最新巴特勒天线阵的独立多波束固定方向数CDMA中SA工作原理课件ppt.ppt

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1、巴特勒天线阵的独立多波束固定方向数CDMA中SA工作原理引言CDMA系统基站(BS)收发信使用智能天线（SA），用SA定向收发信形成空分多址,消除CDMA中的多重接入、多径干扰（MAI、MPI），提高频谱利用率（SE)，增加带宽的用户数、CDMA码道数。引言收信：一副SA（不可分成子阵）可同时处理多个同频CDMA用户的独立波束。由此，许多资料给出错误结论：1.利用天线互易定理证明上述结论对SA发信有效；2.利用M副SA发送M个独立波束（简称多波束）的公式导出一副SA用于CDMA同频、同时M个波束发送原理；SA的工作原理用途：定向收发信、空分多址（SDMA)原理：测出r1的来波方向（DOA)

2、,定向接收r1,并反向发到MS,消除多径干扰（MPI)r2和r3,或多用户干扰（MAI).实现：相控阵天线=SACDMA基站收信考虑：1.r1DOA检测难度大；2.TD-SCDMA一个时隙有8路CDMA语音，需8套DOA检测和定向接收，难度大；3.定向接收基础上再实现3径信号的RAKE接收，复杂度需上升3倍，难度更大。CDMABS发信：收发信时间间隔小，可用收信的MSDOA利用SA将信号定向发到MS。效果：MS收信号中无MPI、MAI，CDMA的频谱利用率得到大幅提升。CDMA自干扰；即MPI、MAI，基带处理产生，只能用空分多址（SDMA）消除。SDMA天线：抛物面，定向反射，偶极子阵偶

3、极子阵(SA)；非理想SDMA对理想同频CDMA系统多个用户的发信波束要求。图1(a)要求的独立波束赋形C1C2Cn10o0o20o360o340o假定8个用户处在与BS等距离的多个不同方向上，所以各独立波束的幅度相等。独立波束:各波束上只载有各用户的语音信号C1、C2…C8。才能消除多用户干扰。SA的多波束独立赋形：实现SDMA，消除MAI。一副发信SA无法实现这种多波束独立赋形作用，可以用8副SA实现。图1(b)一副SA可实现的非独立波束赋形下图给出一副发信SA的多波束赋形图，主瓣和旁瓣上均有8个用户的CDMA信号，可增强某个方向的信号，但不可能是用户的要求方向，也不能产生SDMA作用

4、。此副SA的作用比不用时更差，TD-SCDMA中SA的作用与此图类似。2、SA的实现方法圆形8阵元SA结构:圆周上以λ/2为间隔，放置8根偶极子阵元。阵元间距很小，各阵元上收相关信号，即各阵元收到的信号幅度基本相等；各阵元几何位置不同，电波经波长λ产生2π相移，所以各阵元收信号的相位不同。8阵元圆阵的主瓣指向时，第n个阵元收信电流的相位为：取则有：表示SA接收与BS为方向的MS发信号时，第n个阵元收信电流的内在或固有相位;若存在多个方向收信号，则有多个。图2智能天线工作原理图2给出SA的收信原理。改变外接移相器组中的值，当，各路收信号载波在M处同相迭加，定义为期望收信号载波的同相分集接收，

5、取得SA的分集接收增益：收信方向:由外接移相器组的值决定，与天线的内在相位无关。图3给出由图2的SA原理图得到的、某个处在180°用户的收波束赋形图。图38阵元180°方向处MS的收波束赋形图图3：SA在180°方向产生最强波束，180°两侧存在一些旁瓣，旁瓣的位置和幅度固定，不可改变。SA=非理想SDMA：也接收非180°的入射波，幅度低，产生小的CDMA自干扰。图3中的波束赋形：利用波干涉产生，不可能产生图1(a)的理想波束。抛物面、定向反射天线：产生图1(a)理想波束。若收信号基带处理中引入其它波束赋形算法，可能得到比图3更好的波束赋形效果。发信波束赋形:只能用波干涉原理实现。8阵元

6、SA:图3的收波束赋形图可用于发信。无法引入收信的基带处理方法，欲取得9dB增益，则它的形状无法改变。3、CDMASA的收发互易性研究资料：“前面提到的均为接收波束形成，由于天线的收发过程满足互易定理，故相关原理和方法同样可以适用于发送波束形成。”赞成此类说法的资料很多。我们的研究结果：CDMASA应用中不能无条件使用收发互易定理。使用互易定理条件：同频1个发码道。4.12阵元SA的发信虚拟实验图42阵元SA定向发信实验图4：CDMABS对同频、不同方向2MS利用2AESA实现定向发送。设、与BS距离相等、处于不同的方向。图4标识：，:对应于或“+1”或“-1”的2PSK调制用数字序列；，

7、:载波移相器；，:SA的耦极子阵元，相距约λ/2。实验1：单路信号的SA定向发送实验实验步骤:1、合上,,取=1,调使处收到的发信电波和同相迭加，取得最大收信号。：给出载波和间的相位差为。决定发信方向，在发信期间应不变。：收到的、无法同相迭加，合成信号较小，体现SA波束赋形的定向发送作用。2、取=-1时，，；取=1时，，；任意码元期间，和间相差始终保持为。：两路收信号T1和T2保持同相迭加。决定发信方向，波束赋形图与图3