智能天线技术

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智能天线技术原理及其应用

智能天线技术原理及其应用

智能天线技术原理及其应用一、智能天线技术的原理智能天线原名自适应天线阵列(AAA,Adaptive Antenna Ar-ray)。

最初的智能天线技术主要用于雷达、声纳、抗干扰通信等,用来完成空间滤波和定位,后来被引入移动通信系统中。

智能天线通常包括波束转换智能天线(Switched Beam Antenna)和自适应阵列智能天线(Adaptive Array Antennal。

智能天线的原理是将无线电的信号导向具体的方向,产生空间定向波束,使天线主波束对准用户信号到达方向DOA(DirectionofArrlnal),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。

同时,智能天线技术利用各个移动用户间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发射多个移动用户信号而不发生相互干扰,使无线电频谱的利用和信号的传输更为有效。

在不增加系统复杂度的情况下,使用智能天线可满足服务质量和网络扩容的需要。

总之。

自适应阵列智能天线利用基带数字信号处理技术,通过先进的算法处理,对基站的接收和发射波束进行自适应的赋形,从而达到降低干扰、增加容量、扩大覆盖和提高无线数据传输速率的目的。

移动通信信道传输环境较恶劣。

实际环境中的干扰和多径衰落现象异常复杂。

多径衰落、时延扩展造成的符号间串扰ISI、FDMATDMA系统(如GSM)由于频率复用引入的同信道干扰、CDMA系统中的MAI等都使链路性能、系统容量下降。

使用自适应阵列天线技术能带来很多好处,如扩大系统覆盖区域、提高系统容量、提高数据传输速率、提高频谱利用效率、降低基站发射功率、节省系统成本、减少信号间干扰与电磁环境污染等。

自适应阵天线一般采用4-16天线阵元结构,在FDD中阵元间距1/2波长,若阵元间距过大,则接收信号彼此相关程度降低:太小则会在方向图形成不必要的栅瓣,故一般取半波长。

而在TDD 中,如美国Ar-rayComm公司在PHS系统中的自适应阵列天线的阵元间距为5个波长。

智能天线技术

智能天线技术

目录TD-SCDMA系统的智能天线技术 (1)智能天线和空间分集接收技术 (2)智能天线技术在GSM网络中的应用 (6)智能天线的关键技术 (9)智能天线技术及在移动通信中的应用 (11)智能天线在CDMA网络优化中的作用 (14)容量与速率齐加速 (15)智能天线技术改善频谱使用效率 (17)TD-SCDMA系统的智能天线技术智能天线的基本概念近年来,智能天线技术已经成为移动通信中最具有吸引力的技术之一。

