智能天线及其在无线通信中的应用(1)

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1、维普资讯http://www.cqvip.com智⋯能天线及～其在无⋯线通信⋯中的应用⋯赴训烨1)，懒是采于提觎线通信系统的容量／7抗干扰能力的新技术。本文全面地阐述了智能天线的概念、特．最、实现方案／和应用前景，同时还给出了智能无线的最新发展动态。，．／．1『，Il户宣塑、锄通铤I上用户量南扩展因此可以把智能天线看作一、引言SDMA(Spatia1Divisi。nMulti—Access)。从技术发展的角度来看，智能天线系统近年来，蜂窝移动通信的发展十分迅速，还可以认为是自适应天线在现代移动通信系用户

2、量呈指数律上升。但是随着用户量的大统中的进一步发展。而早在6O年代．自适应幅度地增长，目前的通信系统正面临着许多天线就开始应用于诸如目标跟踪、抗信号阻亟待解决的问题。尤其突出的是；信道容量的塞等军事电子领域中。限制、多径衰落、远近效应、同频道干扰、越区智能天线系统致力于提高移动通信系统切换、移动台由于电池容量的功率受限等等的系统容量，这在无线电频谱资源日益拥挤这就迫切需要一种能够提高系统容量和通信的今天，具有十分重要的现实意义。同时智能质量的新技术。这就是智能天线得以提出和天线系统还能提高移动通信系统的

3、通信质发展的客观环境。量，是～种具有良好的应用前景，但还投有被通过分析，我们不难发现频分多址(FD—人们充分开发的新的技术方案。相对其他技MA)、时分多址(TDMA)和码分多址(CD术方案而言，具有投资省、见效快等优点。目MA)分0是在频域、时域和码组上实现用户前，世界上许多著名的大学与公司都竞相致的多址接人，而空域资源尚未得到充分的利力于智能天线的开发，例如：Stanford，Eric用智能天线则致力于空间资源的开发，是一sson，NorthernTelecom，Bel1South，Bell条解决目前

4、频谱资源匮乏的有效途径。Atlantic及ArrayComm。欧洲电信委员会一般地，智能天线被定义为：具有测向和(ETSI—EuropeanTelecommunications波束成形能力的天线阵列。实际上，智能天线StandardsInstitute)在其第三代移动通信系利用了天线阵列中各单元之间的位置关系，统标准中(UMTS—UniversalMobile也就是利用了信号的相位关系，这是与传统TelecommunicationSystem)，明确提出智能分集技术本质上的区别。智能天线能识别信天线系统

5、是第三代移动通信系统必不可少的号的入射方向(DOA—Direction0f关键技术之一。并制定相应的开发计划，即：Arriva1)，从而实现在相同频率、时间和码组TSUNAMI(TechnologyinSmartAntennas告嶷挛蒋摹奕摹嚣壶《微波与卫星通信~1999年第2期7维普资讯http://www.cqvip.comforUniversaIAdvancedMobileInfrastruc线阵列的时间)智能天线的矢量模型。对由mture)。个阵元构成的阵列天线，信号在第个阵元的响应可表示如下：

6、二、智能天线L0)=∑g．()0)“0一)(1)及其与传统技术的比较／-1其中，L为多径信号的数目，g．()为以角首先，我们给出智能天线的典型结构，如度入射到天线阵列的第径信号在第i个阵图1所示。元上的响应嘶()，分别为第f径信号的复包络和时延。“(·)表示经过调制后的信源。z定义维复矢量(f)和n()：(f)一()，2()，⋯，‘O)](2)．置()n()=[(0A，()，⋯，()(3]因此，天线阵列的输出响应可以表示为：O)一>口()(￡)“(￡一)(4)图1智能天线的典型结构示意图智能天线由以下三

7、部分构成：天线阵列，其中，m(f)遵从Rayleigh或Rician分布；信号台成通道和自适应控制单元。其中，天线n(口)教定义为阵列综合因子，该参数由阵列阵列是由按某种规律排列的单元天线构成的几何结构、各单元的方向图、单元之间的互的。常用的阵列形式有直线阵列与圆形阵列。耦、邻近散射体对阵列天线的影响等诸多因信号合成通道则将来自每个单元天线的空间素共同决定。“(f)代表发射信号的瞬时结感应信号加权相加，其中的权系数为复数。也构，在GMSK调制制式中，该函数有如下的就是说，每路信号的幅度与相位均可改变。自

8、表达式：适应控制单元是智能天线的核心。该单元的“()一e(5)功能是根据一定算法和优化准则主动地去适式中，￡)为MSK信号通过Gaussian滤波应周围电磁环境的变化。器后的相位函数。当考虑同波道干扰和热噪进一步地，我们来推导窄带假设条件下声时，天线阵列接收到的信号表示如下：(信号带宽的倒数远小于电磁波渡前跨越天0Ⅱ)一∑a(ODa~(t)u(t一)+∑∑d()0)0一)十0)(6)f=1q-1l-l上式第二项为0—1个干扰源产生的同波道是