【正文】 果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過(guò)的材料。對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò)貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。 對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。與其它日漸深 入和成熟的干擾削除技術(shù)相比，智能天線技術(shù)在移動(dòng)通信中的應(yīng)用研究更顯得方興未艾并顯示出巨大潛力。對(duì)于第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)GSM，在我國(guó)的一些大城市已經(jīng)出現(xiàn)了容量供應(yīng)困難的現(xiàn)象，小區(qū)蜂窩的半徑已經(jīng)很小，而目前作為應(yīng)用研究重點(diǎn)的 3G 以及它的業(yè)務(wù)模式無(wú)疑將對(duì)網(wǎng)絡(luò)容量有更高的要求。 天線方向圖的增益特性能夠根據(jù)信號(hào)情況實(shí)時(shí)進(jìn)行自適應(yīng)變化的天線稱為智能天線。而在使用智能天線的系統(tǒng)中，系統(tǒng)將能夠以更小的刻度區(qū)別用戶位置的不同，并且形成有針對(duì)性的方向圖，由此最大化有用信號(hào)、最小化干擾信號(hào)，在頻率、時(shí)間和碼字的基礎(chǔ) 上，提高了系統(tǒng)從空間上區(qū)別用戶的能力。采用智能天線的目的主要有以下 3點(diǎn)： a）通過(guò)提供最佳增益來(lái)增強(qiáng)接收信號(hào)。 智能天線的原理是將無(wú)線電的信號(hào)導(dǎo)向具體的方向，產(chǎn)生空間定向波束，使天線主波束對(duì)準(zhǔn)用戶信號(hào)到達(dá)方向 DOA(Direction of Arrival)，旁瓣或零陷對(duì)準(zhǔn)干擾信號(hào)到達(dá)方向，達(dá)到充分高效利用移動(dòng)用戶信號(hào)并刪除或抑制干擾信號(hào)的目的。兩者中，只有自適應(yīng)陣列系統(tǒng)能夠在為有用信號(hào)提供最佳增益 的同時(shí)，識(shí)別、跟蹤和最小化干擾信號(hào)。但是與自適應(yīng)天線陣列相比，多波束天線具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)須判定用戶信號(hào)到達(dá)方向的優(yōu)點(diǎn) 。自適應(yīng)天線陣列系統(tǒng)采用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)識(shí)別用戶信號(hào)到達(dá)方向，并在此方向形成天線主波束。這決定了 智能 天線 的發(fā)展是一個(gè)分階段的、逐步完善的過(guò)程。 假設(shè)滿足天線傳輸窄帶條件，即某一入射信號(hào)在各天線單元的響應(yīng)輸出只有相位差異而沒(méi)有幅度變化，這些相位差異由入射信號(hào)到達(dá)各天線所走路線的長(zhǎng)度差決定。 目前通常將這種過(guò)程分為以下三個(gè)階段（見(jiàn)圖 3） ●第一階段：開(kāi)關(guān)波束轉(zhuǎn)換。根據(jù)接收信號(hào)的最強(qiáng)到達(dá)方向，自適應(yīng)地調(diào)整天線陣列的參數(shù)，形成對(duì)準(zhǔn)該方向的接收和發(fā)送天線方向圖。這是理想的 智能天線 的工作方式，能夠很大程度地提高系統(tǒng) 無(wú)線 頻譜的利用率。 應(yīng)用智能天線 CDMA 系統(tǒng)中，由于不同用戶占用同一信道，不同用戶帶來(lái)的多址干擾（ MAI）和多徑信道帶來(lái)的碼間干擾（ ISI）會(huì)使到達(dá)基站的用 戶信號(hào)產(chǎn)生畸變，所以必須采用信道估計(jì)和均衡技術(shù)，將各用戶信號(hào)進(jìn)行分離和恢復(fù)（即多用戶檢測(cè) MUD）。前一類方法又分子空間方法和基于參數(shù)估計(jì)準(zhǔn)則的方法兩大類。實(shí)現(xiàn)智能化發(fā)射有基于反饋和基于上行鏈路參數(shù)估計(jì)兩種方法。 