智能天线采用空分多址(SD MA)技术,利用信号在传输方向上的差别,将同频率或同时隙、同码道的信号区分开来,最大限度地利用有限的信道资源。

与无方向性天线相比较,其上、下行链路的天线增益大大提高,降低了发射功率电平,提高了信噪比,有效地克服了信道传输衰落的影响。

同时,由于天线波瓣直接指向用户,减小了与本小区内其它用户之间,以及与相邻小区用户之间的干扰,而且也减少了移动通信信道的多径效应。

CDMA系统是个功率受限系统,智能天线的应用达到了提高天线增益和减少系统干扰两大目的,从而显著地扩大了系统容量,提高了频谱利用率。

智能天线在本质上是利用多个天线单元空间的正交性,即空分多址复用(SDMA)功能,来提高系统的容量和频谱利用率。

这样,TD-SCDMA系统充分利用了CDMA、TDMA、FD MA和SDMA这四种多址方式的技术优势,使系统性能最佳化。

智能天线的核心在于数字信号处理部分,它根据一定的准则,使天线阵产生定向波束指向用户,并自动地调整系数以实现所需的空间滤波。

智能天线须要解决的两个关键问题是辨识信号的方向和数字赋形的实现。

智能天线的工作原理TD-SCDMA的智能天线使用一个环形天线阵,由8个完全相同的天线元素均匀地分布在一个半径为R的圆上所组成。

智能天线的功能是由天线阵及与其相连接的基带数字信号处理部分共同完成的。

该智能天线的仰角方向辐射图形与每个天线元相同。

在方位角的方向图由基带处理器控制,可同时产生多个波束,按照通信用户的分布,在360°的范围内任意赋形。

无线通信中的智能天线技术

无线通信中的智能天线技术

无线通信中的智能天线技术在当今这个信息飞速传递的时代,无线通信技术的发展可谓日新月异,其中智能天线技术的出现更是为无线通信领域带来了一场重大变革。

智能天线技术就像是为无线通信打开了一扇通往高效、优质通信的新大门,让我们的通信体验得到了显著的提升。

要理解智能天线技术,首先得知道什么是天线。

简单来说,天线就是无线通信中用于发送和接收电磁波信号的装置。

而智能天线,则是在传统天线的基础上,通过引入先进的信号处理算法和自适应控制技术,使其能够更加智能地工作。

智能天线技术的核心在于其能够根据信号的到达方向和传播环境,自动调整天线的参数,从而实现更精准的信号发送和接收。

想象一下,在一个繁忙的通信环境中,各种信号交织在一起,就像一场混乱的交响乐。

而智能天线就像是一位出色的指挥家,能够准确地分辨出每一个音符(信号),并将它们引导到正确的方向,从而让整个通信过程变得清晰、流畅。

这种自适应调整的能力给无线通信带来了诸多好处。

其一,它大大提高了信号的接收质量。

通过精确地指向信号源,智能天线可以有效地减少多径衰落和干扰的影响,让我们在移动过程中也能保持稳定、清晰的通信连接。

其二,智能天线技术增加了系统的容量。

它能够在有限的频谱资源内,让更多的用户同时进行通信,就好比在一个拥挤的房间里,通过巧妙的安排,让更多的人都能找到舒适的位置。

其三,智能天线还有助于降低发射功率。

因为信号能够更精准地到达目标,所以不需要像传统方式那样使用过高的功率来保证覆盖范围,这不仅节省了能源,还减少了电磁辐射对环境的影响。

那么,智能天线是如何实现这些神奇的功能的呢?这就涉及到一系列复杂的技术和算法。

其中,波束成形技术是关键之一。

波束成形就像是将天线发出的信号能量集中成一束“光”,准确地照射到目标用户的方向上,而在其他方向上则尽量减少能量的辐射。

为了实现波束成形,系统需要对接收信号进行实时分析,计算出信号的到达角度和传播特性,然后根据这些信息调整天线的相位和幅度。

可反射可调的折叠式超宽带智能天线设计与分析

可反射可调的折叠式超宽带智能天线设计与分析

可反射可调的折叠式超宽带智能天线设计与分析超宽带智能天线是一种应用于通信系统的重要天线技术。

本文将探讨可反射可调的折叠式超宽带智能天线的设计与分析。

首先介绍超宽带智能天线的基本原理和优势,然后详细讨论可反射可调的折叠式天线的设计,并通过仿真分析验证其性能。

超宽带智能天线技术是近年来在通信领域中蓬勃发展的技术之一。

它具有频带宽阔、传输速率高、抗干扰能力强等优势,被广泛应用于无线通信、雷达系统等领域。

超宽带智能天线的设计与分析是确保其性能优越的关键。

在设计过程中,我们考虑到天线需要可反射可调的特性。

可反射特性意味着天线能够反射信号,增强信号的传输范围和覆盖面积。

可调特性意味着天线能够调节其天线参数,如频率和增益等。

这使得天线能够适应不同的通信需求和环境变化。

首先,我们需要选择合适的折叠式结构作为天线的物理基础。

折叠式结构通常由多个折叠片组成,可以调整其位置和角度以改变天线的性能。

这种结构具有优良的频率调谐性能和波束调节性能。

通过调整折叠片之间的距离和角度,我们可以在不同的频段中获得最佳性能。

其次,我们需要设计反射器以增强天线的性能。

反射器可以增加信号的传输距离和覆盖范围。

在设计过程中,我们可以使用多种材料和形状来实现优化效果。

通过精确控制反射器的形状和尺寸,我们可以最大限度地提高天线的增益和方向性。

然后,我们需要针对设计的天线进行电磁仿真和分析。

通过使用专业的仿真软件,如CST Microwave Studio或ANSYS HFSS,我们可以评估天线在不同频段下的性能。

仿真分析可以提供有关天线的增益、方向性和波束宽度等关键参数的重要信息。

最后,我们可以通过实际的原型制造和测试来验证设计。

在测试过程中,我们可以使用天线分析仪等设备来评估天线的性能。

通过与仿真结果进行比较,我们可以验证天线的设计和仿真分析的准确性。

如果需要,我们可以对设计进行进一步的优化和改进。

总结起来,可反射可调的折叠式超宽带智能天线的设计与分析是一个复杂而重要的任务。

面向5G的智能天线设计

面向5G的智能天线设计

面向5G的智能天线设计随着5G的到来, 智能天线设计变得非常重要。

智能天线是根据环境和需求自动调整方向的天线, 它可以通过优化信号传输, 提高通信质量。

这些天线可以在不同环境下支持高数据速率, 并克服了传统天线的一些不足。

1. 什么是智能天线?智能天线是一种具备自适应功能的天线。

它可以根据不同条件、不同情况实现自动调节和自适应选择。

传统天线通常只适用于一个特定的频率, 但是, 智能天线能够同时适用于多个频率, 这是因为它能够自动调整其方向和极化,从而在多个信号源之间切换。

此外, 智能天线采用多种信号处理技术,可以提高天线的灵活性和抗干扰能力, 并且可以适应不同的环境和场景。

2. 智能天线的优点智能天线具有许多优点。

它们可以提高通信的可靠性和速度, 增大信号覆盖范围, 并提高连接稳定性。

另外, 智能天线也可以提高信号的质量, 并有助于减缓建筑物、障碍物和人的干扰。

即使在复杂的极端天气条件下, 智能天线也可以快速自适应, 提高信号的稳定性, 提高通信质量。

还有一个优点是, 智能天线能够根据不同的场景和使用情况, 调整方向和角度, 以满足不同需求。

3. 智能天线设计的难点尽管智能天线有很多优点, 但是它们的设计并不容易。

一个重要的问题是如何确定天线的方向和极化。

在设计智能天线时, 我们必须考虑天线的尺寸、形状、材料和工作频率等多个关键参数。

此外, 在确定天线的方向和极化时, 我们还要考虑周围的环境和条件。

4. 如何克服设计难点设计智能天线需要采用多种技术手段, 包括多天线技术、反馈控制技术、自适应波束成形技术等。

其中, 反馈控制技术可以通过不断收集和评估信号反馈信息, 实现天线的自适应调整。

自适应波束成形技术则可以根据不同的使用场景, 调整天线的方向和角度, 以达到最佳通信效果。

此外, 还可以通过多台智能天线的连接, 实现信号的优化和协同处理, 从而实现更好的信号传输效果。

5. 结论随着5G技术的不断发展和普及,智能天线开始成为通信行业中的热点技术。

智能电磁计算的若干进展

智能电磁计算的若干进展

智能电磁计算的若干进展智能电磁计算是指利用电磁场的特性进行计算和处理信息的一种创新技术。

