无线通信中的多天线技术概要.doc

无线通信中的多天线技术概要 无线通信中的多天线技术概要 PAGE 无线通信中的多天线技术概要 无线通讯中的多天线技术 朱礼勇 南京熊猫汉达科技有限企业 ,南京,210002 纲要本文介绍了无线通讯中往常采纳的三类多天线技术,即智能天线技术、分集技术、M1MO技术。第一论述三类技术的基来源理并对其进行比较剖析,尔后介绍当前研究的热门及将来发展的趋势与面对的挑战。 要点词无线通讯,智能天线,分集,MIMO 无线通讯的一个突出的特色就是信号流传环境复杂 ,怎样除去多址扰乱(MA[、 码间串扰(ISI、同道扰乱(CCI及多径衰败的影响,在有限的频谱资源上传输大容量、高速率的无线数据业务,是无线通讯系统中亟待解决的问题。多天线技术为解决上述问题供给了一种新的思路,其作为一种能有效提升频谱利用率、增添系统容量、抵挡和克制各样扰乱的技术惹起了宽泛研究,被视为将来无线通讯中的要点技术之一。 智能天线技术 1.1智能天线的优势 在不一样时间到达接收机的多个信号路径所造成的时延分布和符号间扰乱 (ISI会 对通讯链路质量产生重要影响.另一方面,同信道扰乱也是限制无线系统容量的一个主要要素,它是由众多的用户复用现有的网络资源(比如频次、时间造成的。智能天线系统能够经过抗衡多径传输效应或建设性地利用不一样的路径来改良链路质量,并且可经过减少扰乱和同意以不一样的天线发送不一样的数据流来提升容量。智能天线的利处概括以下: 增大距离/覆盖范围:因为天线单元接收信号的相关组合,天线阵或波束形成增益造成了信号功率的均匀增添,其增添量与接收天线的数目成正比。 较低的功率要乞降降低成本:对指向目标用户的发送的优化(发射波束形成增益达到了降低功率耗费和放大器成本的作用。 改良链路质量/靠谱性:经过接收独立衰败信号重量的信号独立样本,获取了分集增益。衰败是高度随机的.起码有一个以上的信号重量不会是深度衰败的。鉴于这一事实,独立多维原理的使用降低了信号的有效起伏。当用智能天线在空阃域取样 时,能够获取时间、频次、码和空间等形式的分集。一个非频次选择性衰败的多输人多输出信道的最大空间分集量级等于接收和发射天线数目的乘积。经过特定的调制编码制式,也能够利用拥有多个发射天线的发射分集,而接收分集则要依赖独立多维衰败信号的合成。 提升频谱利用率:精准控制发射和接受功率,以及利用训练序列的知识和/或接收信号的246 其余特征(比方恒定包络、周期稳固性,使扰乱减弱,并增添同一可用资源(比方时闯、频次、码用户的数目,增添由同一个基站用户对这些资源的复用。 1.2智能天线技术面对挑战和发展趋势 当前智能天线面对的挑战主要有:智能天线和其余抗扰乱技术的联合、波束赋形的速度问题、设施复杂性的考虑、共享下行信道及不连续发射、帧构造及有关物理层技术等。 在将来一代无线系统中采纳智能天线技术 ,应要求智能天线特征成为系统设计 不行切割的一部分,以便能提升频谱利用率 ,最大限度降低建设新无线网络的成本 ,提 高服务质量,实现可从头配置的、强壮和透明的超越多技术无线网络操作等产生所 希望的有利影响。为达到此 目标,该领域将来的研究工作将集中于以下要点问题 : (1设计和开发先进的智能天线办理算法,使其适应变化的流传和网络条件,拥有抗衡网络损害的坚强性。 (2为了优化系统性能,实现跨不一样无线系统及平台的透明操作,创始新的智能天线开发和设计战略。 (3在成立精准信道和扰乱模型并引入适合的性能胸怀标准和模拟方法的基础上,对所建议的算法和战略进行本质性能的评估。 分集技术 2.1分类与比较 分集技术是经过对同一个发射信号的不一样副本进行综合接收,以此来减少信号在传输过程中可能产生的深度衰败的技术。从分集技术接收的副本所在的不一样领域来说,能够分为4大类,即时间分集、频次分集、角度分集和空间分集。 每一种分集技术在带来必定的分集增益的同时,也要付出一些资源的代价。时间分集以降低传输速率为代价,所以不适合高速通讯情况和对延时敏感的业务。频次分集的代价是频谱利用率的降低和发射功率的增添,固然能够使用扩频技术增添可用的带宽,可是在频谱日趋紧张,可用频次已经成为一种稀缺资源的状况下,使用频次分集作为一种主要的分集方法也是不理智的。角度分集也是多天线分集的一种 方式,可是它使用的是特别的定向天线,角度分集面对的问题是因为天线阵不行能覆盖所有多径方向,所以必定会带来发射功率的损失,严重的状况甚至会带来性能的降落。从整体上说,空间分集是这几类分集技术中最正确的,它不产生功率的额外损失,或许以频次或许传输速率的牺牲为代价,它所需要付出的代价是增添设施的成本和复杂性。跟着技术的发展,硬件和软件的成本是能够不停降低的,而其余的天然资源倒是不行重生的。所以,从整体性能和发展趋势上看,空间分集拥有其余几种分集技术的优势而防止了它们