部分：关键技术PPT课件

智能天线技术实现
➢ 上行波束赋形：借助有用信号和干扰信号在入射角度上的差异 （DOA估计），选择恰当的合并权值（赋形权值计算），形成正 确的天线接收模式，即将主瓣对准有用信号，低增益旁瓣对准干 扰信号。
➢ 下行波束赋形：在TDD方式工用的系统中，由于其上下行电波传 播条件相同，则可以直接将此上行波束赋形用于下行波束赋形， 形成正确的天线发射模式，即将主瓣对准有用信号，低增益旁瓣 对准干扰信号。
➢ 其原理是使一组天线和对应的收发信 机按照一定的方式排列和激励，利用 波的干涉原理可以产生强方向性的辐 射方向图。如果使用数字信号处理方 法在基带进行处理，使得辐射方向图 的主瓣自适应地指向用户来波方向， 就能达到提高信号的载干比，降低发 射功率，提高系统覆盖范围的目的。
智能天线基本原理
空分多 址大大 增加系 统容量
联合检测的目的就是根据上式中的A和e估计用户发送的d
联合检测在TD中的实现
关键是突发序列中的训练序列 e = Ad ＋ n
nmid 噪声
emid 接收机接收到总信号中的
Midamble部分
A是系统矩阵，由扩频码c和信道脉冲响应h决定 扩频码c已知 信道脉冲响应h利用突发结构中的训练序列
midamble求解出：emid = Gh + nmid ,
天线外壳
➢ 射频前端模块(包括线性功 率放大器、低噪放和监测 控制电路)
➢ 射频带通滤波器
天线单元
➢ 电缆系统（射频电缆、控 制电缆以及射频防雷模块、 低频防雷电路）
校准单元 功放
电缆及连接
8天线智能天线圆阵
➢ 频率范围: 2010～2025MHz ➢ 增 益: 8×8dBi ➢ 驻 波 比: ≤1.4 ➢ 主波束下倾: 6.5° ➢ 垂直波束宽度: 15° ➢ 输入阻抗: 50Ω ➢ 耐 功 率: 50W ➢ 极化方式: 垂直极化
智能天线技术实现
➢ 智能天线主要包括四个部分：天 线阵元、模数转换、自适应处理 器、波束成型网络。自适应处理 器根据自适应空间滤波/波束成型 算法和估计的来波方向等产生权 值，波束成型网络进行动态自适 应加权处理以产生希望的自适应 波束。
TD-SCDMA系统智能天线
天线子系统包括:
➢ 智能天线阵
8天线智能天线线阵
➢ 频率范围: 2010～2025MHz ➢ 单元天线增益: 14dBi ➢ 天线阵增益: 23dBi ➢ 驻 波 比: ≤1.4 ➢ 垂直波束宽度: 9° ➢ 输入阻抗: 50Ω ➢ 耐 功 率: 50W ➢ 极化方式: 垂直极化
天馈利用MAI中的先验 信息而将所有用户信号 的分离看作一个统一的 过程的信号分离方法
联合检测
干扰抵消
基本思想是判决反馈，它首 先从总的接收信号中判决出 其中部分的数据，根据数据 和用户扩频码重构出数据对 应的信号，再从总接收信号 中减去重构信号，如此循环 迭代
联合检测基本概念
➢ 基于所有用户的信道化码和信道信息，消除符号 间干扰（ISI）和用户间干扰（MAI），从而达到提 高用户信号质量的目的。
TD-SCDMA系统关键技术
TDD技术 智能天线 联合检测技术 动态信道分配 接力切换技术 功率控制
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➢ 易于使用非对称频段, 无需具有 特定双工间隔的成对频段
➢ 适应用户业务需求，灵活配置 时隙，优化频谱效率
➢ 上行和下行使用同个载频，故 无线传播是对称的,有利于智能 天线技术的实现
➢ 无需笨重的射频双工器，小巧 的基站，降低成本
➢ 子帧时间较短（5ms），便于智能天线支持高速移动； ➢ 单时隙用户有限（目前最多8个），便于实时自适应权
值的生成；
TD-SCDMA系统是一个以智能天线为核心的第三代移动通信系统
智能天线的作用
➢ 智能天线是一个天线阵列。它由多个 天线单元组成，不同天线单元对信号 施以不同的权值，然后相加，产生一 个输出信号；
TDD技术
时分双工 (TDD): 上行频带和下行频带相同
DUDDDDDD 频分双工 (FDD): 上行频带和下行频带分离
D DDDDDD
U
上行
下行
U
D
未使用
TD-SCDMA系统关键技术
TDD技术 智能天线 联合检测技术 动态信道分配 接力切换技术 功率控制
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TD更适合采用智能天线
➢ TDD的工作模式，便于权值的应用，上行波束赋形矩阵 可直接使用于下行；
智能天线的优势
普通天线
智能天线
TD-SCDMA系统关键技术
TDD技术 智能天线 联合检测技术 动态信道分配 接力切换技术 功率控制
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抗干扰技术
技术实现简单
导致信噪比恶化，系 统性能和容量不理想
抗干扰技术分类
充分利用MAI，一步之内 将所有用户的信号都分 离开来的一种信号分离 技术
单用户检测
多用户检测
其中：G由Midamble码构造的矩阵
Data Midamble Data GP Data Midamble Data GP
TD适合采用联合检测技术 联合检测在TD-SCDMA系统实现的优势
每时隙内码道数量少 基站扰码短 上行同步
计A算I量 R小
➢ 提高系统容量 ➢ 增大覆盖范围 ➢ 减小呼吸效应 ➢ 缓解功率控制精度需求 ➢ 削弱远近效应
➢ 圆阵的半径会影响抑制干扰的能力，公用信道赋形的圆度； ➢ 阵元个数会影响对干扰的抑制能力，影响容量和覆盖； ➢ 8阵元阵列比单天线性能有9dB的增益。
➢ 提高了基站接收机的灵敏度； ➢ 提高了基站发射机的等效发射 功率； ➢ 降低了系统的干扰； ➢ 增加了CDMA系统的容量； ➢ 改进了小区的覆盖； ➢ 降低了无线基站的成本；
联合检测原理
d (1) d (k) d(K)
b(1)
c (1)
. . .
c (k)
b(k)
h( 1 )
. . .
h( k )
. .
. b (K)
c (K)
. . .
h( K )
n e
^d (1)
滤.
.
^ 波
.d (k)
.
器
.
^.d (K)
e = Ad ＋ n
▪ d是发射的数据符号序列，e是接收的数据序列，n是噪声
联合检测对TD性能改进
能量
MAI 检测到信号
频率
能量
允许的信号波动
Frequency
与RAKE接收技术的比较
➢ RAKE接收技术是利用扩频码相关性抑制本小区其它 用户的干扰，然而由于多径和扩频码之间的非正交性， 本小区其它用户之间没有完全消除，留有残余干扰， 作为噪声处理，随着用户数增加，残余干扰累加得越 大。