近年来,随着人工智能技术的突破和电子计算机的飞速发展,智能电磁计算在科学研究、通信、能源等领域取得了许多进展。

本文将就智能电磁计算的若干进展进行探讨。

一、智能天线技术在通信领域的应用智能天线技术是智能电磁计算的重要应用之一。

传统天线只能进行固定方向的信号接收和发送,而智能天线则能够根据环境和需求的变化,自动调整天线的工作状态和方向。

这种技术的应用使得无线通信的可靠性和性能得到了显著的提升。

在5G通信的发展中,智能天线技术发挥了重要作用。

通过采用智能天线,可以实现波束赋形、多用户多输入多输出(MU-MIMO)等功能,提高了网络的通信能力和频谱利用效率。

此外,智能天线技术还可以对电磁波的传播环境进行感知和建模,实现自适应的信号调整,提升信号的覆盖范围和穿透能力。

二、智能电磁计算在能源领域的应用智能电磁计算在能源领域的应用主要涉及电力输配、能源发电和能量管理等方面。

通过利用电磁计算技术对电力系统进行优化调度和监控,可以提高电力的传输效率和稳定性。

智能电力调度技术能够根据用户的需求和电网的运行状态,实现电力供需的平衡,降低能源的浪费。

此外,将智能电磁计算与能源发电技术相结合,可以实现清洁能源的高效利用和可再生能源的智能化管理。

三、智能电磁计算在科学研究中的应用智能电磁计算在科学研究中的应用范围广泛,涉及物理学、化学、生物学等多个领域。

通过电磁计算技术,科学家可以对复杂的物理过程和化学反应进行模拟和预测,为科学研究提供了强大的工具和支持。

在材料科学领域,智能电磁计算可以帮助科学家研究材料的电磁性质和光学性质,设计新型材料和改进现有材料的性能。

在生物医学领域,智能电磁计算可以模拟生物分子的结构和相互作用,为药物研发和医学诊断提供有力支持。

总结:智能电磁计算作为一种创新技术,正在不断推动科学技术的发展和应用的创新。

无论是在通信、能源还是科学研究领域,智能电磁计算都取得了显著的进展和成就。

通信工程中的多天线技术和智能天线设计

通信工程中的多天线技术和智能天线设计

通信工程中的多天线技术和智能天线设计随着无线通信技术的发展,多天线技术和智能天线设计成为了通信工程中的热点话题。

它们可以提高通信质量,增强信号传输能力,进一步推动着无线通信技术的发展。

一、多天线技术多天线技术(MIMO技术)是指利用多个天线来接收或发送信号,从而提高通信系统的性能。

在传统的通信系统中,只有一个天线用来接收或发送信号,因此,信号的传输受到了很大的限制。

但是,利用多天线技术,则可以利用天线之间的空间分组多径效应,从而提高了信号的传输效率和可靠性。

多天线技术的原理是利用空间多样性,在空间上具有多个独立的传输通路,可以增加系统信噪比和频谱效率,从而提高了传输速率和通信质量。

同时,它还可以支持多用户并发传输,提高了通信系统的容量。

多天线技术已经被广泛应用于4G和5G通信系统,成为现代通信技术中不可或缺的一部分。

二、智能天线设计智能天线设计(smart antenna)是指在通信系统中,利用数字信号处理技术,对天线的信号进行自适应调整,以最大化信号传输效果。

智能天线可以根据用户的需求、环境变化等自适应调节天线的方向和天线波束宽度,以提高信号的传输速度和可靠性,从而优化系统性能。

智能天线的设计可以分为基于天线阵列的设计和基于单天线的设计两种。

基于天线阵列的设计采用多个天线数组来实现信号的自适应调节,可以提高天线的信号接收和发送能力,从而增强信号的传输效率。

而基于单天线的设计则是通过数字信号处理技术,对接收到的信号进行自适应调整,以满足用户的需求。

智能天线也被广泛应用于4G和5G通信系统中,可以提供更高的通信质量和更快的数据传输速度。

同时,智能天线还可以减少功耗,延长终端设备的使用时间,从而提高了用户的体验。

三、多天线技术与智能天线的结合多天线技术和智能天线设计可以结合使用,以进一步提高通信系统的性能。

多天线技术可以提供更多的空间多样性,智能天线则可以对接收到的信号进行自适应调整,以提高信号的传输速度和可靠性。

智能天线技术的工作原理

智能天线技术的工作原理

智能天线技术的工作原理、特征和技术优势分析智能天线(SmartAntenna或IntelligentAntenna)最初应用于雷达、声纳及军用通信领域。

近年来,现代数字信号处理技术发展迅速,DSP芯片处理能力的不断提高和芯片价格的不断下降,使得泛应用。

由于智能天线能显著提高系统的性能和容量,并增加了天线系统的灵活性,未来几乎所有先进的移动通信系统都将采用该技术。

智能天线提高系统性能的原理智能天线分为两大类:多波束天线与自适应天线阵列。

多波束天线利用多个并行波束覆盖整个用户区,每个波束的指向是固定的,波束宽度也随天线元数目而确定。

当用户在小区中移动时,基站在不同的相应波束中进行选择,使接收信号最强。

因为用户信号并不一定在波束中心,当用户位于波束边缘及干扰信号位于波束中央时,接收效果最差,所以多波束天线不能实现信号最佳接收,一般只用作接收天线。

但是与自适应天线阵列相比,多波束天线具有结构简单、无须判定用户信号到达方向的优点。

自适应天线阵列一般采用4~16天线阵元结构,阵元间距为半个波长。

天线阵元分布方式有直线型、圆环型和平面型。

自适应天线阵列是智能天线的主要类型,可以完成用户信号接收和发送。

自适应天线阵列系统采用数字信号处理技术识别用户信号到达方向,并在此方向形成天线主波束。

现在,简要地介绍一下智能天线如何克服无线通信中的时延扩展和多径衰落来提高系统的性能和容量。

设天线阵列的不同天线元对信号施以不同的权值,然后相加,产生一个输出信号。

如果定义“天线增益”为在一定输出信噪比的情况下所需要输入信号功率的降低,“分集增益”为在有衰落的情况下给定误码率所需要输入信噪比的降低,那么一般来说,M元的天线阵列可以提供M倍的天线增益加上一个分集增益,具体提高的值决定于天线阵元间的相关性。

首先我们考虑多波束天线。

多波束天线是在一个扇区内放置多个天线来覆盖整个扇区,每个天线只覆盖一部分角度范围。

扇区天线的另外一个优点就是在下行的波束方向可以利用上行的波束方向,这样在下行方向也可以获得M倍的天线增益。

智能天线与MIMO的区别

智能天线与MIMO的区别

解释1.智能天线通常也称作自适应天线阵列,可以形成特定的天线波束,实现定向发送和接收,主要用于完成空间滤波和定位。

从本质上看,它利用了天线阵列中各单元之间的位置关系,即利用了信号的相位关系克服多址干扰及多径干扰,这是它与传统分集技术的本质区别。

MIMO系统是指在发射端和接收端同时使用多个天线的通信系统,其有效地利用随机衰落和可能存在的多径传播来成倍地提高业务传输速率。

其核心技术是空时信号处理,即利用在空间中分布的多个时间域和空间域结合进行信号处理。

因此,可以被看作是智能天线的扩展。

智能天线可以理解为对天线应用与今后演进的LTE(MIMO的双天线),这样今后中国移动发展LTE时,现有的智能天线仍然可以使用解释2.TD-SCDMA系统采用智能天线技术,这种技术也是采用了多阵元天线,但与MIMO不同的是通过不同的发射天线来发送相同的数据,形成指向某些用户的赋形波束,从而有效提高天线增益,降低用户间的干扰。

因此智能天线技术也可以算一种天线分集技术,但没有实现空间复用,不是MIMO技术。

MIMO技术中,信息源杂散化之后,以多余前向纠错(FEC,ForwardErrorCorrectionredundancy)的方式作编码。

这些编码过的位会被分别交叉放置到不同的天线发射链中,也就是连续的编码位被随机送到不同的OFDM 调制器,每个调制器再将编码位往后送到发射处理链及天线。

因此,不同的发射天线上发送的是不同的数据,接收端通过特定的技术将这些不同天线发送的数据拼装起来,还原成原始信息。

解释3.(1)相同信息,不同的空间发射途径传统的多天线被用来增加分集度从而克服信道衰落,具有相同信息的信号通过不同的路径被发送出去,在接收机端可以获得数据符号多个独立衰落的复制品,从而获得更高的接收可靠性。

