TD智能天线
TD-SCDMA智能天线工程应用及演进研究
无 线 通 信 张 怡
Ｒａ ｉ ｍｍｕ ｉ ｔ ｎ Ｄ— ＣＤＭＡ智能天线工程应用及演进研究 ｄｏＣｏ ｎｃ ｉ Ｔ Ｓ ａｏ
覆 盖 和提 高无 线数 据 传输 速率 的 目的ｌ。 ２ ＿ 智 能 天 线 综合 了 自适 应 天线 和阵 列 天 线 的优 点 ， 以 自适 应信 号 处理 算 法为 基础 ，并 引入 人 工智 能 的处 理 方法 。 能 天线 不再 是 一个 简单 的单 元 。 已成 为一 智 而 个 具有 智 能 的系统 。 能 天线 以天 线 阵列 为基 础 ． 取 智 在 得 电磁 信 息之 后 ， 使用 人 工智 能 的方法 进行 处 理 ， 电 对 磁 环境 作 出分 析 、 断 ， 自动 调 整本 身 的工作 状态 使 判 并
针对 Ｔ 天线 最初 体 积较 大 、抗 风 能 力 较差 的缺 Ｄ 点， 天线 厂家 推 出镂空 天 线 ， 保证 电气 指 标 的前提 下 在
风 阻 降低 ３ ％以上 ， ０ 同时减 小 了对 抱 杆 直径 和铁 塔 承
载 能力 的要 求 。 此 种天 线在 遇 到冰雪 天气 时 ， 但 极易 积 雪 结 冰 ， 加 天 线 的荷 重 ， 成 损坏 。 此这 种 智 能 天 增 造 因
张 怡 ｛ 中讯邮 电咨询设计院有限公司 ， 四川 成都 ６０ ４ ） １０ ２
Ｚｈ ｎ （ ｉ ｆ ｒ ｔ ｎＴ ｃ ｎ ｌｇ ｓｇ ｉｇ＆Ｃ ｎ ｕｔ ｇＩｓ ｉ ｔ ｏ 。 ｔ ．Ｃｈ ｎ ｄ １ ０ ２， ｉａ ａ ｇ Ｙｉ Ｃｈｎ Ｉ ｏ ｍａ ｉ ｅ ｈ ｏｏ ｙＤｅ ｉｎｎ ａｎ ｏ ｏ ｓ ｌ ｔ ｕｅ Ｃ ．Ｌｄ ， ｅ ｇ ｕ６ ０ ４ Ｃｈｎ ） ｉ ｎ ｔ ｎ
要。 总之 ， 自适应 阵列 智 能天线 利用 基带 数字信 号处 理
第6章 TD-SCDMA智能天线技术
图6-2 不同几何形状的天线阵列
2.平面波传播
空时信号可以表示为),,,(t z y x s ，
这其中x ，y 和z 分别代表三维空间坐标系的三个变代表时间。
根据电磁场领域的麦克思维方程，自由空间中信号源的电场E r
满足下式：
012222
=∂∂⋅−∇t
E c E r r （6.1.1）
是光速。
对上式求解得到
图6-7 TD-SCDMA 系统下行信号传输模型
北京邮电大学无线信号处理与网络实验室(WSPN) 作者：彭木根 （pmg@）
版权所有，翻印必究
图6-10 孔径扩展示意图
)()(t s t r = )exp()()(x d jk t s t x r
−= )exp()()(y d jk t s t y r
−=
图6-11 EVESPA估计结果（4个线阵，6个信号)
个阵元组成，其中4个阵元组成均匀线阵。
有三组相干信号（， [800, 1000]和[1200, 1400], 对应的幅度分别为[1, 0.7-0.4i] [ 0.4+0.5i, -0.6+0.4i]。
噪声为高斯噪声，信噪比SNR＝15。
10。
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
曝
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
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。
TD指标讲解
前后比
前后比是指扇形天线的前向辐 射功率和后向辐射功率之比。 范围为主方向180°±30°， 取同极化与交叉极化前后比中 较差者。 校准端口与每个馈电端口形成 一个校准通道，对任意端口进 行测量得到相位/幅度误差， 在相同频点上取所有测量值之 间的最大偏差。
表明天线对后瓣干扰抑 制的好坏程度。
校准幅 相一致 性
反映天线分集 效果好坏的指 标。 反映天线分集 效果好坏的指 标。
≥15
≥10
业务波束宽度
反映智能天线 业务时隙能量 集中程度，以 及抗干扰能力 。
波束1：≤15 波束2：≤25
td天线指标讲解参数单位指标校准与电路参数校准端口至各辐射端口的耦合度参数单位指标校准与电路参数校准端口至各辐射端口的耦合度db262校准端口至各辐射端口的幅度最大偏差db07校准端口至各辐射端口的相位最大偏差5驻波比15同极化辐射端口之间的隔离度db0下倾206下倾28异极化辐射端口之间的隔离度db0下倾256下倾30?校准与电路参数?天线体积目前双极化智能天线体积大约为1400320130mmtd天线指标讲解td天线指标讲解参数单位指标辐射参数单元波束水平面半功率波束宽度参数单位指标辐射参数单元波束水平面半功率波束宽度18801920mhz1001020102025mhz9010单元波束增益dbi145广播波束水平面半功率波束宽度广播波束水平面半功率波束宽度655广播波束增益dbi145波束60边缘功率下降db1015业务波束业务波束0指向波束增益dbi2050指向波束水平面半功率波束宽度2760指向波束增益dbi1660指向波束水平面半功率波束宽度320前后比db33?辐射参数td天线指标讲解td天线指标讲解参数名称含义意义取值范围影响单元水平面波束宽度单元波束定义为
