【正文】 理清了設(shè)計思路和操作方法，并對我所做的課題提出了有效的改進方案。本次畢業(yè)設(shè)計是對我大學(xué)四年學(xué)習(xí)下來最好的檢驗。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。 同時，在論文寫作過程中，我還參考了有關(guān)的書籍和論文，在這里一并向有關(guān)的作者表示謝意。 智能天線的發(fā)展及在 TDSCDMA中的應(yīng)用 23 謝 詞 本論文設(shè)計在徐亮老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下已完成，從課題選擇到具體的寫作過程，無不凝聚著徐亮老師的心血和汗水，在我的畢業(yè)論文寫作期間，徐亮老師為我提供了種種專業(yè)知識上的指導(dǎo)和一些富于創(chuàng)造性的建議，沒有這樣的幫助和關(guān)懷，我不會這么順利地完成畢業(yè) 論文。 TDSCDMA 系統(tǒng)所使用的智能天線是由多個天線單元組成的天下陣，天線整體尺寸受系統(tǒng)所使用頻率即波長的控制，介質(zhì)材料的使用不僅可以減小單個天線單元的尺寸，還可以減小天線之間的間距，從而減小智能天線整體尺寸，由此，TDSCDMA 系統(tǒng)的“面子”問題可基本解決。與此同時，普通型介質(zhì)天線特別是微帶介質(zhì)天線的應(yīng)用也有了長足的發(fā)展，介質(zhì)天線的一大優(yōu)點就是在不改變天線性能的情況下，可以將天線的尺寸大幅度降低，能不能用介質(zhì)智能天線來替代現(xiàn)有的普通智能天線呢 ?而且由于大規(guī)模的應(yīng)用，使得現(xiàn)在對無線介質(zhì)材料的電磁、機械、物理等方面特性已得到掌握，生產(chǎn)制造也十分成熟，這為介質(zhì)智能天線的推出起到很好的作用。能不能 有一種既不影響系統(tǒng)性能同時又大幅度減小現(xiàn)有智能天線體積的方案呢 ?人們對智能天線又提出了更高的要求。 D and production. Miniaturization of the media is not only smart antenna reduces the antenna size, while also reducing costs, to facilitate the installation of the actual project, reduce the impact on the environment, has a strong practical operability. 智能天線的發(fā)展及在 TDSCDMA中的應(yīng)用 21 譯文： 淺析 TDSCDMA 智能天線改進技術(shù) 如何大幅度降低智能天線的尺寸以解決“面子”問題，提高無線系統(tǒng)的集成化以解決“瘤子”問題，再加上光纖拉遠技術(shù)已解決的“辮子”問題，使之更適合實際應(yīng)用，一直是人們 不斷考慮的問題。由于對其重要作用的認識，近年來在世界范圍內(nèi)開展了大量的研究和試驗工作，取得了豐碩的成果，目前基本上已經(jīng)開始了實際的應(yīng)用階段，實際使用中的各種問題也在逐步得到解決。 智能天線的發(fā)展及在 TDSCDMA中的應(yīng)用 17 第五章 結(jié)束語 移動通信用戶量的迅速發(fā)展，以及從窄帶語音通信向?qū)拵Ц咚贁?shù)據(jù)通信發(fā)展的趨勢，如何在一定的頻譜資源上提高網(wǎng)絡(luò)容量成為網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，尤其是 未來 3G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中需要重點考慮的問題。每用戶的跟蹤通 過到達角進行測量。 智能天線 的上述性能允許更為密集的頻率復(fù)用，使頻譜效率得以顯著地提高。 智能天線 的這些 特性可顯著提高移動 通信 系統(tǒng)的頻譜效率。 ③軟件無線電可縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，減少硬件設(shè)備更新?lián)Q代的損失，降低成本。 （ 2）高頻譜利用率 TDSCDMA 為對稱話音業(yè)務(wù)和不對稱數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)提供的頻譜利用率高。采用軟件無線電的優(yōu)越性在于，基于同樣的硬件環(huán)境，采用不同的軟件就可以實現(xiàn)不同的功能。最佳多用戶檢測的目標(biāo)就是要找出輸出序列中最大的輸 入序列。 SDMA技術(shù)的另一個重要作用是可以大致估算出每個用戶的距離和方位，可應(yīng)用于第三代移動通信 用戶的定位，并能為越區(qū)切換提供參考信息。