《TDLTE中智能天线的优化.docxVIP

TD-LTE系统中智能天线技术的优化摘要 在3G系统中，智能天线已得到了成熟而广泛的应用，但在TD-LTE系统中，它还存在一定的不足，不能满足4G网络的需求。为了尽可能提升TD-LTE 系统的性能，本文从智能天线的信号模型、MIMO技术、波束赋形技术及算法等方面介绍了智能天线技术的优化方案，并对比了3G 与4G系统中不同算法的优劣性，最后得出EBB算法在TD-LTE 系统中有较好的特性，能够最大限度地提升TD-LTE系统的性能，从而满足用户的需求。关键词：TD-LTE；智能天线；波束赋形；MIMO技术；EBB算法Abstract: in 3G system, smart antenna has been a maturely and widely used, but in the TD-LTE system, it also poses a low, can not meet the requirements of the 4G network. In order to improve the performance of TD-LTE system as far as possible, this paper introduces the optimization scheme of the smart antenna technology from the aspects of smart antenna signal model, MIMO technology, beamforming technology and algorithm, and compares the advantage and disadvantage of different algorithms of 3G and 4G system. lastly,theconclusion came the EBB algorithm has better performance in TD-LTE system, to upgrade the performance of TD-LTE system to the hilt, so as to meet the needs of users.Keywords: TD-LTE; smart antenna; beamforming; MIMO technology; EBB algorithm0 引言 近年来，随着通信技术和计算机技术的飞速发展，智能天线技术在移动通信中得到了广泛的应用。特别是在3G系统中，它的应用解决了很多3G系统中的瓶颈问题，[1]例如MIMO技术，它通过不同的实现方式，分别解决了天线分集、波束赋形和空分复用的技术问题，从而实现了更好的覆盖、更高的速率、更高的通信容量和更可靠通信的小区建网目标。但3G系统中智能天线技术带来的利益还不能满足TD-LTE系统中的用户需求，譬如超高速的网络速率（上行50Mbit/s,下行100Mbit/s），因此在4G系统中智能天线技术还应该得到进一步的优化。可以预见的是，情景化、小型化、电调化、宽带化和集成化相结合的智能天线，将在TD-LTE及后期演进系统中发挥不可替代的作用。1 智能天线的基本原理 智能天线的基本工作原理是把具有相同极化特性、各向同性和增益相同的天线阵元，按一定的方式排列，构成天线阵列[2]。智能天线的布阵方式一般有直线阵、圆阵和平面阵，阵间距通常取工作波长的一半，并且取向相同。 智能天线技术的关键和难点是在多用户和多径条件下对各个用户的时空信道进行辨识、均衡，并能自适应地动态跟踪时空信道的变化，从而对多用户信号进行分离。同时可以根据外界环境的变化自适应地对各天线阵元进行加权，使天线主瓣方向在对准信号波到达方向的同时，能够在干扰方向自动形成零陷，达到充分利用有用信号、抑制干扰的目的。智能天线接收部分由阵元、加权和合并三部分组成。用户发射信号经过多径信道衰减和延迟后，到达天线阵列各阵元的是所有发射信号及各自延迟副本的叠加。假设系统中有K个用户，阵列有M个阵元，为了简单，采用均匀线阵模型，若期望信号为，自方向入射，而干扰信号共有（M-1）个来自于其他用户，其中第个干扰信号为,来自于方向，则在某时刻第k个用户的信号到达阵列的接收信号矢量可表示为：其中，，。式中为期望信号向量，为干扰信号向量，为响应向量的噪声。当天线满足传输窄带条件（信号带宽小于信号在天线阵中传输时间的倒数）且阵列采用特性相同的全向阵元时，对同一入射信号，各阵元输出响应之间只有相位差异而没有幅度差异。这一差异可以用阵列响应向量充分描述。一般对于p个期望信号，则有。特殊地，对于均匀直线阵列，在方向，，d为阵元间距，波长，N为阵元个数，且为均匀直线阵。阵列响应向量表明了阵