深圳移动智能天线技术交流

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1、深圳移动通信公司智能 天线技术交流京信通信天馈事业部2007年3月目录智能天线概述智能天线原理智能天线对系统的影响智能天线指标京信智能天线产品介绍与主设备商的交流与配合智能天线的基础积累大批量生产的基础与准备Page 2Page 3智能天线概述Page 4智能天线概述 智能天线的历史智能天线（SmartAntenna）的技术来源于雷达、声纳及军用通信领域的相控阵 天线。上个世纪80年代，在美国及加拿大的军事卫星上首次出现了自适应多波束跟追和调零天线。上个世纪后二十年，现代数字信号处理技术发展迅速，DSP芯片处理能力的不 断提高，使得利用数字技术在基带形成天线波束的功能越来越强大。芯片价格的不

2、断下降，使智能天线技术在民用无线通信中广泛应用成为可能。轜FDMATDMACDMAIo.BS 2 Walsh 1-63BS 2 Walsh 0 Pilot BS 1 Walsh 1-63BS 1 Walsh 0 (Pilot)Noise +Broadband Ext Interference1.23 MHz wide frequency channel for CDMASDMA整个系统 的关键因 素Ec/Io 受制于Io智能天线概述 为什么要使用智能天线？炣空分多址Page 5Page 6同一层楼上有10个房间，每个房间使用不同的频率说话FDMA（频分多址）：在每个房间内只能有一对用户相互说话

3、（你好）TDMA（时分多址）：在每个房间不同的时段用户可以互相说话，容量取决于时间的长短（你好4）CDMA（码分多址）：在每个房间用户同时互相说话，但语言不同（你好， Good Morning， O-Hi-Yo， Buon Giorno ），说话时面对大家，容量取决于相互之间的噪声影响程度。SDMA（空分多址）：在码分多址的基础上，用户说话时只面对想对话的用户，相互之间的噪声影响程度 得以减轻，容量在CDMA基础上更大。智能天线概述 为什么要使用智能天线？轜Page 7空分多址（SDMA）的应用要求天线必须具备很好的干扰抑制能力，使得 同一个小区内的几个用户同时使用相同的信道。在传统CDMA系

4、统的基础上 把Io降得更低，改善Ec/Io，增大系统的容量。智能天线概述 为什么要使用智能天线？轜智能天线概述 智能天线的优势nn使用智能天线 ： 定向发射、定向接收。nn能量仅指向小区内处于激活 状态的移动终端。正在通信的移动终端在整个 小区内处于受跟踪状态。nnn不使用智能天线 ： 全向发射、全向接收，能 量分布于整个小区内。 所有小区内的移动终端均智能天线的优势nnnnnn减少小区间和小区内干扰降低多径干扰等效发射功率提高提高系统信噪比提高接收灵敏度改进了小区覆盖（合成波束）nnn增加了容量及小区覆盖半径降低发射功率，基站成本降低有利于精确定位业务相互干扰，此干扰是 CDMA容量限制的主

5、要原 因。Page 8Page 9智能天线原理Page 10智能天线的工作原理智能天线的原理：是多列取向相同、同极化、中等增益的天线按照一定的方式排列和激励，通过数字 信号处理及自适应算法调节各列信号的加权幅相，利用波的干涉原理产生随用户移动而移动的强方向性方向图，从而抑制干扰，提高信干比。 能实现天线和传播环境、用户和基站之间的最佳匹配。天线单元天线外壳功放电缆及连接校准单元Page 11智能天线是采用自适应天线阵，天线各阵元通过自适应网络，自适应调整加权值，达到自适应改变天线方向图，从而自适应跟踪多个用户从上行来说：基站利用智能天线对来自移动台的多径电波进行波达估计，进行空间滤波，与联合检

