手机智能天线测试系统
TD-SCDMA智能天线系统原理、实现及现场测试方案浅析(上)
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征的差 异 ， 通过阵列天线技术在 同一信道上接收和发射 多 个移 动用户信号而 发生相互干扰 ， 使无线 电频谱的利用 和信号 的传输更为有效 。
在 ＴＤ Ｓ Ｄ － Ｃ ＭＡ中采用智能天线主要有 以下 目的 ：
（）干扰抑 制 ， １ 采用数字信号处理技 术判断用户信号
线传播 特性 近似 相 同 ，能够 很好地 支持 智能 天线技 术 。
ＴＤＤ （ 时分双工 ）技 术 巾智 能天线 的使用增加 了ＴＤ— ＳＤ Ｃ ＭＡ无线接 口的容量 。 Ｔ — Ｃ ＭＡ智能天线要实现两种波束 ， 种是广播 Ｄ ＳＤ 一
阵主要覆盖 １Ｏ 度的扇形区域 ，通常一个三扇区基站便 ｎ ２
向特 性。 其原 理是将 无线 电的信号导 向具 体的方向 ， 产生
空 问定 向波 束 ，使 天线 主 波 束 对 准用 户信号 到 达 方 向
Ｔ Ｓ Ｄ Ｄ Ｃ ＭＡቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ能天 线技 术 ， 最初应用于雷达 、 声纳
等军事通信领域 ， 主要实现空 间滤波和定位 。 短短 几年时
Ｄ ＯＡ（ ｒｃｉｎ ｏ ｒｉａ） Ｄｉ ｔ ｆＡ ｒ １，旁瓣或零 陷对 准干扰信号 ｅ ｏ ｖ
下 ， 自窄波束之 外的信 号被抑 制 ， 来 发射模式下 ， 能使期
望用户接收的信号功率最大 ， 同时使窄波 束照射范 围以外 的非期 望用 户受到的干扰最小 ； 智能天线是利用用户空 间 位置的不同来 区分／ 同用 户， ｆ 在相同时隙、 同频率或相 相
的频率 复用 ，使频谱效率得以显著的提高 。
到达 方向 ， 达到充分高效利用移动 用户信号并消除或抑制
间，智能 天线 已经完成 了从军 用到民用 的转变 ，并 成为
第九代Site Master S331L 手持式智能电缆和天线分析仪说明书
技术手册第九代Site Master™S331L手持式智能电缆和天线分析仪具有经典模式和高级模式2 MHz 到 4 GHz 电缆和天线分析仪50 MHz 到 4 GHz 功率计“Site Master 是站点制造商、安装者和维护者和无线服务提供商最值得信赖、最可靠和最值得推荐的电缆和天线分析仪”介绍安立公司非常荣幸的发布其第九代的高性能手持式智能电缆和天线分析仪Site Master™ S331L 。
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TD-SCDMA智能天线系统原理、实现及现场测试方案浅析(下)
筹
ｏ ｌ ７ ｆ
图 １ Ｏ Ｉ ｋ Ｏ １ ＴＡ ３ｉ Ｄ Ａ估计精度仿真 ｎ
图１ ０智能天线对 系统误码率性 能改善仿真
（ 横坐标 ：Ｔ ／ｌ纵坐标 ：误码率） ｘ ，
目
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第五采样点 第六采样点
噬 ． ∞ ＿ 、 ｍ 、
率， 使上行受限转化为下行受 限。实际上 ， 也可以通过增 加小 区用户数和对下行加扰的方式 ， 上行受 限转变成下 使
萼Ｔ ．
行受限 。
净
、 百
，
，
＼
在测试 中 ， 系统功率 控制会大大影 响智能天线测试结
图１ ６和 图 １ ） ７。
第九采样点
终止点 图 １ 波束赋形开 ：Ｄ Ｓ Ｐ Ｐ Ｃ Ｃ Ｓ Ｐ Ｈ ６ Ｌ Ｒ Ｃ Ｃ Ｐ Ｈ Ｖ ．Ｄ Ｃ
图１ ５平面阵波束赋形和 Ｄ Ａ估计 Ｏ
在基站 侧 ， 按时 间顺序记录起始 点和终止 点 ， 并均匀 提取 若干天线权重值 ， 生成对 应实际波束指 向 ， 再按时 间 顺序与终端实际 Ｇ Ｓ Ｐ 记录位 置进行核对 。图 １ 为实 际生 ５ 成的波束采样点 ， 可以在 图上清楚地看到天线指 向在大 约 ９ 度范 围内随测试终端准确赋形的情况 。 ０
４ １有无智能天线的 比较 ． 仿真条件 ：
下行 ；
理◇ 壁。 ．
Ｅｒ ｒ ｒｏ ＣＤ Ｆ ０ ０． ７ ６
仿真结果 ： 见图 ｌ 。 ０ 结论 ： 以上仿真 可以看出 ，由于通过 不同的波束大 从 大 降低 了小 区内和小 区外 的干扰 ， 智能天线对系统的误码 率性能有 明显的改善。
１ ４ ３ ．９ ３ ８： ０： ８ ７
《基于人工智能的天线优化设计》范文
《基于人工智能的天线优化设计》篇一一、引言随着无线通信技术的飞速发展，天线作为无线通信系统中的重要组成部分，其性能的优劣直接影响到整个系统的性能。
因此，天线优化设计成为了无线通信领域的研究热点。
近年来，人工智能技术的发展为天线优化设计提供了新的思路和方法。
本文旨在探讨基于人工智能的天线优化设计，以期提高天线性能，满足无线通信系统的需求。
二、天线优化设计的背景与意义天线优化设计是指通过改进天线的结构、材料、尺寸等参数，以提高天线的性能，如增益、带宽、辐射效率等。
传统的天线优化设计方法主要依赖于设计师的经验和试验，设计周期长、成本高、效果不尽如人意。
而人工智能技术的发展为天线优化设计提供了新的解决方案。
基于人工智能的天线优化设计具有以下意义：1. 提高天线性能：通过优化天线的结构、尺寸等参数，提高天线的增益、带宽、辐射效率等性能指标。