天線增益的提高也能降低高頻放大器 (HPA)的線性輸出功率，從而顯著降低運營成本。 關(guān)鍵技術(shù) ： （ 1）智能天線 TDSCDMA 系統(tǒng)的智能天線是由 8 個天線單元的同心陣列組成的，直徑為 25cm。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) TDSCDMA 系統(tǒng)的設(shè)計集 FDMA、 TDMA、 CDMA 和 SDMA 技術(shù)為一體，并考慮在當(dāng)前中國和世界上大多數(shù)國家廣泛采用 GSM 第二代移動通信的客觀實際，他能夠由GSM 平滑過渡到 3G 系統(tǒng)。這種結(jié)合首先是通過多用戶檢測技術(shù)使得 TDSCDMA 的傳輸容量顯著增長，而傳輸容量的進一步增長則是通過采用智能天線技術(shù)獲得的。 此外，針對不同性質(zhì)的業(yè)務(wù)， TDSCDMA既可以在每個突發(fā)脈沖基礎(chǔ)上利 用 CDMA和多用戶檢測技術(shù)進行多用戶傳輸從而提高速率為 8～ 384kb/s的話音和多媒體業(yè)務(wù)，也可以不進行信號的擴頻從而提供高速數(shù)據(jù)傳輸，如移動因特網(wǎng)的高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。其基本技術(shù)特性之一是在 TDD 模式下，采用在周期性重復(fù)的時間幀里傳輸基本的 TDMA 突發(fā)脈沖的工作模式（和 GSM 相同），通過同期性地轉(zhuǎn)換傳輸方向，在同一個載波上交替地進行上下行鏈路傳輸。 第三代移動通信系統(tǒng)之 TDSCDMA TDSCDMA（ Time DivisionSynchronous CDMA）意為時分同步碼分多址，集CDMA、 TDMA、 FDMA 及 SDMA 多種多址方式于一體，采用了智能天線、軟件無線電、聯(lián)合檢測、接力切換、下行包交換高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)纫幌盗懈咝录夹g(shù)，具有頻譜利用率高、系統(tǒng)容量大、適合開展數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、系統(tǒng)成本低、符合移動技術(shù)發(fā)展方向等突出優(yōu)勢。我們注意到，理論上在相同條件下， CDMA 并不比 FDMA 或者是 TDMA 具有更大的頻譜利用率。同時，在理論分析智能天線的發(fā)展及在 TDSCDMA中的應(yīng)用 13 的基礎(chǔ)上，大量的仿真和 現(xiàn)場試驗結(jié)果也證明了：在 3G 通信系統(tǒng)中，網(wǎng)內(nèi)干擾將超過系統(tǒng)固有的熱噪聲，成為制約系統(tǒng)性能的主要因素。 智能天線的又一個好處是可減小多徑效應(yīng)， CDMA 中利用 RAKE 接收機可對時延差大于一個碼片的多徑進行分離和相干合并，而借助智能天線可以對時延不可分但角度可分的多徑進行進一步分離，從而更有效減小多徑效應(yīng) 。在移動通信發(fā)展的早期，運營商為節(jié)約投資，總是希望用盡可能少的基站覆蓋盡可能大的區(qū)域，這就意味著用戶的信號在到達 BTS（基站收發(fā)信設(shè)備）前可能經(jīng)歷了較長的傳播路徑，有較大的路徑損耗（ path loss），為使接收到的有用信號不至于低于門限，要么增加移動臺的發(fā)射功率、要么增加基站天線的接收增益，由于移動 臺（特別是手機）的發(fā)射功率通常是有限的，真正可行的是增加天線增益，相對而言用智能天線實現(xiàn)較大增益比用單天線容易 。研究快速算法將是今后時空二維多用戶檢測器研究工作的一個重點。其原理是先用線性塊均衡器 Ｍ 對接收信號進行檢測，得到 Ｋ 個用戶發(fā)送符號的連續(xù)值估計，然后用Ｋ個量化器對這些連續(xù)值估計進行量化，就可得到對用戶 發(fā)送符號的離散值估計。 聯(lián)合檢測算法可以分為 3 類：非線性算法、判決反饋算法、線性算法。時空聯(lián)合處理方法將空域特征和時域特征等同看待，與傳統(tǒng)的時域多用戶檢測器相比增加了 等效處理增益，提高了用戶特征之間的正交性，從而改善了接收機性能，且可以應(yīng)用于過載系統(tǒng)中。智能天線引入移動通信系統(tǒng)基站后，可以實現(xiàn)對移動用戶的定向發(fā)射和定向接收，能從空域上消除大量的多用戶干擾，并能減輕多徑效應(yīng)。同時基站間的越區(qū)切換也將更為靈活。這樣，空分信道分配就成為動態(tài)的條件組合問題，且隨著用戶空間位置的移動，為跟蹤用戶，空分信道必須相應(yīng)變化，隨時進行動態(tài)分配。 通信中，信道分配是保障通信質(zhì)量、有效利用信道的關(guān)鍵技術(shù)之一?；谏闲墟溌穮⒘抗烙嫷姆椒ㄊ抢靡恍┨卣鲄⒘肯鄬τ谏舷滦墟溌返牟蛔冃?