在時(shí)分雙工（ TDD）系統(tǒng)中，上、下行鏈路使用同一載波頻率，在信道特征變化相對(duì)較慢的情況下，可以近似認(rèn)為上、下行鏈路的信道特征相同，可使用對(duì)上行信道的估計(jì)設(shè)置下行鏈路參數(shù)。后三種信道分配技術(shù)是確定性的，可由系統(tǒng)根據(jù)用戶情況動(dòng)態(tài)分配，但空分信道分配不同。對(duì)于 CDMA 系統(tǒng)，由于其容量是軟容量，信道分智能天線的發(fā)展及在 TDSCDMA中的應(yīng)用 11 配相對(duì)簡(jiǎn)單。 MUD 利用多址干擾的信號(hào)結(jié)構(gòu)特征，對(duì)所有的激活用戶進(jìn)行聯(lián)合估計(jì)，可以明確估計(jì)出期望用戶的多址干擾，從而抑制多用戶干擾，從本質(zhì)上解決遠(yuǎn)近問(wèn)題（ Near Far Problem）。 時(shí)域信息和空域信息的結(jié)合有級(jí)聯(lián)和聯(lián)合兩種方式。 在我國(guó)提出的第三代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn) —— TDSCDMA 中實(shí)現(xiàn)了智能天線和聯(lián)合檢測(cè)（ JD： Joint Detection）技術(shù)的有機(jī)結(jié)合。判決反饋算法是在線性算法基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)一定的擴(kuò)展得到，有迫零判決反饋均衡器算法（ ZF－ BDFE）和最小均方誤差判決反饋均衡器算法（ MMSE－ NDFE），它們的計(jì)算復(fù)雜度較大。在看到時(shí)空二維多用戶檢測(cè)器的巨大容量潛力的同時(shí)，也應(yīng)該看到其優(yōu)良的性能是以巨大的運(yùn)算量為代價(jià)的。這些技術(shù)實(shí)際利用的都是時(shí)、頻域信息，而實(shí)際上有用信號(hào)、其時(shí)延樣本（ delay version）和干擾信號(hào)在時(shí)、頻域存在差異的同時(shí)，在空域（入射角 DOA， Direction Of Arrival）也存在差異，分集天線 （ antenna diversity）、特別是扇形天線（ sector antenna）可看作是對(duì)這部分資源的初步利用，而要更充分地利用它只有采用智能天線技術(shù) 。但利用智能天線，借助有用信號(hào)和干擾信號(hào)在入射角度上的差異，選擇恰當(dāng)?shù)暮喜?quán)值，形成正確的天線接收模式，即將主瓣對(duì)準(zhǔn)有用信號(hào)，低增益副瓣對(duì)準(zhǔn)主要的干擾信號(hào)，從而可 更有效地抑制干擾，更大比例地降低頻率復(fù)用因子（比如在 GSM 中使復(fù)用因子 3 成為可能），和同時(shí)支持更多用戶（ CDMA 中）。 智能天線另一個(gè)可能的用途是進(jìn)行緊急呼叫定位，并提供更高的定位精度，因?yàn)樵讷@得可用于定位的時(shí)延、強(qiáng)度等信息的同時(shí)，它還可獲得波達(dá)角信息。 在業(yè)務(wù)特性上， 3G 以高速的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、視頻電話和能力得到增強(qiáng)的增值業(yè)務(wù)作為其對(duì) 2G 系統(tǒng)形成服務(wù)優(yōu)勢(shì)的主要手段，這必然使得 3G 具有大得多的 網(wǎng)絡(luò) 流量。它通過(guò)增加系統(tǒng) SDMA（空分多址）的能力，能夠有效地緩解 3G系統(tǒng)中容量與網(wǎng)內(nèi)干擾之間的矛盾，很大程度地提高系統(tǒng)對(duì)空中 無(wú)線 頻譜資源的利用能力。系統(tǒng)可單獨(dú)組網(wǎng)運(yùn)營(yíng)也可與其他無(wú)線接入技術(shù)配合使用。當(dāng)進(jìn)行業(yè)務(wù)對(duì)稱傳輸時(shí)，可選用對(duì)稱的站換點(diǎn)位置；當(dāng)進(jìn)行非對(duì)稱業(yè)務(wù)傳輸時(shí)，可在非對(duì)稱的轉(zhuǎn)換點(diǎn)位置范圍內(nèi)選擇。這一方法為實(shí)現(xiàn)軟件無(wú)線電奠定了基礎(chǔ)。