【正文】 與自適應智能天線相比，固定形狀波束智能天線無需迭代、響應速度快，而且魯棒性好，但它對天線單元與信道的要求較高。它通過測向確定用戶信號的到達方向 (DOA)，然后根據(jù)信號的 DOA選取合適的陣元加權，將方向圖的主瓣指向用戶方向，從而提高用戶的信噪比。與此同時，自適應信號處理理論與技術也得到了大力發(fā)展與廣泛的應用。大體上可以分成三個發(fā)展階段：第一個 10年主要集中在自適應波束控制上，第二個 10年主要集中在自適應零點控制上；第三個 10年主要集中在空間譜估計上，諸如最大似然譜估計、最大熵譜估計、特征空間正交譜估計等等。自適應天線陣的重要特征是應用信號處理的理論和方法、自動控制的技術，解決天線權集優(yōu)化問題。 第 3章 183 智能天線在空間選擇有用信號，抑制干擾信號，有時我們稱為空間濾波器。另外，由于波束的零點對頻率和空間位置的變化較為敏感，在頻分雙工系統(tǒng)中上下行的響應不同，因此它不適應于頻分雙工而比較適應時分雙工系統(tǒng)。它的優(yōu)點是算法較為簡單，可以得到最大的信號干擾比。每個天線單元有 M套加權器，可以形成 M個不同方向的波束，用戶數(shù) M可以大于天線單元數(shù) N。 第 3章 180 智能天線是一個天線陣列，如圖 339所示。 第 3章 179 智能天線的原理是將無線電的信號導向具體的方向，產(chǎn)生空間定向波束，使天線主波束對準用戶信號到達方向DOA(Direction of Arrinal)，旁瓣或零陷對準干擾信號到達方向，達到充分高效利用用戶信號并刪除或抑制干擾信號的目的。 第 3章 177 均衡器算法 分類 迫零算法； 最小均方算法； 遞歸最小二乘算法； 其它算法。 ?判決反饋均衡器（ DFE）； ?最大似然符號檢測（ ML）； ?最大似然序列檢測（ MLSE）。 第 3章 175 時域均衡器： 非線性均衡器 適 用于深度衰落很大的情況。 結構簡單 。 第 3章 171 圖 335 中頻可變調(diào)諧的自適應均衡器 第 3章 172 頻域均衡特點 信號頻譜 多徑衰落 斜率均衡 均衡后頻譜 頻域均衡只能均衡信號的幅頻特性， 不能均衡相位頻譜特性，但是電路簡單 第 3章 173 ….. ….. Cn?C0 Cn?Ts?2Ts Ts ?2Ts ?TsTs均衡前 均衡后 時域均衡直接抵消碼間干擾 ,方案很多 T T T 2. 時域均衡 第 3章 174 時域均衡器： 線性均衡器 橫向濾波器 ； 適用于 衰落深度不是很大的情況。 第 3章 170 均衡器是傳輸信道的 逆濾波器； 由于傳輸信道的時變性，均衡器必需是參數(shù)可變的自適應均衡器； 均衡器的效果是補償信道的 頻率選擇性，使衰落趨于平坦、相位趨于線性。 第 3章 169 頻域 均衡器 在模擬微波通信系統(tǒng)中，為了改善信道的群時延和微分增益特性，也使用了均衡器，但是該均衡器僅作靜態(tài)特性的補償。 第 3章 168 頻域均衡 指的是總的傳輸函數(shù)滿足無失真?zhèn)鬏數(shù)臈l件，即校正幅度特性和群時延特性 。它用于解決符號間干擾的問題，適用于信號不可分離多徑的條件下，且時延擴展遠大于符號的寬度。 所謂 均衡就是接收端的均衡器產(chǎn)生與信道特性相反的特性，用來抵消信道的時變多徑傳播特性引起的干擾 。 如圖 331所示的為最小振幅偏差合成與同相合成在改善帶內(nèi)失真方面的性能比較，合成過程中的直射波、干涉波和合成波均用矢量表示。 最大比合 成： 調(diào)整各個支路的相位，使之同相，然后按照各個支路的信噪比數(shù)值進行加權相加 。 同相合成：（最大功率合成） 調(diào)整各個支路接收信號的相位，使之同相，然后進行等增益相加 。采用交織可以減少突發(fā)誤碼的影響。 瑞克接收：對時間上擴散的信號進行分集，盡可能多的獲取信號能量；對多徑信號進行分離，根據(jù)信道估計的結果來進行多徑信號合并。 極化分集實際上是空間分集的特殊情況 —— 分集支路只有兩路且相互正交。