智能天线技术也是通过不同的发射天线来发送相同的数据,形成指向某些用户的赋形波束,从而有效的提高天线增益,降低用户间的干扰。

广义上来说,智能天线技术算一种天线分集技术。

浅谈智能天线技术在移动通信中的应用

浅谈智能天线技术在移动通信中的应用

浅谈智能天线技术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。

从当前智能天的技术属于附加领域研究,其功能远远没有被完善,有更为广阔的开发空间。

关键词:智能天线技术;多波束智能天线;自适应智能天线1智能天线概述1.1智能天线的基本原理智能天线是一种能够根据所处的电磁环境来调节或选择自身参数,从而使通信系统保持最佳性能的天线技术。

智能天线技术是在阵列天线理论、微波和射频技术、自动控制理论、自适应天线技术、数字信号处理技术、软件无线电技术和集成电路技术等多个研究领域的基础上综合发展而成的一门新技术。

智能天线采用空分多址技术(SDMA),利用信号在传输方向上的差异,将同频率或同时隙、同码道的信号区分开来,最大限度地利用有限的信道资源。

1.2智能天线的分类根据智能天线工作原理的不同,智能天线可以分为:多波束智能天线和自适应智能天线。

(1)多波束智能天线多波束智能天线主要采用波束转换技术,因此,也称为波束转换天线。

它在对用户区进行分区(扇区)的基础上,使天线的每个波束固定指向不同的分区,使用多个并行波束就能覆盖整个用户区,从而形成了形状基本不变的天线方向图。

当用户在小区中移动时,根据测量各个波束的信号强度来跟踪移动用户,并能在移动用户移动时适当地转换波束,使接收信号最强,同时较好地抑制了干扰,提高了服务质量。

可以说,多波束天线是介于扇形定向天线与自适应智能天线之间的一种技术。

(2)自适应智能天线自适应智能天线原名叫自适应天线阵列,是一种安装在基站现场的双向(既可接收又可发送)天线。

它基于自适应天线原理,采用现代自适应空间数字处理技术,通过选择合适的自适应算法,利用天线阵的波束赋形技术动态地形成多个独立的高增益窄波束,使天线主波束对准用户信号到达方向,同时旁瓣或零陷对准干扰信号到达方向,以增强有用信号、减少甚至抵消干扰信号,提高接收信号的载干比,同时增加系统的容量和频谱效率。

移动通信中的智能天线技术

移动通信中的智能天线技术

移动通信中的智能天线技术随着移动通信技术的快速发展,人们对通信服务质量的需求也越来越高。

其中,智能天线技术为提高通信服务质量提供了重要的支持。

本文将从智能天线技术的原理、应用和发展等方面进行详细的阐述。

一、智能天线技术的原理智能天线技术是利用天线阵列实现波束形成、波束跟踪和波束切换等功能的技术。

通过多个天线单元组成天线阵列,可以实现信号的精确收发和干扰的有效抑制,从而提高通信服务的质量和可靠性。

智能天线技术的核心在于波束形成。

所谓波束形成是指通过相控阵技术使天线阵列上的多个天线单元发出的信号形成一个有方向性的波束。

波束形成可以通过不同的算法来实现,如线性数组、斜列阵和圆阵等算法。

在智能天线系统中,形成的波束可以跟随移动终端进行动态跟踪,即波束跟踪。

当移动终端移动时,智能天线会对其信号进行跟踪,调整发射角度,保持与移动终端之间的连通。

二、智能天线技术的应用智能天线技术可以广泛应用于移动通信、卫星通信和雷达等领域。

其中,在移动通信领域中,智能天线技术可以有效提高通信服务质量、降低网络能耗和提高频谱效率,使用户可以在室内、隧道等信号复杂的环境下仍然能够享受高质量的通信服务。

智能天线技术在4G和5G网络中得到了广泛的应用。

例如,中国移动的5G智能天线系统中采用了大规模的MIMO(Multi-Input Multi-Output)天线技术,可以同时为多个用户提供服务,提高网络的容量和吞吐量。

三、智能天线技术的发展随着移动通信市场的快速发展,智能天线技术也在不断发展。

目前,针对不同应用场景,智能天线技术正在向多方面的发展方向进行优化。

在通信服务质量方面,智能天线技术正在向更高精度、更高可靠性和更大范围的发展。

未来,智能天线技术将会与更多的技术融合,如5G技术、毫米波技术和光通信技术等。

在智能天线系统集成方面,智能天线系统还需要解决高度集成化和低成本化的矛盾。

未来,智能天线技术将向着更高可用性、更稳定的方向进一步发展。

智能天线

智能天线

智能天线科技名词定义中文名称:智能天线英文名称:smart antenna定义:采用天线阵列,根据信号的空间特性,能够自适应调整加权值,以调整其方向圆图,形成多个自适应波束,达到抑制干扰、提取信号目的的天线。

所属学科:通信科技(一级学科);移动通信(二级学科)本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布智能天线智能天线是一种安装在基站现场的双向天线,通过一组带有可编程电子相位关系的固定天线单元获取方向性,并可以同时获取基站和移动台之间各个链路的方向特性。

智能天线的原理是将无线电的信号导向具体的方向,产生空间定向波束,使天线主波束对准用户信号到达方向DOA(Direction of Arrinal),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。

目录类型智能天线可以分为两种类型:交换波束天线和适应阵列。

交换波束交换波束使用许多窄波束天线,每个指向一个微有不同的方向,以此覆盖整个120度扇区。

当扇区内的移动用户移动时,系统内的智能天线从一个天线变换到另一个天线。

适应阵列适应阵列使用一个阵列天线和成熟的数字信号处理来从一个位置到下一个位置转换天线束。

发展历程90年代以来,阵列处理技术引入移动通信领域,很快形成了一个新的研智能天线原理图究热点-智能天线(SmartAntennas)?智能天线应用广泛,它在提高系统通信质量、缓解无线通信日益发展与频谱资源不足的矛盾、以及降低系统整体造价和改善系统管理等方面,都具有独特的优点。

最初的智能天线技术主要用于雷达、声纳、军事抗干扰通信,用来完成空间滤波和定位等。

近年来,随着移动通信的发展及对移动通信电波传播、组网技术、天线理论等方面的研究逐渐深入,现代数字信号处理技术发展迅速,数字信号处理芯片处理能力不断提高,利用数字技术在基带形成天线波束成为可能,提高了天线系统的可靠性与灵活程度。

智能天线技术因此用于具有复杂电波传播环境的移动通信。

智能天线技术及其应用

智能天线技术及其应用
扰 扰
3 智能 天线算法
智能 天线 系统 的核心 是智 能 的算 法 , 智能 的算 法 决 定 瞬时 响应 速 率和 电路 实现 的复杂 程度 , 因此重 要 的是选 择较 好算 法 实现 波束 的智 能控制 。 通 过算法 自 动调 整加权 值 得到所 需 空 间和频 率滤波 的作 用 。目前 已提 出很 多著 名算 法 , 概括 地讲 有 非盲 算 法 和盲算 法
其 中 A( t ) 为输入 信号 的幅度 因子 。
而 :

