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1、,课程目录,模块一 3G基础模块 模块二 CDMA技术基础模块 模块三 WCDMA移动通信技术模块 模块四 TD-SCDMA移动通信技术模块 模块五 CDMA2000移动通信技术模块 模块六 WiMAX技术模块,模块四 TD-SCDMA移动通信技术模块,4,问题引入,联合检测和智能天线技术也是TD-SCDMA中的关键技术，那么这两种技术是如何实现的？ 有怎样的技术优势？,5,1、 联合检测 2、智能天线 3、实践活动,1 联合检测,联合检测是联合考虑同时占用某个信道的所有用户或某些用户，消除或减弱其它用户对任一用户的影响，并同时检测出所有这些用户或某些用户的信息的一种信号检测方法。联合检测是一
2、种有效的多用户检测技术，用于同时减少和消除CDMA系统内的符号间干扰（ISI）和多用户干扰（MAI）。TD-SCDMA系统使用低码片速率短码扩频的特点使得接收数据流可以较为容易地被一次检出，从而同时消除符号间干扰和多址干扰。联合检测示意图如图4-13所示。,1 联合检测,图4-13 联合检测示意图,1）联合检测的特点和优势,联合检测的特点： 不同的用户数据可以一次性检测出来 通过基本的中间序列进行信道冲击响应估计，从而得知发射信号的信息 将多址干扰和符号间干扰进行同样的处理，基本可以消除这两种干扰,1）联合检测的特点和优势,联合检测的优势： 基本消除多址接入干扰和符号间干扰 增加信号动态检测范
3、围 增加小区容量 消除远近效应，无需快速功控,2）联合检测实现过程,联合检测实现过程如图4-14所示。,11,1、 联合检测 2、智能天线 3、实践活动,2 智能天线,对于CDMA系统，为了使一个扇区中能够容纳更多的用户就必须降低系统的总噪声水平。 CDMA系统容量直接取决于总噪声水平。对于一个用户来说，其他用户的信号都是干扰信号。 只有降低每一个用户的信号或降低此用户对其他用户的干扰信号，才能大大提高系统容量。智能天线系统就是为此目的应运而生的。,2 智能天线,智能天线系统主要包括天线设备和计算机系统。通过计算机系统的复杂运算，使天线形成非常窄的特定波束，这个特定波束直接到达特定的用户，这样
4、就可以使这个用户对其他用户的干扰降低到最低。 因为系统中同时会有多个用户同时通信，所以智能天线系统要形成多个非常窄的特定波束，并且这些特定波束要随着用户的增减而实时变化。 因此智能天线系统非常复杂。,1）智能天线基本概念和分类,智能天线技术定义为：具有波束成形能力的天线阵列，可以形成特定的天线波束，实现定向发送和接收。智能天线可以利用信号的空间特征分开用户信号、多径干扰信号。 智能天线示意图如图4-15所示。,1）智能天线基本概念和分类,图4-15 智能天线示意图,1）智能天线基本概念和分类,智能天线包括自适应天线和切换波束天线：自适应天线阵自适应地识别用户信号的到达方向，通过反馈控制方式连续
5、调整自身的方向图；切换波束天线则是预先确定多个固定波束，随着用户在小区中的移动，基站选择相应的使接收信号最强的波束。,2）智能天线的实现原理,智能天线阵列由多个阵元组成，每个阵元是全向辐射元，通过一系列的算法控制各个阵元的幅度、相位，使它们在某个方向某点进行空中叠加，以同相增强，反相抵消的干涉原理叠加，空中每一点的叠加结果都不一样，形成在某个方向的信号很强，某个方向的信号很弱。控制阵元的幅度、相位，可以在天线射频处实现，也可以在基带部分实现。通过基带算法改变各个阵元的幅度、相位，就可以形成任意波束，对准特定的用户进行接收或发射（收发互易）。,3）智能天线结构,智能天线在广播信道和业务信道分别工
6、作于两种模式，业务信道时的波束较窄，增益较大，这样一方面可以节省移动台和基站发射功率，另一方面可以减小干扰。 3）智能天线结构 智能天线是一个天线阵列，它由N个天线单元组成，每个线单元有M套加权器，可以形成M个不同方向的波束，用户数M可以大于天线单元数N 。智能天线结构如图4-16所示。,3）智能天线结构,图4-16 智能天线结构,4）智能天线与常规天线,智能天线与常规天线的比较如图4-17所示。,5）智能天线的优势,采用智能天线可以带来如下优势： 智能天线波束赋形的结果等效于增大天线的增益， 提高接收灵敏度； 智能天线天线波束赋形算法可以将多径传播综合考虑，克服了多径传播引起数字无线通信系统
7、性能恶化，还可利用多径的能量来改善性能；,5）智能天线的优势,智能天线波束赋形后，只有来自主瓣和较大旁瓣方向的才会对有用信号形成干扰，大大降低了多用户干扰问题，同时波束赋形后也大大减少了小区间干扰； 智能天线获取的DOA提供了用户终端的方位信息，以用来实现用户定位； 智能天线系统虽使用了多部发射机，但可以用多只小功率放大器来代替大功率放大器，这样可降低基站的成本，同时，多部发射机增加了设备的冗余，提高了设备的可靠性；,5）智能天线的优势,采用智能天线可以使发射需要的输入端信号功率降低，同时也意味着能承受更大的功率衰减量使得覆盖距离和范围增加； 智能天线具备定位和跟踪用户终端能力，从而可以自适应
8、地调整系统参数以满足业务要求，这表明使用智能天线可以改变小区边界，能随着业务需求的变化为每个小区分配一定数量的信道，即实现信道的动态分配；,5）智能天线的优势,智能天线获得的移动用户的位置信息，可以实现接力切换，避免了软切换中宏分集所占用的大量无线资源及频繁的切换，提高了系统容量和效率； 另外，在TD-SCDMA系统中，智能天线结合联合检测和上行同步，理论上系统能工作在满码道情况。,5）智能天线的优势,当然，智能天线在公众陆地移动通信系统中应用也有一些缺点，比如智能天线只能克服一个码片间隔内的多径干扰、在高速移动环境下的性能方面不太理想，TD-SCDMA系统中采用结合联合检测技术的解决方案，仿真和外场测试表面性能有很大改善，满足ITU的商用要求。另外，智能天线对无线资源管理的也产生一定的影响。,26,1、 联合检测 2、智能天线 3、实践活动,3 实践活动：熟悉常见智能天线产品,（1）实践目的 熟悉常见智能天线产品。 （2）实践要求 各位学员可通过各种渠道搜集资料分别完成。 （3）实践内容 熟悉常见智能天线产品 搜集智能天线与普通天线的指标差异,28,识记：联合检测的特点和优势、智能天线基本概念和分类。 领会：联合检测的实现过程、智能天线的原理和结构。 应用：智能天线产品的认识。,本任务要求,谢谢各位！,长沙通信职业技术学院 移动通信系,
