智能天线构成及应用研究

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1、智能天线构成及应用研究：智能天线是近年发展起来的,用于提高无线通信系统的容量和抗干扰能力的新技术。本文全面地阐述了智能天线的概念、构成、特点,同时还给出了智能天线在无线通信系统中的应用。　　关键词：智能天线无线通信应用　　Abstract:thesmartantennaisdevelopedinrecentyears,usedtoimprovethecapacityoftheunicationsystemandtheanti-jammingabilityofneartantenna,position,characteristics,anditgiv

2、esthesmartantennainunicationsystem,theapplication.　　KeyartantennaS320系列等。另一种则为专用集成电路(ASIC器件),其中最典型的器件是能进行大规模并行处理的门阵列电路FPGA,以C6x调处理器为基础的DSP系统。波束形成X络平台应提供充分模块以支持多个C6x,而且要采用高效率的I/O结构。　　三、智能天线在无线通信系统中的应用　　在传统的无线通信系统中,由于无法确定移动用户的地理位置而不得不采用全向发射天线。实际上只有很小部分的信号被移动用户截获,这不仅造成能量的损失,更为严重是

3、构成对其他用户人为的干扰,从而导致系统容量和信干噪比的下降。采用智能天线的目的,就是要在基台与移动用户之间建立一条能量相对集中的无线链路。为实现上述目标,智能天线系统需完成以下两大任务:　　1.能实时感知电磁环境,包括DOA测向、谱估计、从接收到的信号中分离出直射信号和多径信号;　　2.后处理过程,包括信道分离、抗多径干扰和衰落。该处理过程取决于算法的收敛速度和稳定性,以及DSP的处理速度。在此,我们给出表征系统容量的单位:　　bit/s/Hz/unit-area。该参数表示在给定发射功率、给定频谱范围内信号的传输速率。系统容量的提高表现在两个方面

4、:(1)对于用户集中的都市区,在给定小区范围内能容纳更多的移动用户;(2)对于用户稀疏的郊区,在保证用户通信质量的前提下,扩大小区的服务范围。智能天线对系统容量的提高有以下两条途径:　　1.利用智能天线的波束成形和自适应测向跟踪能力,实时地形成窄的主瓣波束对准所需信号,在其他方向尽量压低付瓣增益。以此来代替传统的全向天线。智能天线提高了接收信号的信干噪比,从而提高了系统容量。此时对应单用户算法。　　2.把智能天线等效为空域滤波器,实现空分多址传输,即所谓的SDMA。此时要采用多用户检测算法。需要说明的是,SDMA并不是与FDMA、CDMA、TMDA

5、等同的多址方式,而是附加在上述多址方式上的优化方案。　　要精确地计算智能天线对系统容量的提高是十分困难的。首先,必须确定小区用户的分布情况、小区的无线传播模型、智能天线的方案与算法,并结合具体的通信体制加以讨论。目前已有许多文献进行有益的探索。这是智能天线研究的最重要的课题之一。　　智能天线既可在上行链路中单独使用,也可在上下行链路中同时使用。在下行链路中采用智能天线的最大优点在于,把基台盲目的、广播式的传播变为定向的信号传递。采用智能天线以后,一方面可以简化基台的设备,例如:过去基台要发射100A系统中,上下行链路采用不同的频率。因此由上行链路得

6、到的用户空间信息不能简单拷贝到下行链路。这时需要复杂的上下行链路分配方案。因此在下行链路中应用智能天线可以提高系统容量,简化基台设备。　　多径衰落是影响无线通信系统的关键因素之一。对此,人们做了大量的尝试并提出许多有效的方案。例如:分集技术、RAKE接收机、自适应滤波等等。而智能天线则从空间域的角度提供了一条新途径。智能天线能分辨出直射信号与各径多径信号,这是传统的抗多径技术无法得到的。如何与现有的抗多径技术相结合,较好地解决多径传播是智能天线研究的另一个重要的研究课题。　　四、结语　　智能天线对提高专用X和公众X通信系统容量、抗干扰能力,提高通信

7、质量以及实现同一地址的各专用X的频率共享等具有巨大潜力,近年来备受关注。智能天线技术的应用还存在需要研究优化的地方，但是有充分的理由相信，智能天线必将出现美好的应用前景。