的 迫零 准 则 ) 确 定 各 加权 值 , 要 么直 接 按 一 定 的准 则 确定 或逐 渐 调整 权值 , 以使 智能 天线 输 出与 已知 输入
最大 相关 , 常 用 的 相 关 准 则 有 MMS E( 最 小 均 方 误
s i n 0
( 1 )
当d = M2时 , = 盯 s i n O 。输 出 v 可 以写成 :
y = A( t ) l e x p ( j C I ) / 2 ) + 2 e x p ( - j  ̄ / ' / 2 ) 】 或y = A( t ) ・ )
差) 、 L MS ( 最 小均 方 ) 和L s ( 最小 二乘 ) 等。 盲 算法 则无 需发 端传 送 已知 的导 频 信号 , 判 决反 馈算 法 是一类 较 特 殊 的算法 , 收端 自己估计 发送 的信号 并 以此 为参 考 信 号进 行上 述处 理 , 但 需 注意 的是应 确 保判 决 信号 与 实 际传 送 的信号 间有 较小 差错 。
) 或 ( 0 ) 通 常称 为波 束 图 。 对 普 通 的二 元 阵 , 其W - W = l , 当其 d = w 八 - 时 由式

智能天线技术的起源和发展

智能天线技术的起源和发展

智能天线技术的起源和发展作者:李立来源:《今日财富》2019年第10期智能天线技术在20世纪60年代就开始发展,其研究对象是雷达天线阵。

而真正的发展是在20世纪90年代初,以微计算机和数字信号处理技术为基础。

到20世纪90年代中,美国和中国开始考虑将智能天线技术使用于无线通信系统。

1997年,北京信威通信技术公司开发成功使用智能天线技术的SCDMA无线用户环路系统;美国Redcom公司则在时分多址的PHS系统中实现了智能天线,以上是最先商用化的智能天线系统。

同时,在国内外众多大学和研究机构也开始研究多种智能天线的波束成形算法和实现方案。

在1998年,电信科学技术研究院代表我国电信主管部门向国际电联提交的TD.SCDMARTT建议和现在成为国际第三代移动通信标准之一的CDMA TDD技术(低码片速率选项),就是第一次提出以智能天线为核心技术的CDMA通信系统,在国内外获得了广泛的认可和支持川。

欧洲进行了基于DEC基站的智能天线的初步研究,于1995年开始现场实验,实验系统验证了智能天线的性能。

目前通常将这种过程分为以下三个阶段第一阶段:开关波束转换。

在天线端预先定义一些波瓣较窄的波束,根据信号的来波方向实時确定发送和接收所使用的波束,达到将最大天线增益方向对准有效信号,降低发送和接收过程中的干扰的目的。

这种方法位于扇区天线和智能天线之间,实现运算较为简单,但是性能也比较有限。

第二阶段:自适应(最强)信号方向。

根据接收信号的最强到达方向,自适应地调整天线阵列的参数,形成对准该方向的接收和发送天线方向图。

这是动态自适应波束成形的最初阶段,性能优于开关波束转换,同时算法也较为复杂,但是还未达到最优的状态。

第三阶段:自适应最佳通信方式。

根据得到的通信情况的信息,实时地调整天线阵列的参数,自适应地形成最大化有用信号、最小化干扰信号的天线特性,保持最佳的射频通信方式。

这是理想的智能天线的工作方式,能够很大程度地提高系统无线频谱的利用率。

未来通信中的智能天线设计

未来通信中的智能天线设计

未来通信中的智能天线设计在当今数字化飞速发展的时代,通信技术的革新犹如一场永不停歇的赛跑。

其中,智能天线设计正逐渐成为提升通信质量和效率的关键因素。

智能天线,简单来说,就是一种能够根据通信环境和用户需求自动调整波束方向和形状的天线系统。

它就像是通信领域中的“智能导航员”,能够精准地将信号发送到目标方向,并有效地减少干扰和噪声。

过去,传统的天线设计往往采用固定的波束模式,无法灵活适应复杂多变的通信场景。

比如在高楼林立的城市中,信号容易受到建筑物的阻挡和反射,导致通信质量下降。

而智能天线则可以通过实时监测和分析信号环境,动态地调整波束,确保信号的稳定传输。

那么,智能天线是如何实现这种智能调控的呢?这主要依赖于一系列先进的技术和算法。

首先是波束形成技术,它能够通过控制天线阵元的相位和幅度,合成特定方向的波束。

比如说,当手机用户位于某个特定方向时,智能天线可以将波束集中指向该用户,从而提高信号强度和质量。

其次,自适应算法在智能天线中也起着至关重要的作用。

这些算法能够根据接收到的信号特征,实时计算出最优的波束参数。

常见的自适应算法包括最小均方误差算法、递归最小二乘算法等。

通过不断地优化和调整,智能天线能够在各种复杂的环境中保持良好的通信性能。

在未来通信中,智能天线设计面临着诸多挑战。

一方面,随着 5G乃至 6G 技术的发展,通信频段不断扩展,对智能天线在高频段的性能提出了更高的要求。

高频信号的传播特性更加复杂,波束的控制难度也更大。

另一方面,未来通信场景将更加多样化和复杂化,如物联网、车联网等新兴应用场景的出现,使得智能天线需要同时服务于大量的终端设备,并且要保证不同设备之间的通信互不干扰。

这就要求智能天线具备更强的多用户处理能力和更高的频谱效率。

为了应对这些挑战,研究人员正在不断探索新的智能天线设计方案。

例如,采用新材料和新工艺来制造天线,以提高天线的性能和集成度。

同时,结合人工智能和机器学习技术,让智能天线能够更加智能地学习和适应不同的通信环境。

通信技术课堂——智能天线

通信技术课堂——智能天线
近 效 应 、 小 中 断 概 率 、 善 减 改
类型
智 能 天 线 可 以 分 为 两 种

B ER 性 能 、 增 加 系 统 容 量 、 提 高 频 谱 效 率 、 持 灵 活 有 效 的 支 越 区 切 换 、 扩 大 小 区 覆 盖 范
罔 、 活 的 小 区 管 理 、 长 移 灵 延
动 台 电 池 寿 命 以 及 维 护 和 运 营成本 较低 等 。
互。当 扇 区 内 的 移 动 用 户 移
交 换 波 束 天 线 和 适 应 阵 交 换 波 使 用 许 多 窄 波 束
戋. 个 指 向 一 个 微 有 不 同 每 向 , 此 覆 盖 整 个 10度 以 2
技 术 特 点
智 能 天 线 技 术 有 两 个 主
要 分 支 , 束 转 换 技 术 和 自适 波 应 空 间 数 字 处 理 技 术 , 简 称 或
号 的能 力 。
实 现 信 号 空 间 过 采 样 的 天 线 阵 、 各 阵 元 输 出进 行 加 权 合 对 并 的 波 束 成 型 网 络 、 新 合 并 重
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通信 技术 课 堂 ・
通 信 技 市 课 堂
波 束 转 换 天 线 和 自适 应 天 线
阵 。天 线 以 多 个 高 增 益 的 动 态
窄 波 束 分 别 跟 踪 多 个 期 望 信 号 , 自 窄 波 束 以 外 的 信 号 被 来 抑 制 。 事 实 上 。 随 机 多 径 信 在
权 值 的 控 制 部 分 。存 移 动 通 信