一般來說頻差越大，效果越好。這種方法效率較好，且只需一副天線，但在頻率十分緊張的無線頻段，頻率的使用效率就顯得不太高了。距離太小，兩信號間相關性過大，達不到較好的接收效果；距離太大，增加成本太多。 ?角度分集：在不同的角度接收相同的信息。 第 3章 155 第 3章 156 分集方式 ?空間分集 ：不同天線的接收信號相互獨立 ?極化分集 ： 水平極化和垂直極化 的信號相互獨立； ?頻率分集 ：不同頻率 的 接收信號相互獨立； ?時間分集 ： 不同時間的接收信號相互獨立。 第 3章 154 分集改善度是指在某一相對的收信電平時，單一接收與分集接收的衰落累積時間百分比之比。 第 3章 153 分集改善效果指采用分集技術與不采用分集技術兩者相比，對減輕深衰落影響所得到的效果（好處），常用的標稱改善效果，有分集增益和分集改善度。分集接收技術的效果，取決于接收信號的衰落相關程度。 其次要以某種方法進行合成。 第 3章 151 原理 ：利用 無線傳播環(huán)境中來自不同途徑的多徑信號的統(tǒng)計獨立性進行合并，從而實現(xiàn)分集。 第 3章 150 技術 分集就是指 通過兩條或兩條以上途徑（例如空間途徑）傳輸同一信息，以減輕衰落影響的一種技術措施 。 第 3章 147 第三章 微波傳播 ? 微波在自由空間的傳播 ? 微波傳播的描述方法 ? 地形對電波傳輸?shù)挠绊? ? 大氣對微波傳播的影響 ? 大氣與地面效應造成的衰落特性 ? 抗衰落技術 第 3章 148 抗衰落技術 對抗衰落的技術措施可以從兩個方面去考慮：一個方面是對正在準備建設的微波電路的考慮，另一個方面是對已建成微波電路的衰落嚴重接力段的考慮。 因為在頻率選擇性衰落條件下，有時候衰落并不深，但誤碼率卻可能上升很快，甚至超過門限誤碼率導致通信中斷。 XPPX P D lg10?XPP第 3章 145 使系統(tǒng)原有的衰落儲備值下降 這里所指的衰落儲備值下降，往往指數(shù)字微波的有效衰落儲備。 交叉極化鑒別率（ XPD）表征為接收端收到的與發(fā)送端相同極化的信號功率電平和收到的交叉極化電平的差值。當 τ0一定時， r越接近 1，衰落越嚴重；當 r一定時， τ0越大，信號的色散越嚴重。有關資料表明，在信號的通頻帶內(nèi)， 5～ 6dB的振幅起伏就會使數(shù)字微波通信系統(tǒng)產(chǎn)生不能允許的高誤碼率，使系統(tǒng)性能變壞。 m?m?mcB ?1?第 3章 140 多徑效應最嚴重的后果之一是在信道傳遞函數(shù)中引入一個非理想的 Hc(f)，破壞奈奎斯特準則和匹配濾波準則，從而產(chǎn)生碼間串擾 。多徑傳播時的相對時延差通常用最大多徑時延差 來表征，并用它來估算傳輸零極點在頻率軸上的位置。 2)(?H?? ??2 ??3 ??4 ??50?)(t?第 3章 138 注意： 是隨時間變化的，在不同的時間，頻率選擇性衰落發(fā)生的情況不同，即微波信號的衰落深度隨頻率而變化。則到達接收點的兩路信號，具有相同的衰減，這樣它們可分別表示為： 時延與路徑差有線性關系。 Frequency (MHz) 接收功率電平(dBm) 平衰落 頻率選擇性衰落 第 3章 134 下面假定多徑傳播的路徑只有兩條的情況進行分析。 第 3章 131 解：該中繼段衰落的瑞利分布概率為： 平原地段， KQ=109， f=7GHz， d=40km，代入上式 40km的中繼段分到的允許中斷概率為 故衰落深度為 dK QfP r ?% ???? ?rP%100040%x ???P%%10l gPP10l gFxrd ???????????????第 3章 132 例 35 某數(shù)字微波電路跨越湖面，工作頻率為 8GHz，站距為 38km，發(fā)射天線高度為 90m，接收天線高度為 60m，地勢海拔為 0，假定衰落深度為 32dB，求衰落概率。 這個值與 有關。 這個值與 有關。故不同國家和地區(qū)的計算公式也不一樣。 