智能天線對(duì)DCA及功率的影響

在移動(dòng)通信環(huán)境條件下，復(fù)雜的地形、建筑物的結(jié)構(gòu)都會(huì)對(duì)電波的傳播產(chǎn)生影響，大量用戶間的相互作用也會(huì)產(chǎn)生時(shí)延擴(kuò)散、瑞利衰落、多徑、信道干擾等，從而會(huì)使通信質(zhì)量受到影響。采用智能天線可以有效地解決這些問題。智能天線采用空分多址技術(shù)，利用信號(hào)在傳輸方向上的差別，將同頻率或同時(shí)隙、同碼道的信號(hào)區(qū)分開來，最大限度地利用有限的信道資源。

智能天線的核心在數(shù)字信號(hào)處理部分，它根據(jù)一定的準(zhǔn)則，使天線陣產(chǎn)生定向波束指向用戶，并自動(dòng)地調(diào)整權(quán)重系數(shù)以實(shí)現(xiàn)所需的空間濾波。智能天線需要解決的兩個(gè)關(guān)鍵問題是辨識(shí)信號(hào)的方向和自適應(yīng)賦形的實(shí)現(xiàn)。辨識(shí)信號(hào)到達(dá)方向，代表的算法有MUSIC(MUltipleSIgnalClassification)算法、ESPRIT(EstimationofSignalParametersviaRotationalInvarianceTechniques)算法、最大似然法等。自適應(yīng)波束賦形的目的是通過自適應(yīng)算法得到最佳加權(quán)系數(shù)。采用何種算法首先需要考慮自適應(yīng)準(zhǔn)則，主要有最大信噪比(SNR)、最小均方誤差(MMSE，MinimumMeanSquareError)、最小方差、最大似然等。常用的自適應(yīng)算法有DMI(DirectMatrixInverse，直接抽樣協(xié)方差矩陣求逆)算法、LMS(LeastMeanSquare，最小均方)算法、RLS(RecursiveLeastSquares，遞歸最小二乘)算法、CMA(ConstantModulusAlgorithm，恒模算法)等。

1.智能天線對(duì)DCA的影響智能天線的波束賦形有效地降低了用戶間干擾，其實(shí)質(zhì)是對(duì)不同用戶的信號(hào)在空間上進(jìn)行區(qū)分。如果DCA在進(jìn)行信道分配時(shí)，能夠盡量地把相同方向上的用戶分散到不同時(shí)隙中，而把在同一個(gè)時(shí)隙內(nèi)的用戶分布在不同的方向上，這樣可以充分發(fā)揮智能天線的空分功效，使多址干擾降至最小。要達(dá)到這一目的，需要增加DCA(DynamicChannelAllocation，動(dòng)態(tài)信道分配)對(duì)用戶空間信息的獲取和處理功能。智能天線能夠?qū)π盘?hào)的到達(dá)方向(DOA，DirectionOfArrival)進(jìn)行估計(jì)，DCA可以根據(jù)各時(shí)隙內(nèi)用戶的位置為新用戶分配時(shí)隙，使用戶波束內(nèi)的多址干擾盡量地小。

為DCA算法增加分配空間資源的能力，首先要獲得用戶的位置信息，并根據(jù)用戶所在位置進(jìn)行定向波束的干擾測(cè)量。這樣在DCA算法中依然可以按照新用戶在不同時(shí)隙中所受干擾的大小來選擇時(shí)隙，這里是指用戶方向上的干擾，而不是整個(gè)小區(qū)用戶在該時(shí)隙產(chǎn)生的干擾。

智能天線的一個(gè)理想目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)空分復(fù)用(SDM)。在波束賦形效果足夠好的情況下，可以為不同方向上的用戶分配相同的碼道(載波、時(shí)隙、擴(kuò)頻碼相同)，這將會(huì)使系統(tǒng)容量成倍地增長(zhǎng)。考慮到用戶的移動(dòng)性，用戶間相對(duì)位置的改變有可能使得用戶接入時(shí)的空分復(fù)用方案失效，即出現(xiàn)較大的同碼道干擾?？焖貲CA中碼道調(diào)整能夠克服這一問題。當(dāng)DCA獲知用戶的同碼道干擾大于門限值，就觸發(fā)信道調(diào)整，為同碼道干擾嚴(yán)重的用戶分配新的碼道資源，以消除干擾。智能天線結(jié)合DCA是實(shí)現(xiàn)空分復(fù)用的有效途徑。

智能天線對(duì)功率控制的影響表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。(1)使功率控制的流程發(fā)生變化。無智能天線時(shí)，功率控制根據(jù)SIR測(cè)量值和目標(biāo)值周期進(jìn)行調(diào)整。有智能天線時(shí)，首先將主波束對(duì)準(zhǔn)要調(diào)整的用戶，然后再進(jìn)行相關(guān)的測(cè)量。(2)對(duì)功率控制的要求降低了。在有智能天線的情況下，當(dāng)主波束對(duì)準(zhǔn)該用戶時(shí)，由于天線增益較高，相對(duì)于沒有智能天線時(shí)可以大大降低用戶終端的發(fā)射功率。(3)在有智能天線的情況下，功率控制的平衡點(diǎn)方程變得復(fù)雜。傳統(tǒng)的功率控制建模方法已不再適用。這種情況下的功率控制算法建模與具體的智能天線算法相關(guān)。