智能天线原理

智能天线原理

智能天线原理智能天线是一种新型的天线技术,它能够根据环境和通信需求自动调整天线参数,以提高通信质量和覆盖范围。

智能天线原理是基于信号处理和自适应技术的应用,通过对天线结构和工作方式的优化,实现了对信号的更有效接收和发送。

智能天线的原理主要包括以下几个方面:1. 多输入多输出(MIMO)技术。

MIMO技术是智能天线的重要组成部分,它通过利用多个天线同时传输和接收信号,以提高通信系统的容量和可靠性。

智能天线利用MIMO技术可以实现空间多样性和频谱效率的提升,从而提高通信质量和数据传输速率。

2. 自适应波束成形技术。

智能天线可以根据通信环境的变化自动调整天线的辐射方向和波束形状,以最大化信号的接收和发送效果。

通过自适应波束成形技术,智能天线可以减小多径效应和干扰,提高信号的传输功率和覆盖范围。

3. 多天线协同技术。

智能天线可以通过多个天线之间的协同工作,实现对信号的更有效处理和优化。

多天线协同技术可以利用天线之间的空间和频率多样性,提高通信系统的性能和稳定性,从而实现更可靠的信号传输和接收。

4. 自适应调制与编码技术。

智能天线可以根据信道条件和通信要求自动调整调制与编码方式,以最大化信号的传输速率和可靠性。

通过自适应调制与编码技术,智能天线可以根据实际需求动态调整调制方式和编码率,以适应不同的通信场景和条件。

总结。

智能天线是一种基于信号处理和自适应技术的新型天线技术,它通过MIMO技术、自适应波束成形技术、多天线协同技术和自适应调制与编码技术等原理的应用,实现了对信号的更有效接收和发送。

智能天线的发展将进一步推动通信系统的性能和覆盖范围的提升,为未来的无线通信技术发展提供了新的可能性和机遇。

智能天线阵列与信号处理技术研究

智能天线阵列与信号处理技术研究

智能天线阵列与信号处理技术研究随着人工智能技术的飞速发展,各行各业都在积极探索如何将其应用于业务场景。

在通信领域,智能天线阵列和信号处理技术的研究已经取得了一定的进展。

本文旨在介绍智能天线阵列和信号处理技术的基本原理以及研究进展,并探讨其在实际应用中的优势和未来发展方向。

一、智能天线阵列技术的原理智能天线阵列是一种利用多个天线元件构成的天线阵列来提高通信系统性能的技术。

其基本原理是在保持天线阵列的特有优势的同时,通过对其进行智能化处理,使其能够自主识别和处理信号,不断适应和优化通信场景,从而大幅提升通信质量和效率。

具体来说,智能天线阵列技术主要包括两个方面:一是利用多个天线元件构建阵列,通过对不同元件的信号处理和合成来提高信号接收和发送的效果;二是引入人工智能技术,对阵列进行智能化处理和管理,使其能适应不同通信场景的需求,并自主调整和优化系统性能。

二、智能天线阵列技术的应用智能天线阵列技术在通信领域已经得到了广泛应用。

以无线通信为例,智能天线阵列可以通过采用多径信道,从而加强通信信号的抗干扰性和覆盖范围。

同时,智能天线阵列还可以利用波束成型技术,提高通信质量和数据传输速度,降低通信成本。

此外,智能天线阵列还可以在雷达、卫星通信、广播电视等领域得到应用。

例如,利用智能天线阵列的雷达系统可以大幅提高信号的探测范围和精度,从而应用于天气预报、环境监测、交通管制等领域。

卫星通信中,智能天线阵列也可以提高卫星信号的传输速度和容量,同时增强系统的靠谱性和稳定性。

三、信号处理技术的原理信号处理技术是指对信号进行采样、处理和重构的一种技术。

其目的是在保证信号完整性和准确性的基础上,通过各种算法和技巧,对信号进行降噪、滤波、特征提取等处理,从而提高信号质量、提取有用信息、实现数据挖掘和信息分析等目的。

