过上行接收信号获得来波方向和路损信息，这既可减小空口传输负担，又能方便地得到计算权值的参数。
另外，为了获得波束赋形增益，需要使用较多的天线单元，目前LTE中最多只可使用4个公共导频，无法支持在超过4副天线单元的天线阵列上使用波束赋形，因此波束赋形中还需要使用专用导频。
图2为波束赋形的基本原理流程：从天线阵列的上行信号获得DOA估计后，给天线权值控制器产生权值，再将权值反馈给天线阵列，由天线阵列形成赋形波束。
显然，波束赋形过程中的关键问题可简单地表述为：(1)根据系统性能指标(如误码率、误帧率)的要求确定优化准则(代价函数，即权重矢量和相关参数的函数);(2)采用一定的方法获得需要的参数;(3)选用一定的算法求解该优化准则下的最佳解，得到权重矢量值。
2.3 自适应算法众所周知，智能天线实际上是一项包括多种先进技术的系统工程，但它的核心技术是自适应算法。
典型的算法有盲自适应和非盲自适应两大类。
后者是基于训练序列的方法，如最小均方(LMS)法、递归最小方差(RLS)法和采样矩阵求逆(SMI)法等;前者是不用训练序列的方法，如基本DOA估计法、特征值恢复和解扩重扩法等，而常用的DOA估计法是直接利用(4)式延迟相加法。
下面简单介绍几种算法。
(1)最小均方LMS算法：遵循最小均方差(MMSE)准则，根据(4)式，加权矢量迭代更新方法可表示为估计二次型表面(即误差平方)关于权值的梯度，将权值沿递度负方向移动一个步长常数，进而反复迭代，即：估计输出：误差形成：系数更新：其中，y(n)为已知期望响应样本，x(n)为接收信号矢量的采样样本，μ为步长。
LMS 算法的收敛速度和稳定性与输入信号x(n)的协方差矩阵的特征根分布密切相关，一般特征根散布不是很大时，LMS算法的收敛较快。
(2)递归最小方差RLS算法：该算法总是使从滤波器开始运行到目前时刻的总平方误差达到最小，与LMS算法不同，RLS遵循的准则是最小方差(LSE)。
若设、、、，则有：同时得到最小二乘误差的更新为：。
RLS算法的收敛情况与相关矩阵的特征值扩展无关，而与λ的取值有关(小于或等于1)。
3 智能天线在TD-LTE中的应用TD-LTE为智能天线应用进行了专门的标准化设计，定义了专门的传输模式。
如3GPP R8支持的基于单端口5专用导频的传输模式TM7、3GPP R9支持的基于端口7和端口8专用导频的传输模式MT8，就分别支持单流波束赋形技术和双流波束赋形技术。
根据3GPP协议，在LTE系统的eNode B端，虽然FDD和TDD均采用专用导频来实现波束赋形，但对终端来讲，仅有TD-LTE终端强制性地要求必须具有解调波束赋形数据的能力。
实践证明，TD-LTE系统采用智能天线后，可提高系统的峰值速率、提升边缘用户吞吐量、提高小区覆盖范围。
尤其是在智能天线与MIMO多天线结合后产生的双流波束赋形技术中，单用户的波束赋形可使单用户获得空间复用增益;在多用户波束赋形方式中，则可使系统获得多用户的分集增益。
所以可以预见，智能天线技术在TD-LTE系统中的广泛应用，可明显地改善系统性能。
3.1 TD-LTE中的波束赋形技术[2](1)单流波束赋形技术：LTE R8定义的传输模式TM7支持基于专用导频的智能天线波束赋形，即单流波束赋形技术。
在传输过程中，UE需要通过对专用导频的测量来估计波束赋形后的等效信道，并进行相干检测。
为了能够估计波束赋形后的传输所经历的信道，基站必须发送一个与数据同时传输的波束赋形参考信号，这个参考信号是UE专用的，也叫UE专有导频，走天线端口5，用于传输模式7的业务解调。
在图3所示的单流波束赋形流程中，层映射与预编码都只是简单的一对一的映射，后面生成的波束赋形当然也相对简单。
(2)双流波束赋形技术：在LTE R9的规范中，专门定义了有端口7和端口8两个专用导频用于业务信道解调的传输模式TM8。
同时还引入了新的控制信令和天线配置(8×2)，将波束赋形扩展到了双流传输，实现了波束赋形与MIMO空间复用技术的结合，这就是双流波束赋形技术。
双流波束赋形应用可分为单用户波束赋形和多用户波束赋形，图4所示是单流、双流单用户和双流多用户三种情况的波束赋形情况。
1)单用户双流波束赋形技术：由eNode B测量上行信道，得到上行信道状态信息后，eNode B根据上行信道信息计算两个赋形矢量，利用该赋形矢量对要发射的两个数据流进行下行赋形。
采用单用户双流波束赋形技术，使得单个用户在某一时刻可以进行两个数据流传输，同时获得赋形增益和空间复用增益，获得比单流波束赋形技术更大的传输速率，进而提高系统容量。
2)多用户双流波束赋形技术：eNode B根据上行信道信息或UE反馈的结果进行多用户匹配，多用户匹配完成后，按照一定的准则生成波束赋形矢量，利用得到的波束赋形矢量为每一个UE、每一个流进行赋形。
多用户双流波束赋形技术利用了智能天线的波束定向原理，实现了多用户的空分多址。
基于TD-LTE的波束赋形技术，有一个重要应用是利用空间选择性来支持空分多址(SDMA，Spatial Division Multiple Access)。
因受限于应用场景和终端尺寸及天线数量，单用户往往难以支持高Rank数据传输。
而Rank是信道矩阵EBB分解后特征值不为0的特征向量个数，UE会将测得的Rank值RI(Rank Indicator)上报给eNode B，而eNode B根据RI可以在空间区分出相互独立而互不相关的信道数量。
当系统用户数较多时，eNodeB总可找到信道空间独立性较强的两个UE，若eNode B配备了多天线，则可以利用波束赋形信号空间隔离度实现对多个UE的并行传输，这就是多用户MIMO技术，或者说是TD-LTE中的波束赋形技术与MIMO技术的有机结合。
所以，只有在多UE时，双流波束赋形才尽显SDMA功能。
3.2 TD-LTE中的智能天线算法[3]。