TD-SCDMA 天馈系统V2.0.ppt

TD-SCDMA天馈系统 本课程的学习目标 目 录 智能天线 天线基本概念 dB系列概念辨析 目 录 目 录 目 录 目 录 目 录 不同阵元数天线性能对比 不同阵元数天线性能对比 如果采用MJD，6天线和8天线都能达到满码道工作，但四天线达不到满码道；当满码道工作时，6天线的小区半径相对8天线的小区半径约有20%的覆盖损失，每扇区6用户时，覆盖损失18%左右；采用MJD后，4天线上下行均可以达到6用户，但是相对于8天线MJD，上行覆盖损失48％，下行损失33％； 如果采用SJD，6天线不能达到满码道工作，而8天线可以满码道工作，这是由于天线赋形波束的原因； 6天线MJD单天线增益为17dBi的8用户下行覆盖半径比15dBi增加约19%，上行增加约17%。 如果采用6天线MJD，单天线增益变成17dbi时，上行覆盖半径比8天线MJD（15dBi）的上行小6.7%，下行覆盖半径比后者小3%。 智能天线的选型 与网规密切相关的参数： 增益 方向图 水平波瓣宽度 垂直波瓣宽度 下倾角度 天线增益是天线的重要参数，不同的场景要考虑采用不同的天线增益； 密集城市，站点密集，用户数较多而且相对集中，为降低小区间和小区内的干扰，公共信道水平波瓣半功率角应较小。 农村和乡镇，增益可以适度加大，半功率角也可适当加大，达到广覆盖的要求，增大覆盖的广度和深度； 公路和铁路，增益可以比较大，由于水平波瓣角较小，增益较高，可以在比较窄的范围内达到很长的覆盖距离。 智能天线选型原则—增益 智能天线选型原则—波瓣角 不同的水平波瓣宽度适合于不同的场景； 在城市适合65度的三扇区定向天线，城镇可以使用水平波瓣角度为90度，农村则可以采用90度，对于高速公路可以采用20度的高增益天线。 智能天线选型原则—波瓣宽度 水平波瓣宽度的选取：基站数目较多、覆盖半径较小、话务分布较大的区域，天线的水平波瓣宽度应选得小一点；覆盖半径较大，话务分布较少的区域，天线的水平波瓣宽度应选得大一些。 垂直波瓣宽度的选取：覆盖区内地形平坦，建筑物稀疏，平均高度较低的，天线的垂直波瓣宽度可选得小一点；覆盖区内地形复杂、落差大，天线的垂直波瓣宽度可选得大一些。 覆盖距离 覆盖范围 垂直波束宽度、下倾角 水平波束宽度、方位角 天线3dB角、挂高、俯仰角以及覆盖距离之间的关系 天线基本概念 空分多址大大增加系统容量 智能天线原理 使一组天线和对应的收发信机按照一定的方式排列和激励，利用波的干涉原理可以产生强方向性的辐射方向图。如果使用数字信号处理方法在基带进行处理，使得辐射方向图的主瓣自适应地指向用户来波方向，就能达到提高信号的载干比，降低发射功率，提高系统覆盖范围的目的。 智能天线基本原理 智能天线的阵元通常是按直线等距、圆周或平面等距排列。 当移动台距天线足够远，实际信号入射角的均值和方差满足一定条件时，可以近似地认为信号来自一个方向，即为平面波。 智能天线基本原理 以M元直线等距天线阵列为例：（第m个阵元） 空域上入射波距离相差 Δd=m ·Δx · cosθ 时域上入射波相位相差 智能天线基本原理 可见，空间上距离的差别导致了各个阵元上接收信号相位的不同。经过加权后阵列输出端的信号为 其中，A增益常数，s(t)是复包络信号，wm是阵列的权因子。 智能天线基本原理 正如正弦波叠加的效果，假设第m个阵元的权因子 选择不同的Φ0，将改变波束的所对的角度，所以可以通过改变权值来选择合适的方向。 智能天线基本原理 智能天线基本原理 固定多波束 自适应多波束 智能天线通过自适应算法控制加权，使它在干扰方向形成零陷，将干扰信号抵消，而在有用信号方向形成主波束，达到抑制干扰的目的。加权系数的自动调整就是波束的形成过程。 智能天线基本原理 智能天线基本原理 智能天线是一种空分多址技术，主要包括两个方面： 空域滤波：空域滤波(也称波束赋形)的主要思想是利用信号、干扰和噪声在空间的分布，运用线性滤波技术尽可能地抑制干扰和噪声，以获得尽可能好的有用信号。 波达方向(DOA)估计：在进行空域滤波前，一般需要估计有效来波信号的波达方向，而用户数往往大于阵元数，因此当前DOA估计技术的研究焦点是超分辨估计算法。 通道校正原因 各阵列通道的幅度、相位出厂不一致 器件的衰老周期不一致 天线校正 调整激励权值使各阵元之间的幅度、相位特性保持一致。 校正方法 通过“耦合网络”把校正信号耦合到天线各阵元，进行上、下行通道校正。 智能天线校正 全向智能天线 定向智能天线 智能天线实物图 双极化智能天线 智能天线实物图 天馈系统