第 3章 125 在微波通信條件下，并考慮電波傳播的具體條件，瑞利衰落的概率的經(jīng)驗表達式 K：環(huán)境條件因子； Q：地形條件因子 d：站距； f：頻率 W:實際的接收功率 W0:自由空間傳播時的接收功率 Pr是接收功率小于或等于 W時的概率。 第 3章 124 多徑傳播的相位干涉是引起傳播深衰落的主要原因 。 第 3章 123 衰落特性的表示方法 從微波的傳輸可靠性考慮，我們要研究 衰落深度與衰落持續(xù)時間的概率分布 情況。 在多徑傳播的條件下，這兩種情況同時存在。若微波射線通過大氣波導，而收、發(fā)兩點在波導層外，如下圖所示，則接收點的電場強度除了有直線波和地面反射波以外，還有“波導層”以外的反射波，形成嚴重的干擾型衰落，造成通信的中斷。 (一般是慢衰落 ) 第 3章 120 ③ 波導型衰落 。這種衰落在水面，湖泊，平滑的地面時顯得特別嚴重。這是由于 多徑傳輸產(chǎn)生的干涉型衰落，它是由直射波和反射波在到達接收端時，由于行程差，使它們的相位不一樣，在疊加時產(chǎn)生的電波衰落。一般不會造成通信的中斷。此時接收點也可以接收到多徑傳來的這種散射波，它們的振幅和相位是隨機的，這就使接收點的場強的振幅發(fā)生變化，形成快衰落。大氣湍流形成的不均勻的塊式層狀物使介電系數(shù) ε與周圍的不同。 ?波長短，距離長，衰落嚴重 ?跨水面，平原，衰落嚴重 ?夏秋季衰落頻繁 ?晝夜交替時，午夜容易出現(xiàn)深衰落 ?雨過天晴及霧散容易出現(xiàn)快衰落 第 3章 117 衰落的分類 從衰落的物理因素來看，可以分成以下幾種類型： ? 閃爍衰落 ? K型衰落 ? 波導型衰落 第 3章 118 ① 閃爍衰落 。 ?上衰落和下衰落 (按接收點場強的高低劃分 ): 上衰落 ：高于自由空間電平值的叫上衰落 下衰落 ：低于自由空間的電平值的叫下衰落 慢衰落和下衰落對微波通信有很大的影響。 第 3章 115 衰落特性 ?快衰落和慢衰落 (按持續(xù)時間劃分 ): 慢衰落 ：持續(xù)時間長的叫慢衰落，其持續(xù)時間一般長達數(shù)分種到幾小時。 10 31 FF ?第 3章 113 第三章 微波傳播 ? 微波在自由空間的傳播 ? 微波傳播的描述方法 ? 地形對電波傳輸?shù)挠绊? ? 大氣對微波傳播的影響 ? 大氣與地面效應造成的衰落特性 ? 抗衰落技術 第 3章 114 大氣與地面效應造成的衰落特性 微波 在空間傳輸中將 受到大氣效應和地面效應的影響 ， 導致接收機接收的電平隨著時間的變化而不斷起伏變化 ，我們把這種現(xiàn)象稱為 衰落 。 在一般情況下，我們決定到達與自由空間傳播場強相等的最小余隙。在微波線路設計時，要注意工作區(qū)域 K的變化，尤其是最小值和出現(xiàn)的時間。 第 3章 111 4. 傳播余隙的選擇 大氣折射的主要影響是通過等效地球半徑因子的改變而引起地球凸起高度。 K的值隨著氣候條件的變化而變化，其變化影響到收發(fā)兩點間的傳播途徑從而影響到行程差。 KKc ????? 2112212 a K)ddd ( 1d2 a KddHdd1第 3章 110 3. 反射點位置的變化 在反射存在的地表傳輸中，接收點的場強是由直射波和反射波迭加的結果。bHbH第 3章 109 考慮大氣折射后，傳播余隙 若 K不變， 不變，則站距越長余隙變化量越大。bb39。 第 3章 105 相距 50 km 直線傳播 微波實際傳播路線 正折射能延長微波站距 第 3章 106 在均勻大氣中，視距傳播的距離為 考慮大氣的折射，在標準折射情況下， )hh()hh(2ad 2121 ????)hh()hh(a342)hh(2 Kad212121???????第 3章 107 影響傳播余隙的因素 1. 大氣折射對傳播余隙的影響 考慮大氣折射的影響時，利用等效地球半徑代替地球半徑，可得到等效后的地球凸起高度： 凸起變化： 凸起變化導致余隙的變化，對確定的傳播距離線路，中間余隙的變化為： 2K addH 2139。 一般情況下 K1,這對建設一條微波線路是有利的