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摘 要: 介紹了移動(dòng)通信中關(guān)鍵技術(shù)之一的智能天線技術(shù),并就它的結(jié)構(gòu)、算法以及在第三代移動(dòng)通信中的應(yīng)用進(jìn)行了較全面的闡述。關(guān)鍵詞: 移動(dòng)通信;智能天線; 天線陣列; 自適應(yīng)算法
。粒猓螅簦颍幔悖簦 Smart antenna is one of the key technologies of mobile communications. It describes the technology and focus on its architecture, algorithm and application to 3G mobile communication.
。耍澹鳎铮颍洌螅 Mobile communications Smart antenna Array Self-adapting algorithm
0 前言
隨著移動(dòng)通信的發(fā)展,人們不僅從時(shí)域和頻域的角度來探討提高移動(dòng)通信系統(tǒng)數(shù)量和質(zhì)量的各種手段,而且進(jìn)一步研究信號在空域的處理方法。智能天線技術(shù)就是典型的代表。
智能天線技術(shù)起源于20世紀(jì)40年代的自適應(yīng)天線組合技術(shù),在當(dāng)時(shí)采用了鎖相環(huán)技術(shù)進(jìn)行天線的跟蹤。1965年,Howells提出了自適應(yīng)陷波的旁瓣對消器技術(shù)用于陣列信號處理,之后,又陸續(xù)出現(xiàn)了等一系列技術(shù),后來,Gabriel 將自適應(yīng)波束形成技術(shù)上升到“智能陣列”概念。早在1978年,智能天線就在軍事通信中得到了應(yīng)用,進(jìn)入20世紀(jì)90年代后,才在民用移動(dòng)通信系統(tǒng)中開始研究應(yīng)用。該項(xiàng)技術(shù)主要應(yīng)用于以下方面:
a) 信號源定位,確定天線陣列到信號源的方位角;
b) 信號源分離,確定各個(gè)信號源發(fā)射信號的波形;
c) 信道估計(jì),確定信號源與天線陣列間傳輸信道的參數(shù)。
1 智能天線的組成
智能天線技術(shù)是利用信號傳輸?shù)目臻g特性,達(dá)到抑制干擾,提取信號的目的。它主要包括天線陣列部分、模數(shù)轉(zhuǎn)換、波束形成網(wǎng)絡(luò)以及自適應(yīng)信號處理,其結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。
1.1 天線陣列部分
天線陣列即在空間分開設(shè)置一系列天線陣元,并將各陣元接收到的信號作加權(quán)處理,通過改變陣列的權(quán)值。可使波束形狀發(fā)生改變。天線陣列相當(dāng)于在空域?qū)臻g信號做離散采樣,如同時(shí)域中自適應(yīng)濾波器處理方法一樣,也進(jìn)行諸如濾波、分離及參數(shù)估計(jì)等。通過信號處理,可使陣列在有效信號方向上產(chǎn)生的波束得到加強(qiáng),而在干擾信號方向上產(chǎn)生“陷點(diǎn)”(Null),從而提高系統(tǒng)容量、降低系統(tǒng)干擾、擴(kuò)大系統(tǒng)覆蓋范圍。圖2給出了示意圖。