另外，為減少運(yùn)營(yíng)商的投資，無(wú)線傳輸模式的設(shè)計(jì)目標(biāo)一是提高每個(gè)小區(qū)的數(shù)據(jù)吞吐量，另一智能天線的發(fā)展及在 TDSCDMA中的應(yīng)用 14 個(gè)是減少小型基站數(shù)量已獲得高收發(fā)器效率。在建網(wǎng)初期，還系統(tǒng)的 IP 業(yè)務(wù)通過(guò)GPRS 網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn)（ GGSN）接入到 分組交換機(jī)，話音和 ISDN 業(yè)務(wù)使用原來(lái)GSM 的移動(dòng)交換機(jī)。采用智能天線后，應(yīng)用波束賦形技術(shù)顯著提高了基站的接收靈敏度和發(fā)射功率，大大降低了系統(tǒng)內(nèi)部的干擾和相鄰小區(qū)間的干擾，從而使系統(tǒng)容量擴(kuò)大 1 倍以上。 SDMA 可以在頻域、時(shí)域之外用來(lái)增加容量和改善性能， SDMA 的關(guān)鍵技術(shù)就是利用多天線對(duì)空間參數(shù)進(jìn)行估計(jì)，對(duì)下行鏈路的信號(hào)進(jìn)行空間合成。這樣可以提高系統(tǒng)容量、減少干擾、更有效地利用信道資源。 （ 5）同步 CDMA 同步 CDMA 指在上行鏈路各終端發(fā)出的信號(hào)在基站解調(diào)器處完全同步，相互間智能天線的發(fā)展及在 TDSCDMA中的應(yīng)用 15 不會(huì)產(chǎn)生多址干擾，提高了 TDSCDMA 系統(tǒng)的容量和頻譜利用率。 （ 1）頻譜靈活性和支持蜂窩網(wǎng)的能力 TDSCDMA 僅需要 的最小帶寬。 （ 3）設(shè)備成本 在無(wú)線基站方面， TDSCDMA 的設(shè)備成本低，原因如下： ①智能天線能大大地增加接收靈敏度，減少同信道干擾，增加容量，同時(shí)，在發(fā)射端，也能降低干擾和輸出功能功率。 智能天線在 TDSCDMA系統(tǒng)中的應(yīng)用 TDSCDMA(時(shí)分同步的碼分多址 )智能天線 的高效率是基于上行鏈路和下行鏈路的 無(wú)線 路徑的對(duì)稱性 (無(wú)線 環(huán)境和傳輸條件相同 )而獲得的。同全方向天線相比，它可獲得較高的增益。這一方面要求天線具有多向性，另一方面則要求在每一獨(dú)立的方向上，系統(tǒng)都可以跟蹤個(gè)別的用戶。 智能天線的發(fā)展及在 TDSCDMA中的應(yīng)用 16 TDD(時(shí)分雙工 )模式的 TDSCDMA 的進(jìn)一步的優(yōu)勢(shì)是用戶信 號(hào)的發(fā)送和接收都發(fā)生在完全相同的頻率上。在這種情況下，智能天線技術(shù)的引入，將通過(guò)增加系統(tǒng)在空間上的分辨能力，從更高的層次上提高系統(tǒng)對(duì)于無(wú)線頻譜的利用率。 智能天線的發(fā)展及在 TDSCDMA中的應(yīng)用 18 參考文獻(xiàn) 1 崔雁松 李志青 ,通信原理 ,北京大學(xué)出版社 ,2020. 2 王秉鈞 ,現(xiàn)代通信系統(tǒng)原理 ,天津大學(xué)出版社 ,1999. 3 曹志剛 錢亞生 ,現(xiàn)代通信原理 ,清華大學(xué)出版社 ,2020. 4 南利平 ,通信原理簡(jiǎn)明教程 ,清華大學(xué)出版社 ,2020. 5 崔雁松 ,移動(dòng)通信技術(shù) ,西安 電子科技大學(xué)出版社 ,2020. 6 草達(dá)仲 ,數(shù)字移動(dòng)通信 ,天津大學(xué)出版社 ,1999. 7 謝華 廉飛宇 ,通信網(wǎng)基礎(chǔ) ,電子工業(yè)出版社 ,2020. 智能天線的發(fā)展及在 TDSCDMA中的應(yīng)用 19 附錄： Analysis of TDSCDMA smart antenna technology to improve How to significantly reduce the size of smart antennas to resolve the face the problem and improve the integration of wireless systems in order to solve the Tumor issue, coupled with fiberoptic technology gap has been resolved the braids and make it more suitable for practical applications, There has been a constant consideration. With the expansion of the scale of China39。