下一代移動通信(完成)(編輯修改稿)
2025-02-10 23:00 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 。自適應天線陣列系統(tǒng)采用數(shù)字信號處理技術識別用戶信號到達方向，并在此方向形成天線主波束。 LOGO 智能天線 ，多波束天線具有結(jié)構(gòu)簡單、無須判定用戶信 號到達 方向的優(yōu)點。 ? 智能天線具有如下技術優(yōu)勢 ： ? 抗衰落，減少多徑效應：采用智能天線控制接收方向，天線能自適應地在用戶方向形成波束，并對接收到的信號進行自適應加權處理，使有用接收信號的增益最大，延遲波方向的增益最小，減小了信號衰落的影響。 ? 抗干擾：抗干擾技術的實質(zhì)是空間域濾波。智能天線波束具有方向性，可區(qū)別不同入射角的無線電波，可調(diào)整控制天線陣單元的激勵 ―權值 ‖。智能天線的調(diào)整方式與具有時域濾波特性的自適應均衡器類似，可以自適應電波傳播環(huán)境的變化，優(yōu)化天線陣列方向圖，將天線 ―零點 ‖自動對準干擾方向，大大提高陣列的輸出信噪比，提高系統(tǒng)可靠性。 ? 增加系統(tǒng)容量：自適應陣列天線另外一個好處是增加系統(tǒng)容量。首先，由于自適應陣列天線波束變窄，提高了天線增益及載干比 (CIR)指標，減少了移動通信系統(tǒng)的同頻干擾，降低了頻率復用系數(shù)，提高了頻譜利用效率。 LOGO ? 增加基站覆蓋面積：采用自適應陣列天線的基站由于改進了系統(tǒng)CIR和信干噪比（ SINR）指標，同時對單個或某組用戶的覆蓋定向增強，可以大大提高蜂窩小區(qū)的覆蓋面積，并使基站之間的距離可以更遠。 ? 提高頻譜利用效率：由于使用了自適應智能天線技術，基站通過上行信息分析每個用戶及干擾源的位置，為每個用戶波束賦形，以增強用戶的信號增益，同時最大限度地降低對其他用戶的干擾。這樣，網(wǎng)絡的頻率復用模式可以從傳統(tǒng)的（ 7,3）復用，改為（ 4,3）復用，甚至（ 1,3）復用，頻率的復用距離可以縮短 1倍或縮短數(shù)倍，且網(wǎng)絡的服務質(zhì)量不變。在此基礎上， SDMA技術的應用，可以使得系統(tǒng)增加多達 1倍的空分信道，使系統(tǒng)的總?cè)萘慨a(chǎn)生成倍的增加。 ? 提高通信的安全性：通信技術中，在整個小區(qū)內(nèi)都可以攔截用戶的空中接口無線信號。由于自適應無線技術對某個特定用戶形成的波束方向性很強，且可以跟隨用戶移動，這樣就提高了竊聽的難度，使采用自適應陣列無線技術后，通信的安全性得到大大增強。 智能天線 LOGO ? 實現(xiàn)移動臺定位業(yè)務：在移動通信中，如果基站采用智能天線陣，一旦收到信號，即可對每個天線元所連接收機產(chǎn)生的響應作相應處理，獲得該信號的空間特征矢量及矩陣，由此獲得信號的功率估值和到達方向，從而計算出用戶終端的方位。 智能天線 LOGO 軟件無線電 ?軟件無線電的基本概念： ? 軟件無線電 (SWR) 是指一種全部可軟件編程、具有最大靈活性無線電平臺的無線電。全部可編程包括：可編程射頻 (RF)波段、信道接入方式和信道調(diào)制。理想的軟件無線電應當具有射頻 (RF) 數(shù)字接入能力。因此，軟件無線電（ SWR）是一個理想的概念，即希望在一個開放的公共硬件平臺上利用不同可編程的軟件方法實現(xiàn)所需要的無線電系統(tǒng)。但是，在目前技術條件下，做不到全部可編程的要求。因此，軟件無線僅是一個理想境界。 ?軟件無線電的基本組成： ? 軟件無線電主要由天線、射頻前端、寬帶 A/DD/A轉(zhuǎn)換器、通用和專用數(shù)字信號處理器以及各種軟件組成。 LOGO ?軟件無線電的基本框圖： 軟件無線電 LOGO ?在軟件無線電中的關鍵技術主要有： ? 寬帶 /分頻段天線：軟件無線電臺要求能夠從短波到微波相當寬的頻段內(nèi)進行工作，最好能研究一種新型的全向?qū)拵炀€，可以根據(jù)實際需要用軟件智能地構(gòu)造其工作頻段和輻射特性。 ? 多載波功率放大器（ MCPA）：理想的軟件無線電在發(fā)射方向上把多個載波合成一路信號，通過上變頻后，用一種 MCPA對寬帶的模擬混合信號進行低噪音放大。 ? 高速寬帶 A/D ， D/A 變換： A/D 的主要性能是采樣速率和采樣精度，理想的軟件無線電臺是直接在射頻上進行 A/D 變換，要求必須具有足夠的采樣速率。 ? 高速并行 DSP：數(shù)字信號處理（ DSP） 芯片是軟件無線電所必須的最基本的器件。 ? 軟件無線電的算法：軟件的構(gòu)造，自然是把對設備各種功能的物理描述建立起數(shù)學模型（建模），再用計算機語言描述的算法，最后轉(zhuǎn)換成用計算機語言編制的程序。 軟件無線電 LOGO MIMO技術 ?MIMO（ MultipleInputMultipleOutput） ? 該技術是指在發(fā)射端和接收端分別設置多副發(fā)射天線和接收天線，其出發(fā)點是將多發(fā)送天線與多接收天線相結(jié)合以改善每個用戶的通信質(zhì)量（如差錯率）或提高通信效率（如數(shù)據(jù)速率）。 MIMO技術實質(zhì)上是為系統(tǒng)提供空間復用增益和空間分集增益，空間復用技術可以大大提高信道容量，而空間分集則可以提高信道可靠性，降低信道誤碼率。 LOGO ?4G無線通信中的 MIMOOFDM技術 ? MIMO與 OFDM的結(jié)合 ? MIMO系統(tǒng)在一定程度上可以利用傳播中多徑分量，也就是說MIMO可以抗多徑衰落，但是對于頻率選擇性深衰落， MIMO系統(tǒng)依然是無能為力。目前解決 MIMO系統(tǒng)中的頻率選擇性衰落的方案一般是利用均衡技術，還有一種是利用 OFDM。大多數(shù)研究人員認為 OFDM技術是 4G的核心技術， 4G需要極高頻譜利用率的技術，而 OFDM提高頻譜利用率的作用畢竟是有限
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