智能天线参数权值的说明文档及设置建议 (1)
华为技术分册 V1.3
2009 年 7 月
前言
因为 TD 系统的智能天线特性，如果天线类型和权值没有正确 配置，将出现由于配置错误而导致系统覆盖变形、网络性能变差、 出现越区覆盖和弱覆盖、TS0 干扰等问题，严重影响网络性能，通 过 OMC-R 对 TD 系统智能天线权值进行呈现和修改，不但可以避 免这些问题，还可以实现灵活地调整小区覆盖形状，根据实际需求 控制天线波束宽度等功能，尤其适用于特殊场景的优化。
-1-
TD-SCDMA 智能天线系统权值配置手册 华为技术分册
1.2 基本流程....................................................................................................12 1.3 基本概念....................................................................................................12 1.3.1 CellBeam 实例 .........................................................................................12 1.3.2 CellBeam 实例的脚本 .............................................................................12 1.3.3 基本命令.................................................................................................13 1.3.4 天线权值索引.........................................................................................13 1.3.5 天线权值属性 .........................................................................................13 第二章 配置基本原则.........................................................................................15 第三章 准备权值数据.........................................................................................15 3.1 手工计算方法............................................................................................15 3.2 利用工具将幅度相位原始数据自动转换为 16 进制数据.........................16 3.3 利用工具将 16 进制数据自动转换为幅度相位值 ....................................17 第四章 维护权值库.............................................................................................17 4.1 通过 LMT-B 或 OMC-B 向权值库追加单7 4.2 通过 LMT-B 和脚本向权值库批量追加新的天线权值 ............................18
天线分类型号命名说明
天线分类型号命名说明一般天线产品的型号由18位编码组成。
以下为各型号位代表的意义。
（0210）《古代散文》复习思考题一、填空题1．甲骨卜辞、和《易经》中的卦、爻辞是我国古代散文的萌芽。
2．深于比兴、，是先秦散文的突出特点。
3．《》长于描写外交辞令。
4．《国语》的突出特点是长于。
5．“兼爱”、“非攻”是思想的核心。
6．先秦诸子中，善养“浩然之气”。
7．先秦诸子中，提出了“言不尽意”、“得意忘言”的观点。
8．荀子的《》是我国最早以“赋”名篇的作品。
9．《鵩鸟赋》是的骚体赋。
10．枚乘的《》标志着散体赋的正式形成。
11．“破釜沉舟”出自《》。
12．对偶、辞藻、用典和声律是的主要特征。
13．被鲁迅誉为“改造文章的祖师”。
14．“文以气为主”、“诗赋欲丽”是提出的著名观点。
15．《大人先生传》的作者是。
16．嵇康的代表作是《》。
17．西晋作家中，“善为哀诔之文”。
18．《归去来兮辞》可以说是辞仕归隐的宣言书。
19．《别赋》、《恨赋》的作者是。
20．孔稚圭的《》以山灵的口吻，讽刺了“身居江海之上，心存魏阙之下”的假隐士。