2. 缩短设计周期：利用人工智能技术，可以在短时间内找到最优的天线设计方案，缩短设计周期。
3. 降低设计成本：通过智能算法和仿真技术，可以在不进行实际试验的情况下，对天线进行优化设计，降低设计成本。
4. 拓展应用领域：优化后的天线可以更好地适应不同的应用场景，如移动通信、卫星通信、雷达等。
三、基于人工智能的天线优化设计方法基于人工智能的天线优化设计方法主要包括以下步骤：1. 数据准备：收集天线的结构、尺寸、性能等数据，建立天线数据库。
2. 特征提取：从天线数据库中提取出与天线性能相关的特征，如结构参数、尺寸参数等。
3. 模型构建：利用机器学习算法，构建天线性能与特征之间的映射关系模型。
4. 优化算法：采用智能算法（如遗传算法、粒子群算法等）对模型进行优化，找到最优的天线设计方案。
5. 仿真验证：利用仿真软件对优化后的天线设计方案进行仿真验证，评估其性能。
6. 实际制作与测试：根据仿真结果，制作实际天线并进行测试，验证优化设计的有效性。
四、实例分析以某型智能手机的天线为例，采用基于人工智能的天线优化设计方法进行优化设计。
智能天线的测试
处 理 能 力 不 断 提 高 ， 利 用 数 字 技 术 在 基
带 形 成 天 线 波 束 成 为 可 能 。 到 了 ２ 世 纪 ０
２ 智 能 天 线 的 分 类
智 能 天 线 按 照 类 型 可 以 分 为 全 向 智
９ 年 代 ， 阵 列 处 理 技 术 引 入 移 动 通 信 领 ０ 域 ， 很 快 形 成 了 一 个 新 的 研 究 热 点 — — 智 能 天 线 。 其 中 ，我 国 在 享 有 独 立 自主 知
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ＴＤ —ＳＣ ＤＭ Ａ 技 术
智 能天 线的 测 试
秦 岩 贺 鹛 郑 忠 斌
中 国 泰 尔 实 验 室 ｊ京 匕 １ ０ ４ ０ ０ ５
踪 用 户 信 号 到 达 方 向 ， 旁 瓣 或 零 陷 对 准
摘 要： ｇ前 智 镜 天 线 Ｂ 经 广 泛 地 应 用 于 实 际 的 通 信 系 统 当 中 ．具
有 我 国 自 主 知 识 产 权 的 Ｔ ＳＣＤＭＡ 系 统 也 采 用 ７ 智 能 天 线 ， 本 Ｄ— 文 对 智 能 天 线 不 同 于 普 通 天 线 的 测 试 项 目 进 行 ７ 介 绍 Ｉ 并 提 出 ７ 相应 的测试方法 。 关 键 词 ： Ｔ ＳＣＤＭＡ Ｄ— 单元波 束 业务波束 智镜 天线 广 播 波 束 校准端 口 有 源 输 入 回波 损 耗
（ ４）重 复 步 骤 （ ， 测 试 所 有 ３） 端 口 的 （ ， ＣＡＬ ）值 。
测 出 校 准 端 口 ＣＡＬ 至 多 个 辐 射 端 口 的 传 输 系 数 Ｓ （ ， ＣＡＬ ）
干 扰 信 号 到 达 方 向 ， 利 用 多 个 天 线 单 元
浅谈TD-SCDMA智能天线基本原理和测试方法
1引言作为第三代移动通信系统标准之一的TD-SCDMA，采用了两项最为关键的技术，即智能天线技术和联合检测技术。
其中智能天线对于系统的作用主要包括：（1）通过多个天线通道功率的最大比合并以及阵列信号处理，明显提高了接收灵敏度；（2）波束赋形算法使得基站针对不同用户的接收和发射很高的指向性，因此用户间的干扰在空间上能够得到很好的隔离；（3）波束赋形对用户间干扰的空间隔离，明显增加了CDMA的容量，结合联合检测技术，使得TD-SCDMA能够实现满码道配置；（4）通过波束赋形算法能够实现广播波束宽度的灵活调整，这使得TD-SCDMA在网络优化过程中小区广播覆盖范围的调整可以通过软件算法实现（常规基站天线的广播波束是固定不可变的，若想调整覆盖范围必须要更换天线），从而明显提高了网优效率；（5）通过对天线阵进行波束赋形使得下行信号能够对准一个（或若干个不同位置的用户）用户，这等效于提高了发射机的有效发射功率（EIRP）。
CDMA系统中采用了大功率线性功放，价格比较昂贵；采用智能天线技术的TD系统可以采用多个小功率功放，从而降低了制造成本。
2基本工作机理根据波束成形的实现方式以及目前的应用情况，智能天线通常可分为多波束智能天线和自适应智能天线。
多波束智能天线采用准动态预多波束的波束切换方式，利用多个不同固定指向的波束覆盖整个小区，随着用户在小区中的移动，基站选择其中最合适的波束，从而增强接收信号的强度。
多波束智能天线的优点是复杂度低、可靠性高，但缺点是它受天线波束宽度等参数影响较大，性能差于自适应智能天线。
自适应智能天线采用全自适应阵列自动跟踪方式，通过不同自适应调整各个天线单元的加权值，达到形成若干自适应波束，同时跟踪若干个用户，从而能够对当前的传播环境进行最大程度上的匹配。
自适应智能天线在理论上性能可以达到最优，但是其实现结构和算法复杂度均明显高于多波束智能天线。
TD-SCDMA系统采用的是自适应智能天线阵，天线阵列单元的设计、下行波束赋形算法和上行DOA预估是智能天线的核心技术。
专家智能pNa测试系统
专家智能pNa测试系统
朱坚民;郭冰菁;宾鸿赞;赵书尚;周福章
【期刊名称】《计量学报》
【年(卷),期】2000(021)001
【摘要】为了解决pNa检测中的快速精确测试问题,本文给出了一种由专家知识和经验决策钠离子活度检测过程的智能化测试系统.文中介绍了测试系统的工作原理、硬件和软件设计及特点,并给出了应用实例.
