【正文】 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。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。同時(shí)，在理論分析的基礎(chǔ)上，大量的仿真和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)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。智能天線的又一個(gè)好處是可減小多徑效應(yīng)，CDMA 中利用 RAKE 接收機(jī)可對(duì)時(shí)延差大于一個(gè)碼片的多徑進(jìn)行分離和相干合并，而借助智能天線可以對(duì)時(shí)延不可分但角度可分的多徑進(jìn)行進(jìn)一步分離，從而更有效減小多徑效應(yīng)。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）。在移動(dòng)通信發(fā)展的早期，運(yùn)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(hào)在到達(dá) 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(hào)不至于低于門限，要么增加移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率、要么增加基站天線的接收增益，由于移動(dòng)臺(tái)（特別是手機(jī)）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(duì)而言用智能天線實(shí)現(xiàn)較大增益比用單天線容易。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)。研究快速算法將是今后時(shí)空二維多用戶檢測(cè)器研究工作的一個(gè)重點(diǎn)。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。其原理是先用線性塊均衡器Ｍ對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，得到Ｋ個(gè)用戶發(fā)送符號(hào)的連續(xù)值估計(jì)，然后用Ｋ個(gè)量化器對(duì)這些連續(xù)值估計(jì)進(jìn)行量化，就可得到對(duì)用戶發(fā)送符號(hào)的離散值估計(jì)。判決反饋算法是在線性算法基礎(chǔ)上經(jīng)過一定的擴(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。聯(lián)合檢測(cè)算法可以分為 3 類：非線性算法、判決反饋算法、線性算法。在我國提出的第三代移動(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。時(shí)空聯(lián)合處理方法將空域特征和時(shí)域特征等同看待，與傳統(tǒng)的時(shí)域多用戶檢測(cè)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(jī)性能，且可以應(yīng)用于過載系統(tǒng)中。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。智能天線引入移動(dòng)通信系統(tǒng)基站后，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)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)。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)近問題（Near Far Problem） 。同時(shí)基站間的越區(qū)切換也將更為靈活。對(duì)于 CDMA 系統(tǒng)，由于其容量是軟容量，信道智能天線的發(fā)展及在 TDSCDMA 中的應(yīng)用11分配相對(duì)簡(jiǎn)單。這樣，空分信道分配就成為動(dòng)態(tài)的條件組合問題，且隨著用戶空間位置的移動(dòng)，為跟蹤用戶，空分信道必須相應(yīng)變化，隨時(shí)進(jìn)行動(dòng)態(tài)分配。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。 動(dòng)態(tài)信道分配通信中，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。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)。基于上行鏈路參量估計(jì)的方法是利用一些特征參量相對(duì)于上下行鏈路的不變性，通過各用戶對(duì)上行信號(hào)的估計(jì)，確定下行鏈路的波束形成方案。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。 智能化發(fā)射技術(shù)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(hào)功率一定要?jiǎng)討B(tài)控制，在保證整個(gè)蜂窩系統(tǒng)各小區(qū)的信號(hào)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。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。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(jì)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(jì)將直接影響到下行選擇性發(fā)送的性能。 智能化接收技術(shù)應(yīng)用智能天線 CDMA 系統(tǒng)中，由于不同用戶占用同一信道，不同用戶帶來的多址干擾（MAI）和多徑信道帶來的碼間干擾（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） 。目前，對(duì)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(dòng)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(shí)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(shí)現(xiàn)方案是目前工作的重點(diǎn)和主要內(nèi)容。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)無線頻譜的利用率?！竦谌A段：自適應(yīng)最佳通信方式。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。這種方法位于扇區(qū)天線和智能天線之間，實(shí)現(xiàn)運(yùn)算較為簡(jiǎn)單，但是性能也比較有限。 智能天線的發(fā)展階段目前通常將這種過程分為以下三個(gè)階段（見圖 3）●第一階段：開關(guān)波束轉(zhuǎn)換。給出一組加權(quán)值，一定的入射信號(hào)強(qiáng)度，不同入射角度的信號(hào)由于在天線間的相位差不同，合并器后的輸出信號(hào)強(qiáng)度也會(huì)不同。 工作原理假設(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度差決定。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、逐步完善的過程。這些信息可能是接收到的無線信號(hào)的情況；在使用閉環(huán)反饋的形式時(shí)，也可能是通信對(duì)端關(guān)于發(fā)送信號(hào)接收情況的反饋信息。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。天線陣元分布方式有直線型、圓環(huán)型和平面型。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、無須判定用戶信號(hào)到達(dá)方向的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)用戶在小區(qū)中移動(dòng)時(shí)，基站在不同的相應(yīng)波束中進(jìn)行選擇，使接收信號(hào)最強(qiáng)。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)。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(kuò)容的需要。智能天線的原理是將無線電的信號(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。c）利用空間信息增大信道容量。采用智能天線的目的主要有以下 3 點(diǎn)：a）通過提供最佳增益來增強(qiáng)接收信號(hào)。 智能天線的提出及基本概念智能天線的發(fā)展及在 TDSCDMA 中的應(yīng)用6（1）智能天線的提出智能天線是在自適應(yīng)濾波和陣列信號(hào)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(qiáng)天線性能的一種天線。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。同時(shí)，由于終端在尺寸和成本上的限制，所以目前對(duì)于智能天線的研究主要集中在基站。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。因此，為了在 3G 系統(tǒng)中實(shí)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(shì)，網(wǎng)絡(luò)容量將是網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營者必須重點(diǎn)考慮的問題。對(duì)于第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)GSM，在我國的一些大城市已經(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)模式無疑將對(duì)網(wǎng)絡(luò)容量有更高的要求。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4ABSTRACTWith 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 technology in mobile munication has bee more apparent after the application of the ascendant and shows great potential. China submitted the third generation mobile munication standard TDSCDMA system is one of the key technologies of smart antenna technology。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。如何消除同信道干擾(CCI)、多址干擾(MAI)與多徑衰落的影響成為人們?cè)谔岣邿o線移動(dòng)通信系統(tǒng)性能時(shí)考慮的主要因素。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。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。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。作者簽名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 智能天線的發(fā)展及在 TDSCDMA 中的應(yīng)用2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)