6、测结合进行上行波束成型从下行来说：基站利用智能天线对发射信号进行下行波束成型，使基站发射信号能够沿着移动台来波方向发送回移动台智能天线的工作原理轜Page 12智能天线的工作原理轜智能天线阵天线厂家京信、安得鲁、海天、通宇 智能天线系统智能天线系统炣自适应信号处理及算法基站厂家中兴、鼎桥、大唐、普天 Page 13智能天线阵的分类智能天线阵全向智能天线阵定向智能天线阵炣频段： 20102025 / 18801920 / 23002400端口：N（单元数）1（校准口）极化方式：垂直极化波束类型：单元波束、广播波束、业务波束Page 14全向智能天线阵（例子）设 计 要 点降低各列之间的耦合度改善

7、整个阵列的方向图圆度特性优化最大增益降低自适应波束的副瓣电平阵列与避雷针一体化设计轜Page 15Page 16全向智能天线波束单元波束广播波束业务波束轜Page 17定向智能天线阵（例子）轜对于TD-SCDMA基站，其不同码道的发射波束是不同的GDwPTSUpPTSBCHTS5TS4TS0TS2TS1TS3TS6炣两种赋形波束 得到小区覆盖的广播波束 针对用户终端的赋形（业务）波束 BCH/DwPTS 必须使用广播波束，覆盖整个小区，在帧结构中使 用专门时隙 业务码道通常使用赋形波束，只覆盖个别用户广播波束 业务波束Page 18Page 19智能天线原理 智能天线的校准为什么要校准？智能天

8、线要对移动用户进行精确地定位和波束赋形，就需要接收到各列阵精确的幅 度和相位，但由于基站和天线之间需要用电缆、塔放等连接，这些连接环节的差损和长度 很难保证完全一致，这些误差将会影响整个系统的正常工作，所以必须消除这些误差。误差的来源: 非时变误差 / 时变误差非时变：阵列加工误差、几何位置安装误差、单元互耦、方向图边缘效应、馈线及分配 网络误差、连接器的一致性等;时变：T/R通道随环境温度、时间、工作频率变化时，放大器的相位和增益变化；混频器 件特性漂移、滤波器件时延及幅/相失真、I/Q通道的非完全正交、天线阵列在室外随环境的形变等。轜路耦合： 只能校准收/发通道误差，不能校准天线阵列的误差

9、。天线阵列的误差需要额 外进行预校准。实际使用中阵列误差还有 可能随环境和时间变化; 弱耦合时还容易产生额外的校准误差。智能天线原理 智能天线的校准轜场耦合： 能够校准包括收/发通道及天线阵 列在内的所有误差。耦合模型依赖于 校准天线与被校阵列之间的对称性。 圆环阵具有天然的对称结构，但耦合 模型容易受到干扰；定向阵耦合模型 需要特别设计。Page 20Page 21智能天线对系统的影响DDDDD D DUU 上行D 下行未使用TX智能天线对系统的影响TDD双工方式智能天线在移动通信领域的发展较为缓慢，主要因素是在FDD模式下实现 的难度较大，上下行的权函数不同。频分双工 (FDD): 上行频

10、带和下行频带分离RXPage 22RX智能天线对系统的影响TDD双工方式TX采用TDD模式的TD-SCDMA系统 由于采用的时分双工，使得智能天 线得以实施。Page 23智能天线对系统的影响对DCA的影响智能天线能够对信号的到达方向（Direction Of Arrival）进行估计， DCA可以 根据各时隙内用户的位置为新用户分配时隙，使用户波束内的多址干扰尽量的小。时隙2炣时隙1Page 24Page 25智能天线指标Page 26智能天线指标 指标分类通用参数校准参数电路参数辐射参数轜通用 参数工作频频段1880-1920MHz 2010-2025MHz 2300-2400MHz极化方

11、式垂直极化端口数目8(辐射端口) 1(校准端口)接头头型号N-50K型每端口连连续续波功率容量20W电电下倾倾角预设值预设值o o o0 / 3 / 6 电电下倾倾角精度1机械下倾倾角可调调范围围o o0 8Page 27智能天线指标 通用参数校准 参数校准端口至各辐辐射端口的耦合度-26.0 2.0 dB校准端口至各辐辐射端口的幅度最大偏差 20 dBPage 28智能天线指标 校准参数、电路参数单单 元 波 束水平面半功率波束宽宽度o105 15 o90 15 单单元波束增益15 dBi15 .6dBi垂直面半功率波束宽宽度 6 6 上部第一旁瓣电电平-16 dB-16 dB下部第一零点填