【总页数】6页(P68-73)
【作者】朱坚民;郭冰菁;宾鸿赞;赵书尚;周福章
【作者单位】华中理工大学,武汉,430074;洛阳工学院,洛阳,471039;华中理工大学,武汉,430074;洛阳工学院,洛阳,471039;洛阳工学院,洛阳,471039
【正文语种】中文
【中图分类】O647.2
【相关文献】
1.基于机载通信自动测试系统的智能手动测试系统设计 [J], 路辉;孙宝江
2.基于HomePNA的智能小区网络系统设计 [J], 高新;王普;吴晴
3.PNA3可编程智能调节器在酮苯脱蜡装置加热炉热效率中的应用 [J], 尹正;李建纲;宋凯
4.PNA天线测试系统测量误差的分析 [J], 朱晓玫
5.类脑、具身与共情:如何研究人工智能对于传播学与后人类的影响——基于国际
三大刊Science、Nature和PNAS人工智能相关议题的分析 [J], 喻国明学术工作室
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线天线方向图自动测量系统设计的开题报告
线天线方向图自动测量系统设计的开题报告一、选题背景随着通信技术的飞速发展及需求的增加，无线通信领域的天线设计和测试变得越来越重要。
天线方向图是一个重要的参数，它指示了天线在空间中发射或接收的电磁波的辐射或接收性能。
因此，用于自动测量天线方向图的系统在天线领域中十分重要。
目前，市面上已经有一些天线方向图测量系统，这些系统能够可靠地测量天线的方向图，但它们通常非常昂贵并且需要专业人员进行操作。
因此，我们有必要设计一个更简单、更实用和更经济的天线方向图自动测量系统。
二、选题意义本系统的主要特点是智能化、高精度、易操作，使用者可以通过简单的操作即可快速地进行天线方向图测量。
该系统可以应用于天线测试和校准、无线通信、卫星通信和雷达等领域。
三、研究内容本文主要研究内容有以下几点：（1）天线方向图测量原理及常用的测量方法研究。
（2）分析已有的天线测量系统，并分析其优缺点，为我们提供设计参考。
（3）系统的整体设计和实现，包括硬件和软件两方面。
（4）系统的测试及实现效果分析，对系统进行性能评估，并与现有的测量系统进行比较。
四、研究方法本研究采用的方法包括文献调研、理论分析、模拟计算、实验验证等。
首先，对天线方向图测量原理及常用的测量方法进行了全面的文献调研和理论分析；然后，从市场上选购适当的硬件设备，进行系统的整体设计和实现；最后，对系统进行测试，对实测数据进行分析，并与现有的测量系统进行比较。
五、预期成果预期的成果包括以下几点：（1）设计和实现一款自动测量天线方向图的系统，其采用的方法和设计方案简单、实用。
（2）提供定量的测量数据，评估系统的测试精度和稳定性。
（3）取得改进天线设计和测试技术的重要进展，为我国的无线通信技术和天线技术发展做出贡献。
六、进度安排本研究计划分为以下几个阶段：第一阶段（5个月）：对天线方向图测量原理及常用的测量方法进行调研和分析，并分析已有的天线测量系统。
第二阶段（6个月）：进行系统方案的设计和实现，包括硬件和软件的开发。
TD—SCDMA智能天线系统的特点及测试
要求波束宽度很宽． 尽量做到小区无缝隙覆盖 业务波束是在建立 具体的通话链路后形成． 也就是形成跟踪波束． 它会针对每一个用 户形成一个很窄的波束． 这些波束会紧紧地跟踪用户 由于波束很 窄， 能量比 较集中． 在相同功率情况下． 智能天线能将有用信号强 度增加， 同时减小对其他方向用户的干扰． 由于智能天线能很好地
４全 向 阵 业 务 波 束
在实际布网时． 小区的覆盖范围将主要取决于广播波束的覆盖．
网 ２单 天 线 水 平 方 向
所以对于广播波束的设计可以接近小区理想的蜂窝六边形、
对于业务波束． 虽然在不同角度上智能天线物理赋形特性
从图 １图 ２ 、 可以看出． 全向智能天线的单天线阵元不管是
集中信号． 所以发射机可以适当地减小发射功率
２ 智 能 天 线 阵 的 物 理 特 性 和波 束 赋 形
常见的智能天线阵列一般分为３０全向阵列和 １０ ６￣ ２￣ 平面扇
信号空间特征的差异． 通过阵列天线技术在同一信道上接收和
区阵列。全向天线阵主要适用于用户密度较低的农村地区和偏远 山区． ３０全向小区覆盖。平面天线阵主要覆盖 １０￣ 形 可作 ６ｏ ２ｏ 区 通常一个三扇区基站便可以覆盖３０范围 平面天线阵由 域． ６ｏ 于 具有较好的波束赋形性能． 能够形成更窄的波瓣宽度． 具有更强的 旁瓣抑制能力并提供更高的赋形增益．所以成为目 Ｔ —Ｃ Ｍ 前 ＤＳ Ｄ Ａ
１ ， 排列成天线阵列． ／￣ ２） 再通过算法对各个天线阵元的信号（ 包
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括振幅和相位） 进行控制， 最终形成具有方向性的下行波束
图１ 、图２ ８ 是 阵元全向智能天线单个阵元在垂直和水平
“智能天线”介绍
智能天线译文（未校对）P945-95216.1介绍回顾过去的十年，无线技术发展速度是难以置信的，因此发明新的技术和在降低成本下改善服务是必须的。
这种情况增加了大量的通话时间和大量的用户。
对于这种现象实际中常采用解决方案是利用空间处理技术。
高通的创始人安德鲁维特比明确阐述了“空间处理技术被最有前途的，如果不是在最新领域，在多址接入系统发展领域。
空间处理技术的中心思想是自适应天线和智能天线系统。
尽管自适应天线发明还要追溯到二次世界大战—巴特利特波束形成器。
自适应天线是仅有的低功率数字信号处理，及信号处理技术的创新软件。