為此，一些單位探索將傳統(tǒng) 8 陣元智能天線改為 6 陣元、變單極化為雙極化、通過(guò)修改天線陣的物理結(jié)構(gòu)或是改變天線陣的排列方式等，并取得了一定的成績(jī)。 近些年來(lái)，介質(zhì)器件在無(wú)線領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，介質(zhì)濾波器、微波電容器、片式多層微波濾波器、 LC 濾波器、雙工器、功能模塊、收發(fā)開(kāi)關(guān)功能模塊、平衡 不平衡轉(zhuǎn)換器、耦合器、功分器等介質(zhì)微波器件是一類新型微波器件，它是在微波系統(tǒng)的小型化的推動(dòng)下發(fā)展起來(lái)的，現(xiàn)也得到廣泛的應(yīng)用。那么將介質(zhì)天線和智能天線結(jié)合是不是就可以產(chǎn)生幾何尺寸較小的介質(zhì)智能天線來(lái)呢，答案是肯定的。介質(zhì)天線的應(yīng)用技術(shù)成熟可靠，在其他方面已得到廣泛應(yīng)用，已經(jīng)有多種可應(yīng)用的介質(zhì)材料來(lái) 選擇，現(xiàn)有條件已經(jīng)便于實(shí)際研發(fā)和生產(chǎn)。 在臨近畢業(yè)之際，我還要借此機(jī)會(huì)向在這三年中給予了我?guī)椭椭笇?dǎo)的所有老師表示由衷的謝意，感謝他們?nèi)陙?lái)的辛勤栽培。 智能天線的發(fā)展及在 TDSCDMA中的應(yīng)用 24 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。 作者簽名： 日 期： 智能天線的發(fā)展及在 TDSCDMA中的應(yīng)用 25 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本 人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。 首先非常感謝學(xué)校開(kāi)設(shè)這個(gè)課題，為本人日后從事計(jì)算機(jī)方面的工作提供了經(jīng)驗(yàn)，奠定了基礎(chǔ)。這期間凝聚了很多人的心血，在此我表示由衷的感謝。從他身上，我學(xué)到了許多能受益終生的東西。 最后，我要感謝我的父母對(duì)我的關(guān)系和理解，如果沒(méi)有他們?cè)谖业膶W(xué)習(xí)生涯中的無(wú)私奉獻(xiàn)和默默支持，我 將無(wú)法順利完成今天的學(xué)業(yè)。感謝老師四年來(lái)對(duì)我孜孜不倦的教誨，對(duì)我成長(zhǎng)的關(guān)心和愛(ài)護(hù)。 最后，我要特別感謝 我的導(dǎo)師劉望蜀 老師、 和研究生助教吳子儀 老師。在論文的撰寫過(guò)程中 老師們 給予我很大的幫助，幫助解決了不少的難點(diǎn)，使得論文能夠及時(shí)完成，這里一 并表示真誠(chéng)的感 謝。老師們認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神和深厚的理論水平都使我收益匪淺。四年的風(fēng)風(fēng)雨雨，我們一同走過(guò)，充滿著關(guān)愛(ài)，給我留下了值得珍藏的最美好的記憶。從這里走出，對(duì)我的人生來(lái)說(shuō)，將是踏上一個(gè)新的征程，要把所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際工作中去。 其次，我要感謝大學(xué)四年中所有的任課老師和輔導(dǎo)員在學(xué)習(xí)期間對(duì)我的嚴(yán)格要求，感謝他們對(duì)我學(xué)習(xí)上和生活上的幫助，使我了解了許多專業(yè)知識(shí)和為人的道理，能夠在今后的生活道路上有繼續(xù)奮斗的力量。 首先，我要特別感謝我的知道郭謙功老師對(duì)我的悉心指導(dǎo)，在我的論文書寫及設(shè)計(jì)過(guò)程中給了我大量的幫助和指導(dǎo)，為我