21．唐代古文运动发生在时期，是一次提倡散文、的文体改革运动。
22．苏轼称“文起八代之衰”。
23．《论佛骨表》是的论说文。
24．由于唐代的大量创作，寓言才成为一种独立的文体。
25．鲁迅称晚唐是“一塌糊涂的泥塘里的光彩和锋芒”。
26．在韩愈“不平则鸣”说的基础上提出了“穷而后工”的观点。
27．欧阳修的《》用21个“也”字置于句尾，既增加了文章的抒情气氛，又增强了文章的咏叹情调。
28．既平易自然又委婉曲折，是散文的风格。
29．“文理自然、姿态横生”是的主张。
30．编选了《唐宋八大家文钞》。
31．清代骈文中兴，成就最显著的作家是。
32．是晚明小品文的代表作家。
33．是桐城派散文的创始人，并首倡“义法”说。
二、解释题1、春秋笔法2、古文运动3、气盛言宜4、四六文5、冨吴体6、燕许大手笔7、简而有法8、文理自然、姿态横生9、“童心”说 10、义法三、简答题1、《春秋》记事的特点。
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
TD-SCDMA智能天线现场测试要点
测 试 过 程 选 取 与 线 阵 天 线 ０。
立 Ｔ Ｓ Ｄ— ＣＤＭＡ联 合 实 验 室 。 此 举 是
推 动 ＴＤ—Ｓ ＣＤＭＡ 产 业 迈 向 商 用 化 的 重 要 步 骤 。 实 验 室 将 分 别 位 于
对 于 广 播 波 束 来 说 ， 要 求 其 波 束 赋 形 在 整 个 网 络 运 行 期 间 保 持 稳 定 ， 因 为 广 播 波 束 覆 盖 实 际
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电信技
Ｔ Ｓ Ｄ— ＣＤＭ 能 天 线 熠
现 场 测 试 要 点
饶 毅 李 克 １ ０ ２ １ ０ ０ 鼎 桥 通 信 技 术 有 限 公 司 北 京
１ 概 述
智 能 天 线 的 原 理 是 将 无 线 电 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 （ ｒｃ ｉｎ ｏ ｒｖ ｌ Ｄｉｅ ｔｏ ｆＡｒｉ ａ ，ＤｏＡ ） ，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 消 除 或 抑 制 干 扰
信 号 的 目的 。 ＴＤ— ＣＤＭ Ａ 系 统 中 ，智 能 Ｓ
指 向 移 动 台 ，可 提 高 信 号 的载 干 比 、降 低
发 射 功 率 ， 这 种 特 性 允 许 更 密 集 的 频 率
尔 卡 特 与 大 唐 移 动 宣 布 双 方 将 建
算结 果 还 屉 实测 结 果 分 析 ，在城
区环 境 都 是 上 行 受 限 。因 此 ，为 了 简 化 测 试 条 件 ，测 试 开 始 时 必 须 通 过 ｏ＆Ｍ 设 置 降 低 基 站 发 射 功 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 ， 使 行 受 限 转 变 成 下 行 受 限 。 测 试 时 系统 功 率 控 制 会 大 大 影 响 智 能 天
TD智能天线的四大趋势
口需要 有很好 的幅度 和相位一致 性 ，
以便 在 智 能 天 线 的 方 向 图 合 成 中 以及 校； 隹中获 得 ； 的 结 果 。在 实 际 应 用 隹确
在 结 构 上 垂 直 安 装 ， 需 考 虑 下 无 倾 预 留 空 间 ， 装 件 简 单 可 靠 ， 便 于 安 且
目前 应 用 于 现 网 的 Ｔ Ｓ Ｄ— ＣＤＭ Ａ
来 调 整 天 线 的 下倾 角 。虽 然 这 种 方 式
Ｉ
智 能天 线 已有单 极 化智 能天线 、双极
化 智 能 天 线 、ＡＥＦ 宽 频 双 极 化 智 超 能 天线 、 ／ 二合 一智 能天 线等 ， ＡＦＡＥ 随着Ｔ Ｄ—Ｓ ＣＤＭ Ａ系 统 技 术 及 应 用 的 不 断 发 展 和 完 善 ，未 来 智 能 天 线
正 是 由 于 常 规 智 能 天 线 存 在 这
趋势一 ： 与ＭＩ ￣ 术｛钍△ ＭＯ ｚ￣ Ｉ １ Ｅｃ ： Ｉ Ｎ 日 ｌ
ＭＩ Ｍ０技 术 是 ４ Ｇ中 的 一 项 关 键 技 术 ， 以 大 大 增 加 无 线 通 信 系 统 可 的 容 量 ， 有 效 改 善 无 线 通 信 系统 并 的 性 能 ，非 常 适 合 未 来 移 动 通 信 系 统 中对高速 率业 务的要 求。 智 能 天 线 和 ＭＩ Ｏ都 属 于 多 天线 Ｍ 系 统 中 的 技 术 ， 者 既 有 共 性 又 有 显 两 著 区 别 ： 能 天 线 是 仅 在 无 线 链 路 的 智
整合 为一 体 的智能 天线 ， 类 天线是 此
趋势 型 化天线 小
目前 ， 网 使 用 的 双 极 化 智 能 天 现 线 都 需 要 通 过 ９ 上 跳 线 额 外 连 接 条 ＲＲ Ｕ设 备 ， 中 ８ 连 接 天 线 射 频 通 其 条 道 ， 条 是 智 能 天 线 校 准 线 。这种 智 能 １ 天 线 和 Ｒ Ｕ分 体 通 过 电缆 连 接 的方 式 Ｒ 有 着 一 些 不 可 避 免 的缺 点 ， ： 条 上 如 ９ 跳 线 均需 要做 好接 头 防水处理 ， 电大