智能天线系统引起了世界广泛兴趣。
确实，关于智能天线目前出现了很多观点与教程，且大量的研究关于自适应和到达方向（DOA）运算用于智能天线系统.伴随着用户的快速增加和对无线通信服务要求快速提高.这就要求信号的覆盖面越来越宽,和传输速率越来越快.智能天线系统提供了这些问题的解决方案.这篇文章讲述了智能天线系统的介绍和大体的观点。
首先,让读者更容易理解,将智能天线系统比作为人类的音频系统,其次,通过介绍蜂窝射频系统以及变革来阐述智能天线的用途.这些观点遵守天线阵理论,到达时间和自适应数字处理算法,互扰,移动自组织网络,天线设计,天线设计关于网络容量的影响。
通信频道误比特率(BER)。
这篇文章的重要部分从[17]-[22].更多延伸讨论和细节在[17]每一节和其它的地方都有。
16.2 智能天线类比当很多工程系统的功能被联想到人类身体系统[3]的时候，这些功能就可以很容易被理解。
因此，若想了解智能天线系统如何工作，让我们首先想象二个人在黑暗的房间里交流，如图16.1（a）。
当说话者移动的时候，听者有能力判断出他的位置。
这是因为说话者的语音在不同的时间内到达了听者的耳朵（音频的传感器）。
人类信号的处理器是大脑。
大脑通过耳朵来接受音频来判断说话者的位置。
大脑通过二个耳朵增强信号强度来判断声音的方向。
另外，如果其他说话者加入交流，大脑可以一次分辨出这是不需要的干扰且专注有用的声音。
Apple WIFI智能测试系统操作说明
Apple WIFI智能测试系统操作指南重庆东电股份科技有限公司简介重庆东电股份科技有限公司是以通信、电力、教学实训产品的研发、生产、销售及技术服务为一体化的国家级高新技术企业。
本公司拥有独立的自营进出口权，并通过了ISO9001-2008国际质量管理体系认证，产品畅销全国三十多个省、市、自治区，在全国各地设有多个长驻办事机构，已形成了完善的销售和售后服务网络，凭借良好的信誉和产品质量，受到各业用户的好评。
公司下设三个事业部。
其中，通信事业部主要从事中国电信、中国移动、中国联通等客户通信测试产品的研发、生产和销售；系统事业部主要从事电力测试及监控品的研发、生产和销售。
教仪事业部主要从事教学仪器设备产品的研、生产和销售。
我公司拥有强大的研发团队，所经营的产品已获得30多项国家发明和新型实用专利，使本公司处于国内同行的领先水平。
公司于2004年投资上亿元在重庆两江新区建立了自己的研发、生产基地。
在引进人才、用好人才上大胆创新，保证了公司99%以上的员工拥有大专以上文化，质量控制坚持以ISO9001-2008国际投师管理体制为标准。
从而保证为国内外用户创造一流的产品和服务的承诺得以兑现。
我公司近贰百位专业工程师（研发人员全部由来自上海交大、电子科大、中科院、重大和重邮等院校和研究院的博士、硕士组成，涵盖计算机技术、通信技术、网络技术、操作系统等多方面的专业人才）将为您精心选型、配套，提供技术咨询。
Apple WIFI智能测试系统操作指南目录1.系统介绍--------------------------------------------------------------------42.系统要求--------------------------------------------------------------------43.安装APPLE WIFI 智能测试系统------------------------------------54.APPLE WIFI 智能测试系统的操作-----------------------------------94.1 操作前准备-----------------------------------------------------------94.2 系统登录--------------------------------------------------------------94.3 测试参数的设置与验收标准的设置----------------------------124.4 自动测试-------------------------------------------------------------154.5 手动测试-------------------------------------------------------------174.6 打点测试-------------------------------------------------------------194.7 频谱测试-------------------------------------------------------------244.8 协议分析-------------------------------------------------------------364.9 帮助功能-------------------------------------------------------------375.在使用过程中的一些常见问题处理----------------------------------381.系统介绍APPLE WIFI 智能测试系统是重庆东电通信技术有限公司针对国内WIFI网络运营商的测试规范专门设计开发的智能测试系统，它的测试内容涵盖了运营商所要求的各个方面，如网络的无线指标(场强/信噪比/干扰)、网络的实际应用(Ping/FTP/网站访问)、用户认证及无线流媒体的应用(视频/即拍即传)等。
