td-scdma智能天线算法分析

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1、TD-SCDMA智能天线算法分析维普资讯http://www.cqvip.com技术ｌｃｎｇＴＤ＿ＳＣＤＭＡ◆文／中国电信股份公司北京研究院　马欣一、基本原理　智能天线系统的基本特征是听觉系　传播路径而区分。对于智能天线来说．事实上并不存　统（Ａｕｄｉｔｏｒｙ　ｓｙｓｔｅｍ）。如图２所示。在　智能　的天线设备，只有”智能”的天线系统。智能天线系统结合了天线阵列和使天线系统智能化的数字信号处理算法。智能天线的基本理论思想是．天线以多个高增益窄波束动态地跟踪多个期望用户，在接收模式下．来自窄波束之外的信号能够被抑制：在发射模式下．能使期望用户接收的信号功率最大．同时

2、使窄波束照射范围以外的非期望用户　ＴＤ—ＳＣＤＭＡ智能天线要实现两种受到的干扰最小。正是由于智能天线利　波束：一种是广播波束．一种是业务波用了用户空间位置的差异来区分用户．束。一个典型的智能天线系统．如图１　在相同时隙　相同频率或相同地址码的　广播波束是在广播时隙形成．要实所示。　情况下．仍然可以根据信号不同的空间现对整个小区的广播．所以要求波束宽神维普资讯http://www.cqvip.comＤｉｇｉｔａｌ　Ｃｈｉｎａ宝利通全线产品中国区巷代理度很宽，尽量做到小区无缝隙覆盖。智能天线的基本结构如图４所示。　用的天线阵列有均匀线阵（扇区天线）业务波束是在建立具

3、体的通话链路智能天线系统包括几个部分：和均匀圆阵（全向天线）两种。后形成，也就是形成跟踪波束，此时它　（１）智能天线阵列：如圆阵、线阵对于均匀线阵，假设信号入射角会针对每一个用户形成一个很窄的波束，等。　为，以第一个天线阵元作为参考，信而且这些波束会紧紧地跟踪用户。由于　（２）多通道ＲＦ子系统：每个天线　号到达第ｎ个天线阵元的相位差为：波束很窄，能量比较集中　在相同的功　阵元一个ＲＦ通道。　三　ｓｉｎ口，其中为信号波长，为天线阵元率的情况下　智能天线能将有用信号强（３）基带智能天线算法。　间距。由此可以得到均匀线阵的阵列响度增加，同时减小对其它方向用户的干　智能

4、天线算法是智能天线技术的核　应矢量为：扰，由于智能天线能很好地集中信号，所　心。其算法的优劣直接体现或影响智能　，２　Ｊｒ（Ｎ－１）ｄ以发射机可以适当地减小发射功率。Ｕ＝【ｌ，ｅ一　…．，ｅ　】，天线的波束赋形能力和ＤＯＡ跟踪能力将该阵列响应矢量求共轭既是由此可以得到均匀线阵的波束赋形系数。对于均匀圆阵，以阵列中心为参考点，则信号到达第ｎ个天线阵元的相位差为：。　目ｎ　ｌ２　其中Ｍ为阵元数目，一Ｒ为均匀圆阵的半径。由此可以得到均匀圆阵的阵列响应矢量为：：　’：　：　‘、。、“一ｌ，如，　，ｄ州　一Ｕ＝　．Ｐ　，…，Ｐ　】．将该阵列响应矢量求共轭既是由此可以得到均

5、匀圆阵的波束赋形系等重要智能天线性能指标。　数。目前最常用的波束赋形算法有两　测定用户信号的到达方向（ＤＯＡ）种：ＧＯＢ算法和ＥＢＢ算法。下面将分的方法是扫描搜索不同入射角度的方向别予以介绍并对两种算法的优、缺点相关接收功率：２，：　，垦　’ａ　．其中，进行了分析比较。其中，部分结论借鉴　是该用户的空间自相关矩阵，曼０，了一些仿真的结论。为人射角度为　时的阵列响应矢量。使１，ＧＯＢ算法ｏｒｊ，最大的　就是该用户的ＤＯＡ。ＧＯＢ算法是一种固定波束扫描的　３，ＥＢＢ算法方法，对于固定位置的用户，其波束的　ＥＢＢ算法是一种自适应的波束赋指向是固定的，波束宽度也随天线元

6、　形算法，其方向图没有固定的形状，随数目而确定。当用户在小区中移动时，着信号及干扰而变化。其原则是在使期它通过测向确定用户信号的到达方向　望用户接收功率最大的同时，还要满足业务波束减少小区间和小区内干（ＤＯＡ），然后根据信号的ＤＯＡ选取预　对其他用户的干扰最小。扰。基站在小区范围内跟踪移动台，可　先设定的波束赋形系数进行加权，将方具体而言，就是要使计算出的下行向图的主瓣指向用户方向，从而提高用波束赋形矢量．Ｗ　使得一。　詈苦÷一为最提高移动台端信扰比．得到更高的频谱利用率，这样可以减少小区间和小区内户的信噪比。　大。其中，ｗ　”　一ｗ　为期望用户的接收干扰。　预

7、先设定的波束赋形系数是根据不功率，Ｗｔ￣ｄ１月　“Ｗ　’为该波束赋形矢量ｗ‘“同的天线阵列流形生成的。对其他用户的干扰。二．智能天线算法分析　目前，在ＴＤ　ＳＣＤＭＡ系统中最常　该算法的关键在于找到特征矢量．维普资讯http://www.cqvip.com技术ＩＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＲｘｘｗ　＝Ｒ　Ｗ　满足：因此只需求　径的情况。尤其在有几条强度接近的多方法，计算量与迭代次数有关。ＥＢＢ算Ｒ　Ｒ　出最大特征值对应的特征向量径环境中，ＥＢＢ的优势更为显著。　法的复杂度和计算量高于ＧＯＢ。即可。（３）在ＧＯＢ算法在实际应用中，出于简化计算的目　中，预先设定的波束ＵＤ　

8、ｉｎｋ１２０ｋ　ｍ／ｈ