，通過各用戶對上行信號的估計，確定下行鏈路的波束形成方案。 在蜂窩系統(tǒng)中，為滿足多媒體業(yè)務(wù)通信質(zhì)量的要求，發(fā)射信號功率一定要動態(tài)控制，在保證整個蜂窩系統(tǒng)各小區(qū)的信號總功率平衡的情況下（各小區(qū)干擾基本穩(wěn)定），滿足各種業(yè)務(wù)的不同傳輸速率和不同的誤碼率要求。 另一方面，為了給智能發(fā)射提供依據(jù)，在上行中還需要估計反映用戶空間位置信息的參量，如入射角（ DOA） 、空域特征（ SS， Spatial Signature）等，它們的精度估計將直接影響到下行選擇性發(fā)送的性能。 目前 ，對于 智能天線 的應(yīng)用主要集中在第二階段附近，并且由于移動通信的迅速發(fā)展，使得 智能天線 技術(shù)在包括 3G的應(yīng)用中受到廣泛的重視，解決 智能天線在實際應(yīng)用中的各種問題，以及尋求更加“智能”的自適應(yīng)算法和實現(xiàn)方案是目前工作的重點和主要內(nèi)容。 ●第三階段：自適應(yīng)最佳通信方式。這種方法位于扇區(qū)天線和 智能天線 之間，實現(xiàn)運算較為簡單，但是性能也比較有限。給出一組加權(quán)值，一定的入射信號強度，不同入射角度的信號由于在天線間的 相位差不同，合并器后的輸出信號強度也會不同。自適應(yīng)或智能的主要含義是指這些加權(quán)系數(shù)可以恰當(dāng)改變和自適應(yīng)調(diào)整。這些信息可能是接收到的 無 線 信號的情況；在使用閉環(huán)反饋的形式時，也可能是通信對端關(guān)于發(fā)送信號接收情況的反饋信息。天線陣元分布方式有直線型、圓環(huán)型和平面型。當(dāng)用戶在小區(qū)中移動時，基站在不同的相應(yīng)波束中進行選擇，使接收信號最強。在不增加系統(tǒng)復(fù)雜度的情況下，使用智能天線可滿足服務(wù)質(zhì)量和網(wǎng)絡(luò)擴容的需要。 c）利用空間信息增大信道容量。 （ 1）智能天線的提出 智能天線的發(fā)展及在 TDSCDMA中的應(yīng)用 6 智能天線是在自適應(yīng)濾波和陣列信號處理技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，是通信系統(tǒng)中能通過調(diào)整接收或發(fā)射特性來增強天線性能的一種天線。同時，由于終端在尺寸和成本上的限制，所以目前對于智能天線的研究主要集中在基站 。因此，為了在 3G 系統(tǒng)中實現(xiàn)與第二代系統(tǒng)明顯的差別服務(wù)，充分體現(xiàn) 3G系統(tǒng)在業(yè)務(wù) 能力上的優(yōu)勢，網(wǎng)絡(luò)容量將是網(wǎng)絡(luò)的運營者必須重點考慮的問題。 關(guān)鍵詞 ： TDSCDMA、智能天線 智能天線的發(fā)展及在 TDSCDMA中的應(yīng)用 4 ABSTRACT With the global munications business, the rapid development of personal munications as a major means of future wireless mobile munication technology and cause for great concern. How to eliminate interference with the channel (CCI), multiaccess interference (MAI) and multipath fading effects of the people in improving the performance of wireless mobile munication system of the main factors to consider. Smart antennas using digital signal processing technology, resulting in beam spatial orientation, so that the main beam antenna at the user direction of arrival signal, or zero subsidence side lobe interference signals arrive at the purpose of the direction of full efficient use of mobile users and to delete or suppress the signal interference. With other growing depth and maturity deletion interference technology, smart antenna technolog