5G-MIMO-OTA测量技术-5G技术方案-5G关键技术
测试仪表（Keysight UXM）
测试软件（中科国技S6000A）
22
两步法的优势与不足：
➢ 优势：系统配置简单
✓ 不需要构建多探头系统，可复用传统单探头暗室测量系统 ✓ 信道仿真器集成在综测仪当中（Keysight UXM）
➢ 不足：
✓ 依赖芯片。需要芯片提供测试模式，获取天线方向图 ✓ 无法提供手机的测量不确定度指标
标准型配置
增强型配置 （可选）
LTE 综测仪
安捷伦 网络分析仪
Z9904A
校准射频信号 开关箱
Ani te
Fs8*2或FS32 信道仿真器
Z8132A 八通道MIMO OTA功率放大
器
Z8132A 八通道MIMO OTA功率放大
器
Байду номын сангаас
Z9905A 信号调整箱
Z9905A 信号调整箱
17
MIMO OTA测试环境—测试系统
➢ 依据标准: ✓ 《CTIA_mimo_ota_test_plan_v1_1 》 ✓ 《 YD/T 2869.1-2015 终端MIMO天线性能要求及测量方法， 第一部 分 LTE终端 》 ✓ 《3GPP TR 37.977 》
➢ 适用范围:LTE、WiFi(802.11n/ac)无线终端。
14
关键测试仪表
19
RTS(两步法) MIMO OTA测量方案
20
两步法（Radiated Two-stage） 概述
➢ 第一步：通过OTA方 法，获取到终端的天 线方向图
➢ 第二步：将方向图数 据导入基带信道仿真 器当中并进行测试， 考量基带芯片及天线 的整体性能。
21
两步法（Radiated Two-stage） 概述
《2024年基于人工智能的天线优化设计》范文
《基于人工智能的天线优化设计》篇一一、引言随着无线通信技术的飞速发展，天线作为无线通信系统中的关键组成部分，其性能的优劣直接影响到整个系统的性能。
因此，天线的设计与优化显得尤为重要。
近年来，人工智能技术的快速发展为天线优化设计提供了新的思路和方法。
本文将探讨基于人工智能的天线优化设计，以期提高天线性能，满足不断增长的无线通信需求。
二、天线优化设计的背景与意义天线优化设计是无线通信领域的重要研究方向，其目的是在有限的空间和资源条件下，通过优化天线的结构、尺寸、材料等参数，提高天线的性能，如增益、辐射效率、波束形状等。
传统的天线优化设计方法主要依靠设计者的经验和知识进行迭代优化，耗时耗力且效果有限。
而人工智能技术的应用，为天线优化设计提供了新的思路和方法，有望实现天线的自动化、智能化设计。
三、基于人工智能的天线优化设计方法（一）数据驱动的天线优化设计数据驱动的天线优化设计是利用大量历史天线设计数据，通过机器学习算法对数据进行学习和分析，找出天线设计参数与性能之间的关联关系，从而指导新的天线设计。
这种方法可以充分利用历史数据，提高天线设计的效率和准确性。
（二）深度学习在天线优化设计中的应用深度学习是一种强大的机器学习算法，可以自动提取数据的特征，从而实现对复杂问题的求解。
在天线优化设计中，可以利用深度学习算法对天线的电磁场分布、辐射特性等进行学习和预测，从而实现对天线的自动化、智能化设计。
四、具体实现步骤（一）数据准备收集大量历史天线设计数据，包括天线的结构、尺寸、材料、性能参数等。
对数据进行预处理，如去噪、归一化等，以便于机器学习算法的学习和分析。
（二）特征提取与模型构建利用机器学习算法对数据进行学习和分析，提取出天线设计参数与性能之间的关联关系。
构建适当的模型，如神经网络模型、支持向量机模型等，以实现对天线性能的预测和优化。
（三）训练与测试利用训练数据对模型进行训练，使模型能够自动提取天线的特征并预测其性能。
天线测试方法
天线测试方法一、测试依据。
天线是将传输线中的电磁能转化成自由空间的电磁波，或将空间电磁波转化成传输线中的电磁能的专用设备。
在移动网络通信中从基站天线到用户手机天线，或从用户手机天线到基站天线的无线连接，它的运行质量在整个网络运行质量中所占的位置是十分明显的。
因此, 移动网络的好坏也就自然与天线密切相关。
为了便于介绍天线测试方法先从天线的几个基本特性谈起。
1、天线辐射的方向图天线辐射电磁波是有方向性的，它表示天线向一定方面辐射电磁波的能力。
反之，作为接收天线的方向性表示了它接收不同方向来的电磁波的能力。
我们通常用垂直平面及水平平面上表示不同方向辐射（或接收）电磁波功率大小的曲线来表示天线的方向性，并称为天线辐射的方向图。
同时用半功率点之间的夹角表示了天线方向图中的水平波束宽度及垂直波束见度。
2、天线的增益天线通常是无源器件，它并不放大电磁信号，天线的增益是将天线辐射电磁波进行聚束以后比起理想的参考天线，在输入功率相同条件下，在同一点上接收功率的比值，显然增益与天线的方向图有关。
方向图中主波束越窄，副辩尾辩越小，增益就越高。
可以看出高的增益是以减小天线波束的照射范围为代价的。
3、天线的驻波比天线驻波比表示天馈线与基站（收发信机）匹配程度的指标。
驻波比的产生，是由于入射波能量传输到天线输入端B未被全部吸收（辐射）、产生反射波，迭加而形成的. VSWR越大，反射越大，匹配越差.那么，驻波比差，到底有哪些坏处?在工程上可以接受的驻波比是多少? 一个适当的驻波比指标是要在损失能量的数量与制造成本之间进行折中权衡的。
4、天线的极化天线辐射电磁波中电场的方向就是天线的极化方向。
由于电磁波在自由空间传播时电场的取向有垂直线极化的水平线极化的圆极化的，因而天线也就相应的垂直线极化的天线水平线极化的天线。
特别值得一提的双极化天线，它是在一副天线罩下水平线极化与垂直线极化两副天线做在一起的天线。
