3G之智能天线.ppt

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智能天线技术
引言
智能天线技术的主要优点
智能天线的工作原理
自适应阵列系统原理
智能天线和自适应天线的不同
智能算法
智能天线对移动通信的作用
智能天线在3G中的应用
智能天线的现状及展望
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引言
由于无线电频率资源的日益紧张,导致蜂窝系统的容量受到限制,因此把空域处理看作无线容量战中最后的阵地,从而引起对智能天线技术的重视。智能天线在蜂窝系统中的应用研究于20世纪90年代初,人们希望通过引入智能天线来扩大系统容量,同时克服共信道、多径衰落等无线移动通信技术中急需解决的问题。
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使用智能天线技术的主要优点有:
具有较高的接收灵敏度。
使空分多址系统(SDMA)成为可能。
消除在上下链路中的干扰。
抑制多径衰落效应。
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智能天线的工作原理
智能天线是由天线阵和智能算法构成,是数字信号处理技术与天线有机结合的产物。
由天线阵的理论可知,阵列天线的方向图取决于各天线单元上的电流幅度和相位,也就是说,如果天线单元上的电流幅度或相位发生变化,则方向图也发生相应的变化。
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自适应阵列系统
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自适应阵列系统原理
融入自适应数字处理技术的智能天线是利用数字信号处理的算法去测量不同波束的信号强度,因而能动态地改变波束使天线的传输功率集中。应用空间处理技术可以增强信号能力,使多个用户共同使用一个信道。
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自适应阵列系统原理
T0是相邻的抽头之间的延迟,。每个天线后接一个延时抽头加权网,可自适应的调整加权系数。这样一来同时具有时域和空域处理能力。
自适应天线阵是一个由天线阵和实时自适应信号接收处理器所组成的一个闭环反馈控制系统,它用反馈控制方法自动调准天线阵的方向图,使它在干扰方向形成零陷,将干扰信号抵消,而且可以使有用信号得到加强,从而达到抗干扰的目的。
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自适应阵列系统原理
由自适应天线阵接收到的信号被加权和合并,取得最佳的信噪比系数。采用M个阵元自适应天线,理论上,自适应天线阵的价值是能产生(M-1)倍天线放大,可带来10lgM的SNR改善,消除扇形失真的影响,并且它的(M-1)倍分集增益相关性是足够低的。对相同的通信质量要求,移动台的发射功率可减小10lgM。这不但表明可以延长移动台电池寿命或可采用体积更小的电池,也意味着基站可以和信号微弱的用户建立正常的通信链路。
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智能算法
当天线阵接收到来自移动台的多径电波时,一是利用数字信号处理进行来波到达角估计(D0A),并通过高效、快速的算法来自动调整权值以便实现所需的空间和频率滤波;二是对天线阵采用数字方法进行波束形成,即数字波束形成(DBF),使天线主波束对准用户信号到达方向,旁瓣或零辐射方向对准干扰信号到达方向,从而节省了发射机的功率,减少了信号干扰与电磁环境污染。
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