下一代移動(dòng)通信(完成)(編輯修改稿)
2025-02-10 23:00 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 。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。 LOGO 智能天線 ，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)。 ? 智能天線具有如下技術(shù)優(yōu)勢(shì) ： ? 抗衰落，減少多徑效應(yīng)：采用智能天線控制接收方向，天線能自適應(yīng)地在用戶方向形成波束，并對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行自適應(yīng)加權(quán)處理，使有用接收信號(hào)的增益最大，延遲波方向的增益最小，減小了信號(hào)衰落的影響。 ? 抗干擾：抗干擾技術(shù)的實(shí)質(zhì)是空間域?yàn)V波。智能天線波束具有方向性，可區(qū)別不同入射角的無(wú)線電波，可調(diào)整控制天線陣單元的激勵(lì) ―權(quán)值 ‖。智能天線的調(diào)整方式與具有時(shí)域?yàn)V波特性的自適應(yīng)均衡器類似，可以自適應(yīng)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(diǎn) ‖自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)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(yīng)陣列天線另外一個(gè)好處是增加系統(tǒng)容量。首先，由于自適應(yīng)陣列天線波束變窄，提高了天線增益及載干比 (CIR)指標(biāo)，減少了移動(dòng)通信系統(tǒng)的同頻干擾，降低了頻率復(fù)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(yīng)陣列天線的基站由于改進(jìn)了系統(tǒng)CIR和信干噪比（ SINR）指標(biāo)，同時(shí)對(duì)單個(gè)或某組用戶的覆蓋定向增強(qiáng)，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(yuǎn)。 ? 提高頻譜利用效率：由于使用了自適應(yīng)智能天線技術(shù)，基站通過(guò)上行信息分析每個(gè)用戶及干擾源的位置，為每個(gè)用戶波束賦形，以增強(qiáng)用戶的信號(hào)增益，同時(shí)最大限度地降低對(duì)其他用戶的干擾。這樣，網(wǎng)絡(luò)的頻率復(fù)用模式可以從傳統(tǒng)的（ 7,3）復(fù)用，改為（ 4,3）復(fù)用，甚至（ 1,3）復(fù)用，頻率的復(fù)用距離可以縮短 1倍或縮短數(shù)倍，且網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量不變。在此基礎(chǔ)上， SDMA技術(shù)的應(yīng)用，可以使得系統(tǒng)增加多達(dá) 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(shù)中，在整個(gè)小區(qū)內(nèi)都可以攔截用戶的空中接口無(wú)線信號(hào)。由于自適應(yīng)無(wú)線技術(shù)對(duì)某個(gè)特定用戶形成的波束方向性很強(qiáng)，且可以跟隨用戶移動(dòng)，這樣就提高了竊聽(tīng)的難度，使采用自適應(yīng)陣列無(wú)線技術(shù)后，通信的安全性得到大大增強(qiáng)。 智能天線 LOGO ? 實(shí)現(xiàn)移動(dòng)臺(tái)定位業(yè)務(wù)：在移動(dòng)通信中，如果基站采用智能天線陣，一旦收到信號(hào)，即可對(duì)每個(gè)天線元所連接收機(jī)產(chǎn)生的響應(yīng)作相應(yīng)處理，獲得該信號(hào)的空間特征矢量及矩陣，由此獲得信號(hào)的功率估值和到達(dá)方向，從而計(jì)算出用戶終端的方位。 智能天線 LOGO 軟件無(wú)線電 ?軟件無(wú)線電的基本概念： ? 軟件無(wú)線電 (SWR) 是指一種全部可軟件編程、具有最大靈活性無(wú)線電平臺(tái)的無(wú)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(wú)線電應(yīng)當(dāng)具有射頻 (RF) 數(shù)字接入能力。因此，軟件無(wú)線電（ SWR）是一個(gè)理想的概念，即希望在一個(gè)開(kāi)放的公共硬件平臺(tái)上利用不同可編程的軟件方法實(shí)現(xiàn)所需要的無(wú)線電系統(tǒng)。但是，在目前技術(shù)條件下，做不到全部可編程的要求。因此，軟件無(wú)線僅是一個(gè)理想境界。 ?軟件無(wú)線電的基本組成： ? 軟件無(wú)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(hào)處理器以及各種軟件組成。 LOGO ?軟件無(wú)線電的基本框圖： 軟件無(wú)線電 LOGO ?在軟件無(wú)線電中的關(guān)鍵技術(shù)主要有： ? 寬帶 /分頻段天線：軟件無(wú)線電臺(tái)要求能夠從短波到微波相當(dāng)寬的頻段內(nèi)進(jìn)行工作，最好能研究一種新型的全向?qū)拵炀€，可以根據(jù)實(shí)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(wú)線電在發(fā)射方向上把多個(gè)載波合成一路信號(hào)，通過(guò)上變頻后，用一種 MCPA對(duì)寬帶的模擬混合信號(hào)進(jìn)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(wú)線電臺(tái)是直接在射頻上進(jìn)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(hào)處理（ DSP） 芯片是軟件無(wú)線電所必須的最基本的器件。 ? 軟件無(wú)線電的算法：軟件的構(gòu)造，自然是把對(duì)設(shè)備各種功能的物理描述建立起數(shù)學(xué)模型（建模），再用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言描述的算法，最后轉(zhuǎn)換成用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言編制的程序。 軟件無(wú)線電 LOGO MIMO技術(shù) ?MIMO（ MultipleInputMultipleOutput） ? 該技術(shù)是指在發(fā)射端和接收端分別設(shè)置多副發(fā)射天線和接收天線，其出發(fā)點(diǎn)是將多發(fā)送天線與多接收天線相結(jié)合以改善每個(gè)用戶的通信質(zhì)量（如差錯(cuò)率）或提高通信效率（如數(shù)據(jù)速率）。 MIMO技術(shù)實(shí)質(zhì)上是為系統(tǒng)提供空間復(fù)用增益和空間分集增益，空間復(fù)用技術(shù)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(wú)線通信中的 MIMOOFDM技術(shù) ? 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(shuō)MIMO可以抗多徑衰落，但是對(duì)于頻率選擇性深衰落， MIMO系統(tǒng)依然是無(wú)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(shù)，還有一種是利用 OFDM。大多數(shù)研究人員認(rèn)為 OFDM技術(shù)是 4G的核心技術(shù)， 4G需要極高頻譜利用率的技術(shù)，而 OFDM提高頻譜利用率的作用畢竟是有限
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