二、测试方法用移动基站给待测天线发送一个GSM频段中的频点，并且配合天线转台匀速旋转一周同时用高灵敏度频率扫描仪为数据采样接收机采集所用频点的场强。
天线自动测试系统实施方案
系统测 试 流 程 ： 同 的 产 品 ， 试 要 求 及 标 准 不 测
不 一样 ， 相应 的测试 流 程 也 不 一样 ， ４— 图 ６给 出 了 各种类 型 的测 试 流 程 。系 统 测 试 流 程 在 设 计 过 程 中充 分考 虑 了 生 产 的便 利 性 ， 序 渐 进 ， 免 重 复 循 避
极管 的 通 断 来 实 现 该 路 信 号 的 传 输 控 制 输 出 至
Ｐ Ｒ Ｏ Ｔ 因此 只 要 实 现 不 同 时 段 对 Ｐ Ｒ 至 ＯＴＵ。 ＯＴ Ｐ Ｒ 支路 上 微 波 二 极 管 的 “ ” 断 ”， 能 实 现 ＯＴ 通 “ 就
每个标准振子得到的幅相值传输 至测试设备 ， 从而
ＸＵ Ｃｈｅ —ｉｎｇ Ｌ Ｕ ｉｑ ｕ ｎｇ ｌａ ． Ｉ Ｐｅ — ｉ
（ ｏ ｉ ｉ ｎ ｉｅ ｒ ｇＣ ｌ ｇ ， ｈ ｎＵ ｉｅｓ ｙｏ ｅ ｈ ｏｏ ｙ １ Ｌ ｇｓ ｃ Ｅ ｇ ｅ ｎ ｏ ｅ ｅ Ｗｕ ａ ｎｖ ｒｉ ｆ ｃ ｎ ｌ ，Ｗｕ ａ ３ ０ ０ Ｐ Ｒ Ｃ ｉａ ｔｓ ｎ ｉ ｌ ｔ Ｔ ｇ ｈ ｎ４ ０ ７ ， ． ． ｈｎ
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据通信 。具 体方 式 ， 制 软件 向 网络 分 析 仪 发送 控 控
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制命令 （ 制命令 格式 与 由网络 分 析仪 定 义 ） 网络 控 ， 分析 仪 响应命 令 ， 回 数 据 ， 返 系统 解 释 数 据 并 记 录 到数 据库 中。
图 ２ Ｎ 选 １电 路 设 计 方 粟
测试 更换 测试 端 口， 降低 生产效 率 。
方 案 简 要 说 明 ：Ｐ Ｒ 至 Ｐ Ｒ 端 口表示 标 Ｏ Ｔ Ｏ Ｔ 准天线 输 出 ， 后 与 “ 然 Ⅳ选 １ 通道 选 择 开 关 进 行 连 ” 接 。作 为模 块 的输 入 端 。通 过 每 条 支 路 上 微 波 二
基于MSComm控件的天线方向图自动测试系统开发
１ ２ Ｒ ２ ２串行 端 口连接 ． Ｓ ３
Ｓ
表 １ ＭＳ Ｃ Ｃ釉ｍ控 件需要配置的主要 参数
参数
说
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协议 。目前的计算机均以 ９引脚 的 Ｄ ２ 连接器接 Ｂ９ 头 引出两 个 串 行 端 口 Ｃ ＯＭ１和 Ｃ Ｍ２ Ｏ 。一 般 应 用
维普资讯
２０ ０ ７年 ９月
西
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邮
电
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Ｓ ｐ２ ０ ｅ ．０ ７
Ｖｏ． ２ Ｎｏ ５ １１ ．
第１卷 第５ ２ 期
Ｊ 瓜 ＮＡＩ ＯＦ ＸＩＡＮ ０Ｉ ， ’ ＵＮＩ ＶＥＲＳ ＴＹ Ｉ ＯＦ ＰＯｓｒ ＡＮＤ ＬＥ ＴＥ ＣＯＭＭ ＵＮＩ ＣＡＴＩ ＯＮＳ
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ：０ ７ ２ ４２ ０ ）５ ０ ６ ４ １０ —３ ６ （０ ７ ０ —０４ —０
引言
在通信 ， 雷达等领域中， 尤其在系统研发和测试
过 程 中 ， 常需 要测 量天 线方 向 图 ， 经 以获取 天线 的方 向性 指标 。对 天 线 方 向 图 的测 试 ， 以采 用 人 工 读 可 取 功率 值和 角度 值 的人 工 测试 方法 或计 算机读 取 功
制 器和频谱仪 ， 利用 Ｍ
的流 程 和 例 程 。
ｍ控件 对 ＲＳ ３ 一２ ２串行通 信端 口进行操作。给 出了方 向图 自动测试 的方 法、 软件 处理
一种基于自适应麦克风阵的智能天线实验平台
第 ２ 卷 第 ３期 １ ２０ ０ ６年 ６月
成
都
信
息
工ＮＯ． ３
Ｊ ＯＵＲＮ ＨＥ ， Ｕ ＵＮＩ ＥＲ Ｉ ＮＦ Ｍ Ａ ＯＮ ＴＥ Ｈ ＡＬ ＯＦ Ｃ ＮＣ ） Ｉ Ｖ Ｓ ＴＹ ＯＦ Ｉ ＯＲ ＴＩ Ｃ ＮＯＬ ＯＧＹ
２ 系统 结构 及 功 能
智能 天线是 由多 个天 线单元 组 成 的 ， 了使 其 同时具 有 空域 和时 域 的处理 能力 ， 为 在结 构 上 ， 常每 个 天 线后 通 接一个 延 时抽头 加权 网 。 自适应 和 智能 的含义 就是其 通 过 反馈 控 制方 式恰 当的 改变 调 整加 权 系数 ， 而连 续 调 从 整智能 天线本 身方 向图。 而 自适 应麦 克风 阵在结 构上 与 智 能天 线完 全 一致 ， 是通 过 连续 调 整 自适 应 麦 克 风 阵 也 的加权系数 ， 实现辨识信号的方向和降低干扰。所以， 可以完全用麦克风阵元来代替天线 阵元 ， 利用 自适应麦克 风 阵作 为智能 天线 的实验 平 台 ， 于 麦克风 阵列来 寻 求较 佳 的智 能 天线 的天线 阵列 结 构 和 自适 应 算 法 。这 也 正 基 是 智能 天线所 要解 决的 两个关 键 问题 。 ． 系统 以计算 机作 为数 据处 理平 台 ， 以根据不 同智 能 天线 实验 的需要 ， 用不 同 的 阵列 结 构 ， 用 不 同 的 自 可 采 选 适 应算 法 ， 能够 达到通用 平 台的效果 。平 台的数 据采 集 部分 ， 采用 计 算 机的 Ｐ Ｉ 线 作 为数 据 输 人 接 口， 可 Ｃ总 由进
