【正文】 得到折中的效果。通常，線陣引起的系統(tǒng)計算簡單，但可分辨角度范圍只有180度；面陣引起的系統(tǒng)計算相對復(fù)雜，但可分辨角度范圍為360度，因而在工程中得到廣泛應(yīng)用。在3扇區(qū)中，每個扇區(qū)采用了8元均勻直線陣列，扇區(qū)之間用擋板（大的反射板）分開，并且組成三角形的形式。智能天線的方向圖有靈活的主瓣、副瓣，并且方向圖的形狀主要與天線加權(quán)系數(shù)、陣列結(jié)構(gòu)、陣列的輻射特性有關(guān)。在到達信號的數(shù)目在一定范圍的情況下，我們可以將主瓣對準有用信號的入射方向，而將方向圖中的最低增益點（被稱之為零陷）對準干擾信號方向。天線方向圖可以定義為：以入射角為橫坐標，對應(yīng)的智能天線輸出增益（dB）為縱坐標所作的圖。對于TDSCDMA系統(tǒng)，單小區(qū)使用的均勻圓形陣列中的各個陣元具有各向同性的全向輻射，即，其陣列方向向量表達為： （）扇區(qū)使用的均勻直線陣列中的各個陣元是定向輻射的，其輻射特性、方向向量、方向向量的表達分別為： （） (） （）以采用用戶的到達角方向來賦形的算法為例，~。 智能天線的實現(xiàn) 智能天線的校準 概述TDSCDMA系統(tǒng)在基站采用智能天線來實現(xiàn)無線信號的發(fā)射和接收。如果不進行實時自動校準，則系統(tǒng)性能將受到嚴重影響，不僅得不到智能天線的優(yōu)勢，甚至完全不能通信。校準的方法大致有3種：（1）方向向量法，即通過測量陣列的響應(yīng)得到陣列的方向信息；（2）模型法，即預(yù)先為方向向量設(shè)定一種形式，然后根據(jù)多個到達角的實際測量值來擬合出陣列的相位和幅度的估計值；（3）序列法，即用已知偽隨機比特序列構(gòu)成寬帶傳輸序列，利用序列的發(fā)射和接收，通過測量來得到陣列的相位和幅度的估計值。在智能天線系統(tǒng)中，天線陣主要有兩種類型的天線：工作天線和校準天線。 校準的目的智能天線校準的目的具有如下幾個方面：（1） 正確設(shè)置載波頻率；（2） 正確設(shè)置各天線的發(fā)射（Tx）單元的增益；（3） 正確設(shè)置各天線的接收（Rx）單元的增益；（4） 正確設(shè)置時間提前量；（5） 保證下行發(fā)射時，天線各單元的一致性（滿足天線下行波束賦形的需要）；（6） 保證上行接收時，天線各單元的一致性（滿足天線上行接收的需要）；（7） 提高定向的精度。 智能天線的校準過程 工廠校準該階段通過硬件測試平臺HWTP控制實現(xiàn)，在工廠對相關(guān)參數(shù)進行測量，將測量結(jié)果存入RFU和TPA的EEPROM中，這些結(jié)果將作為已知參數(shù)在第2階段（初始化校準的饋線損耗測量和增益調(diào)整）讀入。工廠校準的設(shè)備主要包括：RFU、TPA、天線陣、天線濾波器。該階段的主要內(nèi)容包括如下幾個方面：（1） 頻率配置；（2） 讀取EEPROM；（3） 時間提前量配置；（4） 預(yù)熱；（5） 電纜損耗測量；（6） 環(huán)回時延測量。 初始化校準階段涉及的子系統(tǒng)OM在校準中具有如下作用：（1） 控制流程，觸發(fā)對RFU、TPA、AC的操作；（2） 進行一些計算；（3） 處理各種出錯情況；（4） 最終完成初始化校準和周期校準。另外，周期校準還可以檢測出某些射頻通路的物理損壞或數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟徽_。該階段分為Tx校準和Rx校準2個過程：（1） Tx校準是AC從工作天線發(fā)送校準序列，然后從校準天線收回自己發(fā)送出的校準序列，估計出每根天線發(fā)送方向上硬件通路的增益和相位差異，并進行基帶信號的補償；（2） Tx校準是AC從校準天線發(fā)送校準序列，然后從工作天線收回自己發(fā)送出的校準序列，估計出每根天線接收方向上硬件通路的增益和相位差異，并進行基帶信號的補償。 周期校準階段涉及的子系統(tǒng) 智能天線的DOA計算 概述空間達波方向估計（Direction of Arrival, DOA）技術(shù)是空間譜估計與陣列信號處理技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它廣泛地應(yīng)用于雷達、聲納、海洋測繪、地震學(xué)、無線電天文學(xué)以及數(shù)字移動通信領(lǐng)域中。通用的DOA估計方法大致分為3類：（1）譜估計方法，例如MUSIC；（2）基于子空間的參數(shù)估計方法，例如ESPRIT；（3）確定性參數(shù)估計方法，例如ML。 計算流程TDSCDMA系統(tǒng)采用了基于空間譜搜索的DOA估計方法，得到的DOA主要用在如下兩個方面：（1）下行波束賦形；（2）用戶定位。它具有如下幾個步驟：（1） 基站利用陣列天線進行多用戶多徑信號的接收。（3） 利用用戶的信道響應(yīng)進行用戶DOA估計。（b） 利用空間相關(guān)矩陣計算各個方向的增益。