TD-HSUPA系统双极化智能天线性能仿真研究
少 传输 的整 体 时延 。Ｈ Ｕ Ａ除 了调度 传输 外 还 引入 ＳＰ 了非调 度传 输来 解 决时 延敏 感 业 务 和保证 速 率业 务 ２ 双 极 化 天 线基 本 原 理
制 和编 码方 式 ，补偿 由于 信道 变 化 对接 收 信号 所 造 线 系统 的性 能 ，给 双极 化 智 能天 线 下 系统 的小 区 边 成 的 衰 落 影 响 。ＨＡ Ｑ可 以很 好 地 配 合 Ａ 完 成 平均 吞 吐量 、 缘覆 盖等 性能 分析 。以及把 双极化 智 Ｒ ＭＣ ＨＳ Ｐ Ｕ Ａ系统 中 的链路 自适 应 ，从 而 获得较 高 的系统 能天 线 系统应 用 于郊 区宏 小 区 、市 区宏 小 区和 市 区 Ｄ ＨＵ Ａ 性 能 。而且 网络侧 资 源授 权 和Ａ ＫＮ Ｃ 反 馈 直接 微 小 区场 景下 的性 能 对 比 ，给 出Ｔ — Ｓ Ｐ 系 统 双 Ｃ ／Ａ Ｋ
Ｄ— Ｓ Ｐ 及 快速 调度 等 技术 获得 增 强 的上 行 用户 速率 和系 统 并且 把 双 极 化智 能 天线 应 用 于 Ｔ Ｈ Ｕ Ａ系统 的基 对 ： Ｄ ＨＵ Ａ Ｌ 吞 吐量 。ＡＭｃ 够通 过 自适应 地 调 整传 输数 据 的调 站端 。通过 系统 级仿 真 ， ＩＴ — Ｓ Ｐ 线 阵智能 天 能
应 用 到多 天线技 术 当 中。 化 两种 方式 ， 能上 后 者优 于前 者 ， 性 目前 大部 分采 用 ５ ‘ 双 极化天 线技 术是 利用 不 同的极 化方 向的极 化 的是 ±４ 。极 化方 式 。 般 情况 下 ，信号 从 发射 端 的一 个极 化 天线 上 电波 之 问存 在 着极 化 隔离 ，对不 同极化 方 向的信 号
TDSCDMA智能天线技术
TDSCDMA智能天线技术TD-的智能天线技术TD-( )，即时分同步的码分多址技术，已正式成为国际电信联盟()第三代移动通信标准建议的一个组成部分，我国具有自主知识产权的TD-、欧洲和美国成为3G 时代最主流的技术TD-集码分多址()、时分多址()、频分多址()等技术优势于一体，采用智能天线、联合检测、接力切换、同步、软件无线电、低码片速率、多时隙、可变扩频系统、自适应功率调整等技术，具有系统容量大、频谱利用率高、抗干扰能力强等优点的移动通信技术近年来随着全球移动通信业务的迅速发展，对信号传输强度、覆盖范围及传输容量要求也越来越高，如何更高效率地利用无线频谱受到了广泛的关注智能天线技术研究了无限资源的空域可分特性，是进一步提高系统容量的有效途径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智能天线采用空分多址技术，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"的效果与无方向性天线相比较，其上、下行链路的增益大大提高，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他用户之间，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系统是一个功率受限系统，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，从而显着扩大了系统容量，提高了频谱利用率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( )、相控阵( )、空分多址()、空间处理( )、数字波束形成( )、自适应天线系统( )等，反映了智能天线系统技术的多个不同的方面2 智能天线的原理TD-智能天线的工作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，利用波的干涉原理产生强方向性的辐射方向图，通过自适应算法，控制天线波束的方向和形状，将高增益的窄波束对准服务用户方向，零陷对准干扰方向，实现波束赋形，达到定向发射和接收的目的自适应算法是智能天线的核心，它分为非盲目算法和盲目算法非盲算法是指需要借助参考信号(导频序列或导频信道)的算法，此时收端知道发送的是什么，按一定准则确定或逐渐调整权值，使智能天线输出与已知输入最大相关，常用的相关准则有(最小均方误差)、(最小均方)、LS(最小二乘)等盲算法无需发端传送已知的导频信号，它一般利用调制信号本身固有的、与具体承载的信息比特无关的一些特征，如恒模、子空间、有限符号集，循环平稳等，并调整权值以使输出满足这种特性非盲算法相对盲算法而言，通常误差较小，收敛速度也较快，但需浪费一定的系统资源将二者结合产生一种半盲算法，即先用非盲算法确定初始权值，再用盲算法进行跟踪和调整，这样做可综合二者的优点，同时也与实际的通信系统相一致3 