软件无线电技术雏形:自适应天线技术的优势

2014-03-05 20:49 来源:电子信息网 作者:铃铛

空分多址的基站组件就是一种先进的自适应天线阵列系统。自适应阵列天线系统持续监控其覆盖的范围,针对不断变化的无线环境(包括移动用户和干扰信号),系统将提供有效的天线发送和接收模式来跟踪用户,为用户所在的方向提供最大的增益,同时抑制其他用户的干扰,以适应用户的位置移动。

SDMA系统的处理程序如下:

1.系统将首先对来自所有天线中的信号进行快照或取样,然后将其转换成数字形式,并存储在内存中。

2.计算机中的SDMA处理器将立即分析样本,对无线环境进行评估,确认用户、干扰源及其所在的位置。

3.处理器对天线信号的组合方式进行计算,力争最佳地恢复用户的信号。借助这种策略,每位用户的信号接收质量将大大提高,而其它用户的信号或干扰信号则会遭到屏蔽。

4.系统将进行模拟计算,使天线阵列可以有选择地向空间发送信号。在此基础上,每位用户的信号都可以通过单独的通信信道—空间信道实现高效的传输。

5.在上述处理的基础上,系统就能够在每条空间信道上发送和接收信号,从而使这些信道成为双向信道。

利用上述流程,SDMA系统就能够在一条普通信道上创建大量的频分、时分或码分双向空间信道,每一条信道都可以完全获得整个阵列的增益和抗干扰功能。从理论上而言,带有m个单元的阵列能够在每条普通信道上支持m条空间信道。但在实际应用中支持的信道数量将略低于这个数目,具体情况则取决于环境。由此可见,SDMA系统可使系统容量成倍增加,使得系统在有限的频谱内可以支持更多的用户,从而成倍地提高频谱使用效率。

自适应智能天线技术是一种物理层技术,它并不影响系统的高层协议,因此,它适用于各种无线接口。按照对传统的智能天线的理解,自适应智能天线技术由于其技术特点的限制仅适用于TDD系统,而现在随着这一新技术的不断完善,它在FDD系统中的应用同样能达到理想的效果。实验及现场测试表明,自适应智能天线技术能应用于PHS,WLL,GSM/GPR /EDGE,WCDMA,CDMA2000等系统,使系统的容量及覆盖范围都成倍地提高。在现有的PHS商用系统中,有近十万台基站装备了自适应智能天线系统,而其中近五万台装备在中国。由于使用了自适应智能天线技术,基站通过上行信息分析每个用户及干扰源的位置,为每个用户波束赋形,以增强用户的信号增益,同时最大限度地降低对其他用户的干扰,这样,网络的频率复用模式可以从传统的(7,3)复用,改为(4,3)复用,甚至(1,3)复用,频率的复用距离可以减小一倍或数倍,且网络的服务质量不变。在此基础上,SDMA技术的应用,可以使系统增加多达一倍的空分信道。系统的总容量达到数倍地增加。

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智能天线 自适应天线技术

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