部分的作用 。
关 键 词 ： 克风阵 ； 能天线 ； 麦 智 实验 平 台
中 图分 类 号 ： ８ １ ． ｌ ＴＮ ２ ９
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手机智能天线测试系统本文描述了一项由德州仪器公司(TI)发起、弗吉尼亚理工学院和州立大学的弗吉尼亚科技天线组(VTAG)和移动便携式无线研究组(MPRG)合作完成的研究项目。
该项目重点确定智能发送和接收手机天线的可行性，其目的是为了论证这种天线具有更低的功耗、更大的容量及更好的链接可靠性。
研究课题包括开发新的智能天线算法及评估链接可靠性和容量的提高。
为了评估智能天线在实际应用环境中的性能，研究者采集了一套综合的时空向量信道测量方法。
数据采集由VTAG开发的四个阵列硬件测试平台完成，它们是手持式天线阵列测试平台(HAAT)、MPRG天线阵列测试平台(MAAT)、失量脉冲响应(VIPER)和发射分集测试平台(TDT)。
图1：在多径环境下采用HAAT的典型试验。
一个发射器用于分集组合试验，第二个发射器可用于采用自适应波束成型算法的抗干扰试验。
智能天线可大大提高第三代手持式无线设备的性能。
MPRG和VTAG两个研究团队共同组成了一个联合小组负责研究TI公司智能手机天线的关键特性，包括采集天线及传输测量数据、评估分集及自适应算法、仿真整体系统性能，以及量化对带智能天线的手机造成影响的基本现象。
自该项目于1998年7月启动以来，我们已开发了三种工具：手持式天线阵列测试平台(HAAT)、向量多径传播仿真器(VMPS)、以及宽带VIPER测量系统。
我们已使用这些工具及MPRG天线阵列测试平台(MAAT)来了解手机天线阵列的传输环境，这些信息已经用来预测手机智能天线的性能。
广泛的2.05GHz测量表明，在可靠性为99%时，在户外和室内非直线可视环境下的窄带系统上实现7-9dB链路增益预算。
这些增益可利用手机分集和自适应的小天线阵列获得，天线间的隔离间距为0.15波长或更大。
其他的测量表明，利用自适应波束形成(beamforming)算法可将单个干扰信号降低25-40dB。
因此，可靠性、系统容量和传输功率性能都可得到大大提高。
系统开发1 手持式天线阵列测试平台HAAT系统可用来评估在分集组合和自适应波束形成试验中各种天线配置的性能(典型的应用如图1)。
图2给出了一个采用HAAT系统的典型试验场景。
接收器将来自两个或更多接收信道的信号下变频到基带。
这些信号被记录在数字录音带上，以便利用适当的算法进行离线处理。
接收器在2.8米长的轨道上以模仿人行走的恒定速度移动。
一个小型手持式无线电装置支撑着两个天线，天线的间隔和方向是可变的。
该系统具有如下特性：2.05GHz CW信号；两个发射器；一个接收器(两个信道，可扩展至4个)；2.8米线性轨道可连续收集数据，并离线处理；高度便携式电池供电系统；手持接收器的真实工作环境。
图2：MAAT由8个Harris 40214可编程直接数字下变频器和8个C54x DSP组成2 MPRG天线阵列测试平台图2中的MAAT具有很多与HAAT一样的特性，但具有更多信道，而且可容纳更大的带宽。
然而，MAAT有些笨重，不容易变换位置。
其工作频率为2.05GHz，信号为正弦波或已调制信号。
其带宽设为100kHz，但通过调整可扩展至1MHz。
MAAT可以执行数字实时波束形成和到达角度(angle-of-arrival)估测。
3 向量脉冲响应测量系统VIPER是一种软件定义的宽带向量信道测量接收器，可支持发射和接收分集测量。
VIPER接收器能够接收带宽高达400MHz的信号，并在软件中处理这些信号。
该接收器作为智能天线算法的测试平台，可执行多径测量系统的功能以比较多个无线信道环境下天线算法的性能。
图3给出了VIPER RF前端部分的照片，一个四通道示波器用作采样系统，计算机从该示波器获取所有的信号信息。
图3：VIPER RF前端部分组成VIPER被设计成在最少的RF硬件条件下，在软件中实现处理功能。
图4给出了接收器硬件的模块示意图。
执行单阶下变频后，在四个信道的每一个信道的IF信号以每秒1G 的采样率被采样。
所采集样本信号存储在RAM中，并由计算机处理。
VIPER软件负责采集、处理和记录所接收信号，并显示测量或算法结果。
该软件过去一年来经过改进，现包括如下模块：天线分集和分集增益处理；无线信道的时间离散特征(多径)测量；采用MATLAB开发的智能天线算法的实现；功耗、时域和频谱测量；原始接收信号的采集和记录；回放记录信号以用于开发和测试新的算法。
4 宽带发射分集测试平台宽带发射器设计用于宽带分集和信道测量试验。
该发射器基于一个带片上EEPROM的FPGA，在EEPROM中定义了PN和数据序列。
当前的发送器可让PN码片序列以高达25Mcps的速度运行，但将来可充分发挥FPGA芯片的性能，使PN序列运行速度高达100Mcps。
多径无线信道的详细测量需要高码片速率，但在分集试验中则采用低码片速率，以便所产生的信号带宽与3G无线系统的信号带宽类似。
5 向量多径传播仿真器VMPS在窄带或宽带信号环境下与试验性测量配合使用。
该仿真器可对完整的无线信道进行建模，包括天线和传播效应。
试验结果可用于优化由VMPS实现的模型。