智能天线的分类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多波束天线不能实现信号最佳接收，一般只用作接收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，根据天线的输入、输出特性，按一定的算法自动地调节天线阵元的幅度和相位加权，在干扰方向上形成零陷，从而大幅度降低干扰电平，提高系统的信噪比从空间响应看，其自适应天线阵列是一个空间滤波器，天线的物理位置不作改变，由信号检测与处理系统判断出干扰与信号的来向，自适应地改变天线的方向图，并将零陷方向对准干扰，主瓣对准要接收的信号但自适应智能天线对处于主瓣区域内干扰的抑制能力是很有限的(2)等旁瓣针状波束智能天线它也是以自适应天线技术为基础，它的天线方向图是等旁瓣方向图，方向图的加权值是预先计算好的系统工作时，首先通过测向确定信号的到达方向()，选取合适的加权，然后将等旁瓣方向图的主瓣指向目标方向这类智能天线对处于非主瓣区域的干扰，可以通过低的等旁瓣电平来确保抑制，但对处于主瓣区域内的干扰，采用此类智能天线将无法抑制，不及自适应智能天线但等旁瓣智能天线无需迭代，而且响应速度快(3)数字波束形成智能天线它运用数字波束形成()技术，将其波束形成自适应天线阵与数字信号处理技术相结合工作时利用高分辨率的测向算法获得通信基准信号，当基准信号到达波束形成自适应天线阵时，便给信号处理器提供一个方向信息，将各阵元的接收信号转换到基带，由A/D 转换器转换成数字信号，然后根据方向信息对数字信号进行加权处理，在此方向上形成所需的波束4 智能天线的技术优势TD-智能天线通过利用多径可以改善链路的质量，通过减小相互干扰来增加系统的容量，并且允许不同的天线发射不同的数据智能天线的优点归纳如下:(1)增加系统容量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，系统干扰的降低，信干比的提高便意味着系统容量的提高采用多波束板状天线的智能天线技术，提高了天线增益及载干比(C/I )指标，减少了同频干扰，降低了频率复用系数，提高了频谱利用效率，无需增加新基站即可改善系统覆盖质量、扩大系统容量在TD- 系统中，采用智能天线技术可在不影响通话质量情况下，解决稠密市区容量难题(2)降低信号衰落信号的衰落是高频无线通信的主要问题在陆地移动通信中，随着移动台的移动及环境变化，信号瞬时值及延迟失真的变化非常匀速且不规则，从而造成信号的衰落采用智能天线自适应地构成波束的方向性，使得延迟波方向的增益最小，有效地降低了信号衰落的影响智能天线还可用于分集，减少衰落电波通过不同路径到。
中国移动TD新型智能天线技术及应用可行性专家研讨会在京召开
的进行 了说明 ， 寸 同日 希望各位专家和代表畅所欲言 ， ＴＤ新 对
型智能天线技术及应用可行性进行充分的论证 ，为中国移动 下一步开展 ＴＤ 网络建设打下良好 的基础 。 （ 本刊讯 ）
演讲， 还组织了圆桌讨论。 自中国电信 、 来 中国移 动 ， 中国网
于２ ０ 年 ８ １ 日承办了 “ ０８ 月 ９ 中国移动通信集团ＴＤ— ＣＤＭＡ Ｓ
２０ ０ ８年 ８月 ２ ６日 ，中国通 信学会 信息 通信 网络技术 委员会 在黑龙江 省哈尔滨 市召开 了成立大 会暨２ ０ 年学术 ０８ 年会 。中 国通信 学会副 秘书长 赵梅庄 ，黑龙 江通信 管理局 技术创新成果—— Ｔ 新型智能天线技术及应用可行性 专家研 Ｄ
求 。并且 ，它还具备卓越的多业务传送能力和完善的保护方 式 ，可同日 支持多种不 同类型、不 同速率的业务传输 ，带宽 寸 利用率高 ，扩展性好 ， 既可缓解 ｌ Ｐ数据业务飞速发展给城域 骨干层所带来的带宽压力 ， 同时也为未来 固网与３ Ｇ的融合打
下基础。
｝ 国普天 中 研发的 全国首个药品资 金结算支付系统上线 运行 １
９ ． ２．
成 员 出席 了此 次 研 讨 会 。
副局长 李焕清 、黑 龙江通 信学会 栾绍君 秘书 长出席 了会议
并致辞 。 成立大会由通信学会副秘书长赵梅庄主持并颁发聘 书， 选举 了新一届委员会 。韦乐平 当选主任委员 ，杜百川 、侯自 强 、蒋林涛 、赵慧玲 、牛志升当选副主任委员 。
家药品配送企业每年将完成近 １ ５亿元的药品 采购结算工作 。
系统的上线大大简化 了采购流程 ， 少了药品流通中间环节 ， 减
TD-SCDMA系统的双极化智能天线技术
１ 概 述
智 能 天线 是 Ｔ ． Ｄ Ａ 系统 的关 键 技术 ，但 在 ＤＳ Ｍ Ｃ
Ｔ ．Ｃ Ｍ ＤＳ Ｄ Ａ测试中暴露了智能天线存在着面积过大的问题， 具有一定的安全隐患， 虽然通过采用 ４ 根或６ 根天线的解决
高移动通信系统性能的重要问题。 智能天线是一种基于自适应天线原理的移动通信技
方案 ， 智能天线的体积可以缩小， 基本能够满足工程方面的
要求。 但这是以牺牲性能为代价的。 另一方面， 干扰也是困扰 Ｔ ．Ｃ Ｍ ＤＳ Ｄ Ａ系统的问题 ， 如何有效降低干扰， 提高系统的频 谱利用率是下一步工作必须考虑的问题。 本文考虑到电磁波
抵消干扰信号。在发射模式下， 根据获得的目标用户的信
增益的比较。
表 １ 极 化 分 集 增 益 与 空 间 分 集 增 益 的 比 较
＋ ５ ／４ 。 化 分 空 间分 集增ｉ （Ｂ ４ 。一 ５ 极 １ｄ ） ￣