信号处理技术的基本原理是在数字化的信号上进行处理。

通常可以通过模拟信号转换为数字信号,再通过数字信号处理芯片进行处理和分析。

移动通信的智能天线技术

移动通信的智能天线技术

移动通信的智能天线技术移动通信一直是现代社会中最重要的技术之一,智能天线技术是其中最重要的组成部分之一。

在当前的网络环境中,用户对数据传输速度和数据传输质量的需求越来越高,但是传统的基站技术已经难以满足用户需求。

因此,智能天线技术应运而生,提供更加高效和可靠的网络连接。

智能天线技术的定义智能天线技术是一种新型的通信天线技术,它可以同时处理多个信号输入和输出。

智能天线技术通过在天线中加入智能芯片和软件,使天线不仅可以自动适应通信环境,也可以通过对发射和接收天线信号的方向和强度进行控制,提高无线传输的性能。

智能天线技术的一个关键特点是天线的智能性和可编程性。

与传统天线不同,智能天线技术可以处理更多的信号和数据类型,并且可以适应更广的通信场景。

智能天线技术的优点与传统天线技术相比,智能天线技术具有以下优点:•更好的无线覆盖:智能天线可以适应不同环境的无线覆盖需要,提供更好的无线覆盖。

•更高的数据传输速度:智能天线技术可以使用多种天线技术,如MIMO技术,以提高数据传输速度。

•更好的抗干扰性能:智能天线技术可以通过控制天线方向和强度来减少对附近信号的干扰。

•更好的网络效率:智能天线技术可以有效利用网络资源,提高网络效率。

智能天线技术可以使通信网络更加智能化和高效化。

智能天线技术的应用智能天线技术可以用于各种通信场景,例如移动通信、卫星通信和WiFi网络。

在移动通信中,智能天线技术可以使用户在高速移动时仍然保持稳定的网络连接。

在卫星通信中,智能天线技术可以提高卫星信号的可靠性和传输速度。

在WiFi网络中,智能天线技术可以优化无线局域网络连接质量和传输速度。

在移动通信中,智能天线技术的最大应用是5G网络。

5G网络将会是未来10年内移动通信的主要技术。

智能天线技术的应用可以促进5G网络的部署和使用。

智能天线技术的未来发展随着移动通信技术的发展和用户需求的提高,智能天线技术也将不断发展。

智能天线技术将不断在性能和技术上进行改进,以满足不断增长的需求。

智能天线的工作原理

智能天线的工作原理

智能天线的工作原理
智能天线的工作原理是通过利用先进的技术和算法来实现自动优化和调整天线参数,从而提供更可靠、高效的无线通信。

以下是智能天线的工作原理的具体解释:
1. 自适应波束成型:智能天线可以通过控制电磁波的振幅和相位,使得信号可以更加准确地被发送和接收。

通过计算机算法和实时信道状态信息反馈,智能天线可以自动调整波束的方向和形状,以最大化信号的传输效率和覆盖范围。

2. 多天线技术:智能天线可以利用多个天线元件同时发送和接收信号,从而提供更好的无线传输性能。

通过多天线配置和信号处理算法,智能天线可以实现多路径传输和空间多路复用,以提高系统的容量、可靠性和鲁棒性。

3. 自适应功率控制:智能天线可以根据当前的通信环境和信号质量,动态调整发送功率。

这样不仅可以节省电能,还可以避免信号干扰和传输错误。

智能天线可以实时监测信道的状态和干扰情况,通过自适应算法和反馈机制来优化功率控制,从而提高系统的性能和可靠性。

4. 频谱感知和管理:智能天线可以通过感知频谱的使用情况和干扰程度,来选择最优的频段和信道进行通信。

通过频谱感知和频谱管理算法,智能天线可以实现动态频谱分配和共享,以提高频谱利用效率和网络容量。

综上所述,智能天线通过自适应波束成型、多天线技术、自适
应功率控制和频谱感知管理等先进的技术和算法,能够实现无线通信系统的优化和性能提升。

智能天线的工作原理可以根据具体的实现方式和应用场景有所差异,但总体上是通过运用先进的计算机和通信技术,使得天线能够自动优化和调整,以提供更可靠和高效的无线通信服务。

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移动通信原理学院:信息工程学院班级:电子与通信工程学号: 2111703317姓名:蒋阿康智能天线技术随着移动通信的迅速发展,越来越多的业务将通过无线电波的方式来进行,有限的频谱资源面对着越来越高的容量需求的压力。

对于第二代移动通信系统GSM,在我国的一些大城市已经出现了容量供应困难的现象,小区蜂窝的半径已经很小,而目前作为应用研究重点的3G以及它的业务模式无疑将对网络容量有更高的要求。

高速的数据业务将作为3G网络服务的一个主要特点,这使得网络数据流量尤其是下行方向上将有明显的提高。

因此,为了在3G系统中实现与第二代系统明显的差别服务,充分体现3G系统在业务能力上的优势,网络容量将是网络的运营者必须重点考虑的问题。

就目前的情况而言,智能天线技术将是提高网络容量最有效的方法之一,尤其对于3G 中以自干扰为主要干扰形式的通信系统。

天线方向图的增益特性能够根据信号情况实时进行自适应变化的天线称为智能天线。

与普通天线以射频部分为主不同,智能天线包括射频部分以及信号处理和控制部分。

同时,由于终端在尺寸和成本上的限制,所以目前对于智能天线的研究主要集中在基站。

目前,普遍使用的是全向天线或者扇区天线,这些天线具有固定的天线方向图形式,而智能天线将具有根据信号情况实时变化的方向图特性。

图 1如图1所示,在使用扇区天线的系统中,对于在同一扇区中的终端,基站使用相同的方向图特性进行通信,这时系统依靠频率、时间和码字的不同来避免相互间的干扰。

而在使用智能天线的系统中,系统将能够以更小的刻度区别用户位置的不同,并且形成有针对性的方向图,由此最大化有用信号、最小化干扰信号,在频率、时间和码字的基础上,提高了系统从空间上区别用户的能力。

这相当于在频率和时间的基础上扩展了一个新的维度,能够很大程度地提高系统的容量以及与之相关的目录。

1.智能天线技术的概念智能天线是一种安装在基站现场的双向天线,通过一组带有可编程电子相位关系的固定天线单元获取方向性,并可以同时获取基站和移动台之间各个链路的方向特性。

智能天线是将无线电的信号导向具体的方向,产生空间定向波束,使天线主波束对准用户信号到达方向DOA(Direction of Arrival),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。

同时,智能天线技术利用各个移动用户间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发射多个移动用户信号而不发生相互干扰,使无线电频谱的利用和信号的传输更为有效。

在不增加系统复杂度的情况下,使用智能天线可满足服务质量和网络扩容的需要。

2.智能天线的分类及组成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。

2.1智能天线技术的分类(1)多波束天线多波束天线利用多个并行波束覆盖整个用户区,每个波束的指向是固定的,波束宽度也随天线元数目而确定。

当用户在小区中移动时,基站在不同的相应波束中进行选择,使接收信号最强。

因为用户信号并不一定在波束中心,当用户位于波束边缘及干扰信号位于波束中央时,接收效果最差,所以多波束天线不能实现信号最佳接收,一般只用作接收天线。

但是与自适应天线阵列相比,多波束天线具有结构简单、无须判定用户信号到达方向的优点。

(2)自适应阵列天线自适应天线阵列一般采用4~16天线阵元结构,阵元间距为半个波长。

天线阵元分布方式有直线型、圆环型和平面型。

自适应天线阵列是智能天线的主要类型,可以完成用户信号接收和发送。

自适应天线阵列系统采用数字信号处理技术识别用户信号到达方向,并在此方向形成天线主波束。

智能天线的组成智能天线包括射频天线阵列部分和信号处理部分,其中信号处理部分根据得到的关于通信情况的信息,实时地控制天线阵列的接收和发送特性。

这些信息可能是接收到的无线信号的情况;在使用闭环反馈的形式时,也可能是通信对端关于发送信号接收情况的反馈信息。

由于移动通信中无线信号的复杂性,所以这种根据通信情况实时调整天线特性的工作方式对算法的准确程度、运算量以及能够实时完成运算的硬件设备都有很高的要求。

这决定了智能天线的发展是一个分阶段的、逐步完善的过程。

2.2智能天线基本结构自适应天线阵由多个天线单元组成,每一个天线后接一个加权器(即乘以某一个系数,这个系数通常是复数,既调节幅度又调节相位,而在相控阵雷达中只有相位可调),最后用相加器进行合并,这种结构的智能天线只能完成空域处理;同时具有空域、时域处理能力的智能天线在结构上相对复杂些,每个天线后接的是一个延时抽头加权网(结构上与时域FIR均衡器相同)。