目的是研究和隔离各种参数的影响，比如天线模式(antenna pattern)和间隔、多径、干扰、算法性能及其它因素。
利用VMPS仿真器可对带8个天线的接收系统进行建模。
6个发射器可被激活并放置在接收器周围的任意位置。
多径传播可通过在用户挑选或由内置模型决定的位置插入散射器(scatter)来仿真。
散射器的发射功率和反射系数是可变的，而且可以关闭或打开直线可视传输环境条件。
这些特性可以仿真多种信道状态。
该仿真器可模仿几个分集配置方案的性能，比如空间、极化、模式和角度分集。
对于非直线可视城区传播环境下的两个天线单元，采用最大比例组合，VMPS可在99%水平时获得7-11dB的分集增益。
这些仿真结果与采用HAAT系统在类似传播条件下的测量结果一致。
VMPS还可在不同干扰和多径情况下评估宽带通信系统的性能，比如采用时空阵列、空间阵列、分接式延迟线均衡器(tapped delay line equalizer)，或者单个天线接收器。
图4：VIPER系统框图系统测量利用所开发的硬件测试平台进行了广泛的测量，包括手机分集测量、天线间隔和操作员身体对分集的影响、自适应波束形成、到达角、信道互易验证，以及宽带向量信道测量。
图5和图6给出了户外非直线可视信道的采样分集测量。
图5对比相对于天线间隔的相关系数，注意到当相关性远低于0.7时将十分有利于提高分集性能。
图6给出了分集增益与天线间隔的函数关系：99%可靠性时，增益约9dB；90%可靠性时，增益约5-dB。
当间隔降至0.1波长时，几乎没有关联关系了。
图5：在市区、非LOS环境下，空间分集测量中封包(envelope)相关系数与天线间隔关系图6：在市区、非LOS环境下，空间分集测量中平均分集增益与天线间隔关系图我们利用手持天线阵列对自适应波束形成做了深入研究。
调查所用的小型四单元天线阵列被安装在一个像移动电话一样小巧的接收器上。
自适应波束形成研究利用两个相互干扰的发射器在偏远地区、郊区和市区进行了250次试验。
利用最小二乘恒模算法(LSCMA)，受控试验可提高性能达25至50dB。
在多径信道中，若在接收器看来发射器间没有分隔，而且两个发射天线的方向无区别，性能提高更加明显。
在对等网络(peer-to-peer)和微蜂窝条件下，将接收器拿在手中以步行速度移动时的性能也进行了测量。
在对等网络条件下，平均SINR提高约37-41dB，而在微蜂窝条件下波束形成后的平均SINR为21-27dB。
在微蜂窝条件下造成较低的SINR 的部分原因在于，信号在较长的传播路径上由于衰减而导致低SNR。
在所测量的多径信道中，双或多极化天线阵列相对于同极化阵列的优势不足3dB，这表明在这些信道中极化灵活性对提高性能有所帮助，但不是关键因素。
MAAT系统用于到达角测量、针对扩频系统(低带宽)的自适应干扰消除算法，以及在10MHz带宽上基于频率扫描的多频谱向量信道测量。
多频谱测量揭示出室内信道的平衰减特性，以及户外到室内信道的频率选择衰减特性。
VIPER用于启动一系列宽带向量信道测量，面向各种具有类似IMT-2000带宽的信道(如室内和户外等)。
最初的试验是在室内环境下进行的。
发射分集研究本节讲述研究组在手机发射分集方面的最近研究活动，这涉及到分集形式不同方面的研究。
当在发射器上天线阵列的所有天线上发射符号序列时，就用到发射分集。
问题是要在接收器端针对恒定的发射功率最大化信噪比。
为了在平衰减信道上实现手机发射分集，研究人员采用了多种算法和方法。
这些方法涉及到在发射器端采用复杂的权向量(weight vector)来调整通过不同天线单元的符号。
将各种方法所能获得的最大SNR和信号汇集特性进行比较。
这些方法包括早－晚方法、子空间方法、基于斜度的方法，以及最小平方(Least Square, LS)方法。
通过仿真对这些方法进行测试，结果表明LS方法更适合平衰减信道。
在室内环境下，相比于单天线系统，2单元天线阵列可获得2-6 dB的性能增益，4单元天线阵列可获得5-12dB的性能增益。
对这些算法相关的反馈和延迟问题也进行了研究。
仿真表明复杂权向量的粗糙幅度(coarse magnitude)和相位量化(phase quantization)是可能的，仅有轻微的性能下降。
我们还研究了这些算法在IMT-2000的WCDMA实现中的适用性，WCDMA 的信道结构和信号格式能适应这些算法。
发射分集演示发射分集系统的可行性是通过硬件实现来展示的。
该硬件装置包括一个2单元宽带发射分集测试平台和一个作为接收器的VIPER。
一个单元的增益保持恒定不变，而另一个单元的相位则以不连续的方式变化。
通过测量每个相位设置上的信号强度，可以识别出具有最大功率的设置，并将其转至发射器。
测量每个天线单元的信号强度，并比较分集系统与单个天线系统的性能。
初始的结果表明，在累积分布函数(CDF)图的1%水平上，性能提高3-4dB 是可能的。
本文结论本文介绍了VTAG在智能手机天线方面的研究。
通过利用所开发的不同测试平台进行了各种传播试验，信道测量表明分集系统要比单天线系统的性能有所提高。
窄带测量表明，采用带四单元天线阵列的自适应波束形成技术可获得高达40dB的抗干扰性能。
利用相应的算法，宽带系统也可以获得类似的增益。
我们利用VIPER系统进行了宽带分集试验。
我们还探讨了针对平衰减信道的发射分集，而且通过仿真对所提议的各种算法进行了验证。
发射分集在室内环境下通过宽带信号进行了演示。
基于我们在VIPER上的经验，可以快速开发出具有连续数据采集功能的宽带手持天线阵列测试平台，以便支持各种试验来评估手机宽带信号的自适应波束形成性能。