收。在相同天线间距的条件下． 不同极化方向的天线之间 的耦合度与相同极化特性天线之间耦合度相比大大减小 ． 也就是说 ． 天线之间为了达到一定 的隔离度． 采用极化技
术． 它结合了 自适应天线技术的优点． 利用天线阵列对波
束的汇成和指向的控制 ． 产生多个独立的波束 ， 可以自适 应地调整其方向图以跟踪信号的变化。在接收模式下， 每 个天线振元的输入被 自适应地加权调整 ， 并与其他的信号 相加． 以达到从混合的接收信号中解调出目标用户信号并 抑制干扰用户信号的目的 ， 对干扰方向调零， 以减少甚至
间距 ． 间距过大会造成天线总宽度的增大 ． 增加天线的总 尺寸和重量（ 如图 １ 所示） 因为不同极化特性的电波之间 。 的相关性很小， 所以可以考虑利用不同极性的天线进行接
TD-D系统双极化智能天线阵列设备规范v1.3.0
中国移动通信企业标准QB-╳╳-╳╳╳-╳╳╳╳双极化智能天线阵列设备规范S m a r t A n t e n n a A r r a y D e v i c e S p e c i f i c a t i o n（F o r D u a l-P o l a r i z e d S m a r t A n t e n n a）版本号：V1.3.0╳╳╳╳-╳╳-╳╳发布╳╳╳╳-╳╳-╳╳实施中国移动通信有限公司发布目录1范围 (1)2规范性引用文件 (1)3术语、定义和缩略语 (3)4双极化智能天线阵列的结构、原理 (3)4.1双极化智能天线的结构 (3)4.2双极化智能天线的原理 (4)4.3宽频双极化智能天线支持的频段 (4)5电气性能要求 (5)5.1电气性能指标要求 (5)5.2匹配要求 (8)5.3广播波束宽度的约定 (8)5.4广播波束权值的约定 (9)6天线校准网络要求 (9)7机械性能指标要求 (9)7.1N型天线端口设计要求 (9)7.2盲插端口设计要求及机械固定结构要求 (10)7.3集束端口设计要求及机械固定结构要求 (10)7.4其它机械指标要求 (10)7.5安装要求 (10)8环境指标要求及适应性要求 (11)8.1工作环境条件 (11)8.2环境适用性要求 (11)9可靠性要求 (11)附录A电性能和环境测试测试要求......................................................................................... 错误!未定义书签。
A.1.电性能要求 (14)A.1.1.增益测量 (14)A.1.2.方向图圆度（全向天线）、半功率波束宽度、前后比、副瓣电平的测量 (16)A.1.3.天线电下倾角测量 (17)A.1.4.驻波比测量 (18)A.1.5.隔离度测量 (19)A.1.6.校准电路参数测量 (20)A.1.7.功率容限测量 (20)A.2.环境测试要求 (21)附录B各类天线安装指导要求 (22)附录C检测、标志、包装、运输、贮存 (22)C.1.检验规则 (22)C.1.1.型式检验 (22)C.1.2.出厂检验 (23)C.2.标志、包装、运输、贮存 (23)C.2.1.标志 (23)C.2.2.包装 (24)C.2.3.运输 (24)C.2.4.贮存 (24)前言本规范旨在明确中国移动通信集团公司对智能天线阵列设备的技术要求，并为相关设备的集中采购和TDD系统网络建设提供技术参考。
TD-SCDMA基站智能天线测试
锁定各种类型的信号、 识别用户信号到达方 向， 在此 方 向形成 天线 主波束 ， 以动 态 并 可
抑制其 干扰到最 小 ， 而所希 望 的信 号最 大。
３ １ 声 系数 ．２噪
一
般考 虑 ： 上变 频器 （ 功 放 ） 噪声 高 的
系数是描述上变 频器 （ 高功放 ） 背景 噪声 的
一
个参数 。 测试方法 ： 声系 数 ， 试 框 图如 图 ７ 噪 测
所示 。在上变频 器 （ 高功放 ） 的输 人端终接
７ Ｗ标准匹配负载。调整频谱分析仪的显 ５ 示带宽 和分辨率带宽至适 当位置 ， 保证频谱 分 析仪 的底 噪声低 于被测 噪声 １ｄ ０ Ｂ以上 ，
自主知识 产权 的 Ｔ —ｓ Ｄ Ａ技术 先后 被 Ｄ ＣＭ
芯片处理能力 的不断提 高 和芯 片价 格 的不 断下 降 ， 使得利用数字技术在基带形成天线 波束成为可能 ， 促使智能天线技术开始 在无
线通信 中广泛应用。 由于智能天线 良好 的抗多用 户干 扰性
ＩＵ Ｔ和 ３ Ｐ ， ｒ— ｒ Ｇ Ｐ采纳为第三代移动通 信 国