（d） 將該方向當(dāng)作用戶的DOA。一方面，當(dāng)基站接收信號時，來自各個用戶的有用信號到達基站的方向可能不同，且信號與其到達角度之間存在復(fù)雜的依賴關(guān)系；另一方面，當(dāng)基站發(fā)射信號時，可被用戶有效接收的也只是部分的信號。波束賦形可以補償無線傳播過程中由空間損耗、多徑效應(yīng)等因素引入的信號衰落和失真，同時降低同信道用戶間的干擾。它是一個由Ka根天線發(fā)射信號經(jīng)過無線信道到達第ku個移動臺的過程。它可以分為如下幾個步驟：（1） 對于每用戶，根據(jù)上行獲得的到達角，計算方向向量，并將方向向量的共軛當(dāng)作加權(quán)系數(shù)。加權(quán)系數(shù)用戶的到達角度計算該角度對應(yīng)的方向向量天線權(quán)向量等于方向向量的共軛多用戶的混合下行賦形信號加權(quán)網(wǎng)絡(luò)用戶的擴頻信號 DOT賦形過程 智能天線的EIRP計算方法EIRP是等效全向輻射功率的英文簡寫，它是用戶在發(fā)射端的一種功率體現(xiàn)，通常用dBm來表示。 用戶最大發(fā)射功率對于業(yè)務(wù)信道，上行用戶最大發(fā)射功率即為移動臺最大發(fā)射功率。與該用戶所承載的業(yè)務(wù)所占用的RU資源以及基站規(guī)劃承載的業(yè)務(wù)有關(guān)。對于導(dǎo)頻信道，沒有經(jīng)過信道化碼擴頻，以滿功率發(fā)射，下行的用戶最大發(fā)射功率即基站的最大發(fā)射功率。 TDSCDMA移動臺最大發(fā)射功率等級Power ClassNominal maximum output powerTolerance1+30 dBm+1 dB / 3 dB2+24 dBm+1 dB / 3 dB3+21 dBm+2 dB / 2 dB4+10 dBm+4 dB / 4 dB 天線總增益智能天線帶來的天線總增益包括3部分：（1）發(fā)射天線增益；（2）陣列天線增益；（3）波束賦形增益。對于在垂直面內(nèi)采用4個半波振子的天線，其發(fā)射天線增益為 (+10log10(4) )= 。波束賦形增益是智能天線抗干擾的能力體現(xiàn)，它表現(xiàn)為方向圖上期望信號與干擾信號的功率比值。對于以到達角的方向向量進行賦形的8元均勻圓形陣列，其賦形增益為8dB。使“遠近效應(yīng)”問題更加突出。下行鏈路功率控制中，基站對路徑衰落小的移動臺分配較小的功率，而對那些較遠的和解調(diào)信噪比低的移動臺分配較大的發(fā)射功率，克服鄰區(qū)干擾。也就是提高了超過平均覆蓋距離的最大室外覆蓋距離。一般認為功率控制帶來的增益為3dB。 饋線損耗因為計算基站接收機靈敏度的參考點為基站天線口，而天線和基站天線口之間用電纜和各種連接器件連接，所以，將電纜和各種連接器件的損耗叫做饋線損耗。 人體損耗對于移動臺，使用語音業(yè)務(wù)，假設(shè)終端貼近人體，而數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)無此假設(shè)，故可假設(shè)人體損耗分別為：， 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)0dB。 鏈路預(yù)算 。智能天線技術(shù)在TDSCDMA系統(tǒng)中應(yīng)用時具有如下兩大特點：一，時分雙工的通信方式使得智能天線在上行鏈路和下行鏈路中都能發(fā)揮作用，并且下行鏈路的參數(shù)調(diào)整過程直接根據(jù)上行鏈路而來；二，智能天線技術(shù)和聯(lián)合檢測處理技術(shù)相結(jié)合，做到了信號的時空處理，能夠更好地克服多徑衰落，提高通信性能和處理效率。 智能天線的應(yīng)用功能和位置。另外，智能天線還用于對用戶進行定位。以鏈路仿真結(jié)果為例，~、下行鏈路的不同環(huán)境下的性能比較。（2） ，發(fā)現(xiàn)：3GPP車載環(huán)境下，對于上行，單天線得到的系統(tǒng)性能很差，幾乎不能夠工作，而智能天線情況下得到的系統(tǒng)性能明顯好轉(zhuǎn)；對于下行，單天線和智能天線得到的系統(tǒng)性能之間的差距拉?。粚τ趩斡脩魴z測算法和單天線的多用戶檢測算法，下行鏈路的性能好于上行鏈路。（3） ，發(fā)現(xiàn)：車載環(huán)境下，上下行鏈路系統(tǒng)的性能明顯變差，這是因為無線環(huán)境的多徑衰落而引起的。 仿真條件業(yè)務(wù)類型： ；地理環(huán)境： 密集市區(qū)；載波數(shù)： 單載波；天線： 分別采用了普通全向天線，等相饋電智能天線和20dB等旁瓣智能天線；檢測： 上下行聯(lián)合檢測，抗干擾因子，；目標信噪比（SIR）： 上行目標SIR = ，下行目標SIR = ； 仿真結(jié)果 不同的天線對容量的影響小區(qū)半徑（米）普通全向天線平均用戶容量等相饋電智能天線平均用戶容量20dB等旁瓣智能天線平均用戶容量10020030021400500600700