12、充18 dB18 dBPage 29智能天线指标 辐射参数典型的单元波束水平面方向图广 播 波 束65度水平面半功率波束宽宽度（）655视轴视轴增益（dB）16=60增益下降（dB）92前后比（dB）2590度水平面半功率波束宽宽度（）908视轴视轴增益（dB）15=60增益下降（dB）？2前后比（dB）25Page 30典型的 广播波 束水平 面方向 图智能天线指标 辐射参数业业 务务 波 束波束1 (0 扫扫描)水平面波束宽宽度( )15视轴视轴增益（dB）23.5水平面旁瓣电电平（dB）-12前后比（dB）28波束2 (60 扫扫描)水平面波束宽宽度( )232视轴视轴增益（dB）18水

13、平面旁瓣电电平（dB）-7前后比（dB）25Page 310度业务波束方向图60度业务波束方向图智能天线指标 辐射参数Page 32l 8单元定向智能天线阵机械性能定向智能天线安装方式智能天线指标 机械性能轜Page 33智能天线指标 机械性能轜l8单元全向智能天线阵机械性能智能天线指标 机械性能轜全向智能天线安装方式Page 34Page 35京信智能天线产品介绍京信智能天线产品介绍常规产品系列1）90度定向板状智能天线阵 1、8天线单元直线阵（单元天线增益15.6dBi，下倾角0/3/6度） 2、6天线单元直线阵（单元天线增益15.6dBi，下倾角0/3/6度） 3、4天线单元直线阵（单元

14、天线增益15.6dBi，下倾角0/3/6度）2）105度定向板状智能天线阵 1、8天线单元直线阵（单元天线增益15dBi，下倾角0/3/6度） 2、6天线单元直线阵（单元天线增益15dBi，下倾角0/3/6度） 3、4天线单元直线阵（单元天线增益15dBi，下倾角0/3/6度）3）全向智能天线阵 1、8单元圆阵（单元天线增益10.5dBi,下倾角0/3/6/9度）定向智能天线阵(8单元阵)定向智能天线阵(4单元阵)全向智能天线阵(8单元阵)定向智能天线阵(6列)轜Page 36型号阵阵列数目单单元增益广播波束最大增益业务业务波束最大增益ODS-105V15NT(8-00/03/06)815dB

15、i17dBi23.5dBiODS-105V15NT(6-00/03/06)615dBi17dBi22.5dBiODS-105V15NT(4-00/03/06)415dBi17dBi21.0dBi型号阵阵列数目单单元增益广播波束最大增益业务业务波束最大增益ODS-90V16NT(8-00/03/06)815.6dBi17dBi24.0dBiODS-90V16NT(6-00/03/06)615.6dBi17dBi23.0dBiODS-90V16NT(4-00/03/06)415.6dBi17dBi21.6dBi型号阵阵列数目单单元增益广播波束最大增益业务业务波束最大增益OOS-360V08NI(8

16、-00/03/06/09)810.5dBi7.50dBi14.5dBiPage 371）90度定向板状智能天线（18801920MHz/20102025 MHz）3）全向智能天线阵（20102025 MHz）2）105度定向板状智能天线（18801920MHz/20102025 MHz）京信智能天线产品介绍常规产品系列低风阻智能天线常规智能天线（辫子，胡子，风阻，美观，可靠性）电调智能天线京信智能天线产品介绍特色产品研发中RRU一体化智能天线研发中研发中轜Page 38Page 39风洞试验：50米/秒（17级风暴）满足基站天线行业标准Y/DT1059-2004，其中低风阻定向智能天线的风载荷减少了35 。风鸣试验： 22米/秒（9级风暴）没有产生风鸣现象 ，30米/