适 “ 第二部分 ： 智能控制” 包括核心 自适应算 切换波束 和 自 应 天线 这两种 系统都 力 图 （ 法 ） 。 根据用户 的位置来提高增益 ， 只有 自适 但是 配合 Ｔ ￣Ｓ Ｄ Ａ网络规 模试验 ， Ｄ ＣＭ 信息 应天线系统 能提 供优化 增益 。 自适 应 天线 产业部通信 电磁兼 容质量 监督 检验 中心 已 阵列系统 的优点是算法较 为简单 ， 以得到 可 经陆续开展 了相关试验 。 最大 的信号 干扰 比。 自适 应 天线阵着 眼 于 ’ — Ｓ Ｄ Ａ 系统中的智能天线 Ｉ １ ＣＭ Ｄ 信号环境 的分析与权集 实时优化 ， 响应 动态 １ 基本 原 理 ． 速度相对较 慢 。 自适 应天 线 阵列一般采 用 智能天线 包括 自适 应天 线 和切换波 束 ４ １ — ６天线 阵元 结 构 ， 阵元 间距 为半 个 波 天线 。智能 天线 采用 空 分 多址 （ Ｄ Ａ） Ｓ Ｍ 复 长 。天线 阵元 分布方式 有直线 型、 圆环型和 用技术 ， 即利用多个 天线单元空 间的正交性 平 面 型 。 和信号在传输方 向上 的差别 ， 同频率或 同 将 切换波 束 天 线具 有 有 限数 目的、 固定 时隙、 同码道 的信号 区分开来 ， 大限度地 的、 最 预定义 的方 向图， 天线 系统 可形成多 其 利用有限 的信道资源。与传统 的、 没有智能 个 固定 的波束 ， 特定 的方 向上 提 高灵 敏 在 天线 的基站 比较 ， 它在硬件上 由一个 天线 阵 度 。它从几个预定义 的、 固定 波束 中选择其 和一组收发信机组成 了其射频部分 ； 而在基 检测信号强度 ， 当移动 台越过扇 区时 ， 从 带信号处理部分 的硬件则基本相 同 ， 每个射 个 波束 切换 到 另一个 波束 。基 站在 不 同 频收发信机都 有 Ａ Ｃ和 Ｄ Ｃ 它们 将接 收 的相应 波束 中进 行选 择 ， 接 收信号最 强 。 Ｄ Ａ ， 使 到 的基带模拟信号转换为数 字信号 ， 然后将 波束 智能天线对于处于非 主瓣 区域 的干扰 ，
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两上四下
时分双工 (TDD): 上行频带和下行频带相同
DUDDDDDU
一上五下
智能天线系统
智能天线系统
自适应信号处理算法
阵列天线
基站厂家
天线厂家
中兴、鼎桥、大唐、普天
京信、海天、通宇· · · · · ·
智能天线的分类
智能天线系统
定向板状智能天线
全向智能天线
频段： 2010~2025 / 1880~1920 / 2300~2400 端口：N（单元数）＋1（校准口） 极化方式：垂直极化 波束类型：单元波束、广播波束、业务波束
TD联盟秘书长杨骅先生来我公司视察
正在主导《TD-SCDMA系统智能 天线》行业标准的制定
知识产权
1、公司一直坚持走自主研发的道路； 2、目前公司已授权专利79项，其中天线28项，另有4项天线专利报批；
其中智能天线专利有多项，主要如下： 避雷环形智能天线阵及其制造方法 CN200510033790.4 (国际PCT)； 高隔离度的智能天线阵的实现方法CN200520059683.4 (国际PCT)； 智能天线的场校准方法与装置（专利申请中）； 高幅相一致性的实现方法（专利申请中）； 定向板状智能天线阵的一种新型场校准方案（专利申请中）
18 ± 1.5 dB
13 ± 1.5 dB
C/I 抑制比 60%概率 ～ 37dB
31 ± 1.5 dB
26 ± 1.5 dB
21 ± 1.5 dB
16 ± 1.5 dB
C/I 抑制比 20%概率 ～ 37dB
34 ± 1.5 dB
29 ± 1.5 dB
24 ± 1.5 dB
19 ± 1.5 dB
阵元1
Δx
u M-2.(.t.) 阵元M-2
uM-1 (t) 阵元M-1
Δx
智能天线阵元波束接收
经过加权后阵列输出端的信号： z ( t )
=
M −1
∑w
u
(t) =
M −1
As (t ) ∑ w
e−
2π j
m∆x
cos
θ
λ
m=0
mm
m=0
பைடு நூலகம்
m
其中，A为增益常数，s(t)是复包络信号，wm是阵列的权因子。
全向智能天线（例子）
结构方案:
¾ 圆环周向单元数目: Nc 4(最少)、8(标配)、…越多越好
¾ 纵向每列单元数目: Nz 与增益要求相关: 4、8、10…
¾ 周向相邻单元间距: d 特殊的设计和优化确定
设计结果:
¾ 降低各列之间的耦合度 ¾ 改善整个阵列的方向图圆度特性 ¾ 优化最大增益 ¾ 降低自适应波束的副瓣电平
2、采用京信专利【中国发明专利CN200520059683.4 ，国际PCT】技 术，定向智能天线阵的端口隔离度在工作频段优于23dB。波束在±60 度范围内扫描无盲点，所有端口的回波损耗均小于-10.0dB（ VSWR<1.92）。
常规方案：偏置避雷针 全向特性畸变
全向特性畸变
L=200mm
L=1000mm
FDMA（频分多址）： 在每个房间内只能有一对用户相互说话（你好） TDMA（时分多址）： 在每个房间不同的时段用户可以互相说话，容量取决于时间的长短（你好×4） CDMA（码分多址）： 在每个房间用户同时互相说话，但语言不同（你好， Good Morning， O-Hi-Yo， Buon Giorno · · · · · ·），说话时面对大家，容量取决于相互之间的噪声影响程度。 SDMA（空分多址）： 在码分多址的基础上，用户说话时只面对想对话的用户，相互之间的噪声影响程度 得以减轻，容量在CDMA基础上更大。
定向智能天线阵(8单元阵) 定向智能天线阵(4单元阵)
全向智能天线阵(8单元阵)
1）定向板状智能天线（1880～1920MHz/2010~2025 MHz）
