SDMA下的智能天線技術(shù)

標(biāo)簽：SDMA  智能天線

在無(wú)線通信系統(tǒng)中，天線是一種重要的設(shè)施。利用簡(jiǎn)單的天線陣列可以實(shí)現(xiàn)容量的低成本增加、并可以實(shí)施新型的信號(hào)處理算法后，支持蜂窩通信系統(tǒng)的智能天線方案能夠增加每個(gè)小區(qū)站點(diǎn)的覆蓋范圍，增強(qiáng)抗干擾能力，并大幅度增加容量。

目前有多種方法利用來(lái)自無(wú)線通信系統(tǒng)中天線陣列的數(shù)據(jù)，其中較先進(jìn)的一種方法稱(chēng)為空分多址(S p a t ialDivisio nMul t i ple　Access)。在基站中，SDMA不斷調(diào)整無(wú)線環(huán)境，為每位用戶(hù)提供優(yōu)質(zhì)的上行鏈路和下行鏈路信號(hào)。在網(wǎng)絡(luò)中，這種先進(jìn)的基站性能可以用來(lái)增加基站覆蓋范圍，從而降低網(wǎng)絡(luò)成本，提高系統(tǒng)容量，最終達(dá)到提高頻率利用的目的。SDMA可以與任何空間調(diào)制方式或頻段兼容，因此具有巨大的實(shí)用價(jià)值。

美國(guó)愛(ài)瑞通信公司的IntelliCell技術(shù)是一種先進(jìn)的智能天線技術(shù)，使用了自適應(yīng)陣列信號(hào)處理軟件，即使基站在充滿噪音和干擾的環(huán)境中，也能監(jiān)測(cè)與保持與多個(gè)不同的用戶(hù)的通信連接，從而實(shí)現(xiàn)空分多址的效果。

天線陣列的根源

無(wú)線天線從一種介質(zhì)(如空間)上收集電磁能量，并將它傳輸?shù)搅硪环N介質(zhì)上，如有線、同軸電纜或波導(dǎo)管.通過(guò)在陣列中組合單個(gè)天線的輸出能量，就可以實(shí)現(xiàn)一套獨(dú)立的天線系統(tǒng)，使其具有不同于陣列中其它單個(gè)單元的接收與發(fā)送特征。由于無(wú)線的接收與發(fā)射是相反的，所以天線可以實(shí)施具有增益的發(fā)射指示。支持接收的任何方向性模式都可適用于發(fā)射。

自適應(yīng)陣列天線系統(tǒng)

自適應(yīng)陣列天線系統(tǒng)將持續(xù)監(jiān)控其覆蓋的范圍，以適應(yīng)不斷變化的無(wú)線環(huán)境(包括移動(dòng)用戶(hù)和干擾信號(hào))。在最簡(jiǎn)單的情況下(即一個(gè)用戶(hù)、無(wú)干擾)，系統(tǒng)將提供有效的天線模式來(lái)跟蹤用戶(hù)，為用戶(hù)所在的方向提供最大的增益，從而適應(yīng)用戶(hù)的位置移動(dòng)?？辗侄嘀返幕窘M件就是一種先進(jìn)的自適應(yīng)陣列系統(tǒng)。SDMA的原理與上文的束形方案有很大的不同，實(shí)際上它的實(shí)施是基于對(duì)人類(lèi)聽(tīng)力的模擬。

SDMA系統(tǒng)的處理程序如下：

1、系統(tǒng)將首先對(duì)來(lái)自所有天線中的信號(hào)進(jìn)行快照或取樣，然后將它們轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式，并存儲(chǔ)在內(nèi)存中;

2、計(jì)算機(jī)中的SDMA處理器將立即分析樣本，對(duì)無(wú)線環(huán)境進(jìn)行評(píng)估，確認(rèn)用戶(hù)、干擾源及其所在的位置;

3、處理器對(duì)天線信號(hào)的組合方式進(jìn)行計(jì)算，力爭(zhēng)最佳地恢復(fù)用戶(hù)的信號(hào);

4、系統(tǒng)將進(jìn)行模擬計(jì)算，使天線陣列可以有選擇地向空間發(fā)送信號(hào);

5、在上述處理的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)就能夠在每條空間信道上發(fā)送和接收信號(hào)，從而使這些信道成為雙向信道。

利用上述流程，SDMA系統(tǒng)就能夠在一條普通信道上創(chuàng)建大量的頻分、時(shí)分或碼分雙向空間信道，每一條信道都可以完全獲得整個(gè)陣列的增和抗干擾功能。

SDMA系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)明顯

SDMA系統(tǒng)具有眾多優(yōu)點(diǎn)，包括擴(kuò)大覆蓋范圍：線陣列的覆蓋范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于任何單個(gè)天線，因此接收與發(fā)送性能都有大幅度的提高;大幅度降低來(lái)自其它系統(tǒng)和其它用戶(hù)的干擾：在極端吵鬧、干擾強(qiáng)烈的環(huán)境中，系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)有選擇地發(fā)送和接收信號(hào)，從而提高通信質(zhì)量;系統(tǒng)容量大幅度提高;SDMA基站發(fā)射的功率可以遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于普通基站，從而可減少網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的射頻污染;SDMA可以于任何調(diào)制方式、帶寬或頻段兼容，包括AMPS、GSM、PHP、DECT、IS— 54、IS—95等。當(dāng)通信系統(tǒng)剛建成時(shí)，SDMA覆蓋范圍的擴(kuò)展使運(yùn)營(yíng)商可以降低構(gòu)建成本，并迅速完成部署。由于小區(qū)的覆蓋范圍較大，所以信道的復(fù)用效果將好于普通的小區(qū)。