自适应或智能的主要含义是指这些加权系数可以恰当改变和自适应调整。

上面介绍的是智能天线用作接收天线时的结构,当用它进行发射时结构稍有变化,加权器或加权网络置于天线之前,也没有相加合并器。

3.智能天线技术的基本原理如图2,智能天线由天线阵列,A/D和D/A转换,自适应算法控制器和波束形成网络组成。

其中,波束形成网络是由每个单元空间感应信号加权相加,其权系数是复数,即每路信号的幅度和相位均可以改变。

自适应控制网络是智能天线的核心,该单元的功能是根据一定的算法和优化准则来调节各个阵元的加权幅度和相位,动态的产生空间动态定向波束。

智能天线技术主要基于自适应天线阵列原理,天线阵收到信号后,通过由处理器和权值调整算法组成的反馈控制系统,根据一定的算法分析该信号,判断信号及干扰到达的方位角度,将计算分析所得的信号作为天线阵元的激励信号,调整天线阵列单元的辐射方向图、频率响应及其它参数。

利用天线阵列的波束合成和指向,产生多个独立的波束,自适应地调整其方向图,跟踪信号变化,对干扰方向调零,减弱甚至抵消干扰,从而提高接收信号的载干比,改善无线网基站覆盖质量,增加系统容量。

在方向图的选择和形成上智能天线的基本原理是在满足窄带传输假设(即某一入射信号在各天线单元的响应输出只有相位差异而没有幅度变化)下,各阵元上入射信号的波程差导致了阵元上接收信号的相位差,若入射信号为平面波,则上述相位差将由载波波长、入射角度、天线位置分布唯一确定。

具有相同信号强度、不同入射角度的信号,由于它们在天线阵元间的相位差不同,通过一个矢量加权合并后,各自的阵列输出信号功率也会有所不同,由此可做出这个权矢量对应的方向图。

以入射角为横坐标、输出功率(dB)为纵坐标所作的图称为方向图。

智能天线的方向图不同于全向天线的方向图(理想时为一直线),而是接近于方向性(directional)天线的方向图,即有主瓣(main lobe)旁瓣(side lobe)等。

图 2 结构原理图4.智能天线的实现智能天线阵系统主要包括天线阵列、自适应处理器和波束形成网络。

天线阵列是收发射频信号的辐射单元。

自适应处理器把有一定规律的激励信号转换成与各波束相对应的幅度和相位,提供给各辐射单元,用来确定波束形成网络各部分方向图的增益。

波束形成网络利用天线阵元产生的方向图,实现智能天线的各种应用。

自适应处理器产生的各支路幅度和相位调整系数,是波束形成网络工作的重要依据。

自适应处理器包括信号处理器和自适应算法器。

信号处理器根据所需进行的信号处理,自适应算法器根据均方误差、信噪比、输出噪声功率等性能量度,用适当的算法调整方向图,形成网络的加权系数,使智能天线阵系统性能达到最优化。

最初的智能天线采用复杂的模拟电路,如今采用数字波束形成(DBF)方式,用软件完成算法更新,也可采用数模相结合的处理方法,既保证处理精度,又保证处理速度及灵活性。

此外,为了使智能天线具有良好性能,应根据具体的电波传播环境,选择相应的智能算法。

采用软件无线电技术使系统具有良好的改善能力,提高系统性能。

为了尽量减少对现有系统的改动,也可使用多波束智能天线。

多波束天线利用多个指向固定的波束覆盖全方向,虽然不能实现信号最佳接收,但结构简单,便于实现,且无需判定所接收信号的方向。

4.1智能发射技术在蜂窝系统中,为满足多媒体业务通信质量的要求,发射信号功率一定要动态控制,在保证整个蜂窝系统各小区的信号总功率平衡的情况下(各小区干扰基本稳定),满足各种业务的不同传输速率和不同的误码率要求。

智能化发射技术利用用户的空间差异,保证每个用户只接收基站发给它的下行信号,不受同一信道中基站发给其他用户信号的干扰。

实现智能化发射有基于反馈和基于上行链路参数估计两种方法。

前一种方法是基站通过移动台返回基站的训练信号,估计下行信道的响应情况,其缺点是浪费带宽。

基于上行链路参量估计的方法是利用一些特征参量相对于上下行链路的不变性,通过各用户对上行信号的估计,确定下行链路的波束形成方案。

TD-SCDMA采用后一种方法。

在时分双工(TDD)系统中,上、下行链路使用同一载波频率,在信道特征变化相对较慢的情况下,可以近似认为上、下行链路的信道特征相同,可使用对上行信道的估计设置下行链路参数。

在频分双工(FDD)系统中,由于上、下行链路载频不同,上、下行链路的信道特性差异很大,要分别估计上、下行链路特征,所以在FDD系统中使用智能天线比在TDD系统中使用要复杂得多,这也是TDD系统较FDD系统的优势所在。

4.2智能接收技术应用智能天线CDMA系统中,由于不同用户占用同一信道,不同用户带来的多址干扰(MAI)和多径信道带来的码间干扰(ISI)会使到达基站的用户信号产生畸变,所以必须采用信道估计和均衡技术,将各用户信号进行分离和恢复(即多用户检测MUD)。

整个上行信道等效为一个多重单输入多输出系统。

另一方面,为了给智能发射提供依据,在上行中还需要估计反映用户空间位置信息的参量,如入射角(DOA)、空域特征(SS,Spatial Signature)等,它们的精度估计将直接影响到下行选择性发送的性能。

目前,完成智能化接收的方法主要有基于高分辨率阵列信号处理方法和基于信号时域结构方法两类。

前一类方法又分子空间方法和基于参数估计准则的方法两大类。

后一类方法主要利用信号的时域信息和先验特征进行空域处理。

4.3动态信道分配通信中,信道分配是保障通信质量、有效利用信道的关键技术之一。

在空分信道引入系统后,空、频、时和码分信道的动态分配技术已成为新的技术难点。

后三种信道分配技术是确定性的,可由系统根据用户情况动态分配,但空分信道分配不同。

在基站处,接收功率相差不大和用户方向角度差大于天线主波瓣的用户,可分享同一时、频域信道。

这样,空分信道分配就成为动态的条件组合问题,且随着用户空间位置的移动,为跟踪用户,空分信道必须相应变化,随时进行动态分配。

空分信道分配必须与时、频信道分配和切换相结合,这就需要形成一种高效算法,以适应用户的移动性。

对于CDMA 系统,由于其容量是软容量,信道分配相对简单。

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