型号
阵列 数目
单元 增益
广播波束 最大增益
业务波束 最大增益
ODS-090V15NT(8-00) 8
15dBi 17.0dBi
24dBi
ODS-090V15NT(8-03) 8
正如正弦波叠加的效果，第m个阵元
w = e 的权因子 m
j
2π λ
m∆x
cos
Φ0
选择不同的Φ0，将改变波束的所对 的角度，所以可以通过改变权值来选 择合适的方向：
∑ z(t)
=
As
(t
)
M
−1
e
−
j
2π λ
m∆x
(cosθ
−cosφ0
)
m=0
智能天线在移动通信领域的发展较为缓慢，主要因素是在FDD模式下实现 的难度较大，上下行的权函数不同。
我公司专利：
上置避雷针
采用我们的专利技术，避雷针和环形智能天线阵设计成一体。由于 环形智能天线阵为轴对称结构，将避雷针置于天线顶部并和天线阵对称
轴重合，同时用导线将避雷针和天线阵下部的接地装置连接在一起 。
这样消除了传统的避雷装置对全向特性的影响。
上置避雷针仿真结果 黑色为无避雷针仿真结果
隔离度对系统性能的影响
用户指向角-8°
隔离度对C/I性能影响
天线隔离度 (dB)
理想情况 ∞ dB 30 dB
25dB
20 dB
15 dB
信号方向角 （度） -8°
-8°
-8°
-8°
-8°
干扰方向角 （度） +29°
+29°
+29°
+29°
+29°
C/I 抑制比 20%概率
～ 37 dB
28 ± 1.5 dB
23 ± 1.5 dB
频分双工 (FDD): 上行频带和下行频带分离
D DDDDDD
U U 上行 D 下行
未使用
TX RX
TX
RX
采用TDD模式的TD-SCDMA系统 由于采用的时分双工，使得智能天 线得以实施。
时分双工 (TDD): 上行频带和下行频带相同
DUDDDUUU
三上三下
时分双工 (TDD): 上行频带和下行频带相同
全向智能天线波束 全向特性（广播波束）
单列方向图（单元波束）
最大增益方向图（业务波束）
对于全向覆盖的基站，其不同码道的发射波束是不同的
BCH
DwPTS G
UpPTS
TS0
TS1 TS2 TS3 TS4 TS5 TS6
两种赋形波束
得到小区覆盖的全向波束 针对用户终端的赋形波束
BCH/DwPTS必须使用全向波束，覆盖整个小区，在帧结构中使 用专门时隙 业务码道通常使用赋形波束，只覆盖个别用户
功率
在不同时间天线单元的 脉冲形状
设以M元直线等距天线阵列为例：（第m个阵元） 则空域上入射波距离相差为：∆d = m ⋅ ∆x ⋅ cosθ 时域上入射波相位相差为：(2π⁄λ) ⋅ ∆d
利用了空间上距离 方位的差别导致了 各个阵元上接收信 号相位不同
Δd
θ
u 0 (t) 阵元0
u 1 (t)
阵列 数目
8 8 8
单元 增益
10.5dBi 10.5dBi 10.5dBi
广播波束 最大增益
9.0dBi 8.8dBi 8.5dBi
业务波束 最大增益
14.5dBi, 14.5dBi 14.5dBi
预置 下倾角
0度 3度 0度 3度
预置 下倾角
0度 3度 6度
京信智能天线特点
京信智能天线产品特点： 1、采用京信专利【中国发明专利CN200510033790.4 ，国际PCT】技 术，避雷针和环形智能阵一体化设计，消除了传统的避雷装置对全向 特性的影响。
用户指向角-8°
业务波束：零点对消（25dB隔离度）
干扰指向角+29°
∝ 23dB干扰抑制 （25dB隔离度）
用户指向角-8°
业务波束：零点对消（20dB隔离度）
干扰指向角+29°
∝ 18dB干扰抑制 （20dB隔离度）
用户指向角-8°
业务波束：零点对消（15dB隔离度）
干扰指向角+29° ∝ 13dB干扰抑制 （15dB隔离度）
有智能天线 ... 9 能量只是指向有移动用
户活动的小区区域 9 手机在整个小区被跟踪
没有智能天线 ... 9 能量分布于整个小区 9 在没有移动用户活动的
区域，干扰不会下降
智能天线的优势
9 减少小区间干扰 9 降低多径干扰 9 对每一个用户，增强信噪
比
9 优化链路预算 9 增加容量和小区半径
智能天线的工作过程
天线阵：
是一列取向相同、同极化、低增益的天线按照一定的方式排列和激励，利 用波的干涉原理产生强方向性的方向图
天线阵的排列：
一般等距，主要有等距直线排列、等距圆周排列、等距平面排列
智能天线的分类：
天线外壳
线阵、圆阵；全向阵、定向阵
天线单元 校准单元 功放 电缆及连接
¾从上行来说：基站利用智能天线对来自 移动台的多径电波进行波达估计，进行空 间滤波，与联合检测结合进行上行波束成 型 ¾从下行来说：基站利用智能天线对发射 信号进行下行波束成型，使基站发射信号 能够沿着移动台来波方向发送回移动台
隔离度影响的结论
¾1、扫描波束指向 影响较小；
¾2、零点对消 影响很大。导致信/干比变化，即实际自适应效果的变化；
¾3、结论： 辐射单元之间的隔离度性能指标： 1）优于30dB，性能很好，目前天线专业水平难以实现。 2）～25dB，性能优良，努力后有可能实现。 3）～20dB，性能一般，普遍能够实现。 4）～15dB，性能差，不能满足系统指标要求。