電孤技求202年第2期網(wǎng)絡(luò)與通信NETWORK COMMUNICATION文章編號(hào):1001-893X200m2-0105-0移動(dòng)通信中的空分多址技術(shù)俄廣西龔耀寰電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院四川成都610054)摘要在信息時(shí)代人們對(duì)通信業(yè)務(wù)的需求不斷增加這對(duì)通信技術(shù)提出了更高的要求空分多址〔SMA)技術(shù)由于其在提高系統(tǒng)容量和頻譜利用率方面的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)而引起了人們的廣泛關(guān)注。本文從基本概念、信道模型、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)和對(duì)通信系統(tǒng)的性能改善等幾個(gè)方面對(duì)空分多址技術(shù)進(jìn)行了較為全面的論述。關(guān)鍵詞移動(dòng)通信空分多址固定多波束切換洎適應(yīng)波束形成中圖分類號(hào)IN929.5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:ASpatial Division Multiple access Technologyin mobile communicationE Guang-xi GONG Yao -huanElectronic Engineering School UESTC hengdu 610054, ChinaAbstract In information age the demand for communication service increases constantly. So higher requirementfor the communication technology is raised. The Spatial-Division- Multiple- Acesse( SDMA technology callsattention broadly by its unique advantage of increasing system capacity and frequency spectrum utilization. Inthis paper the authors discuss thoroughly SDMA technology from such aspects as basic concept channel modelrealization and improvement of the performance of communication systemKey words: Mobile communication "Spatial division multiple access( SDMA ) Multiple beam switch ;Adaptivebeam formin戶方向發(fā)送。SDMA在提高通信服務(wù)質(zhì)量、擴(kuò)大系引言統(tǒng)容量、提高無(wú)線資源的利用率、提高系統(tǒng)的可靠性隨著通信業(yè)務(wù)的迅猛發(fā)展和移動(dòng)通信用戶的不以及降低系統(tǒng)成本等方面有卓越的優(yōu)點(diǎn)斷增加現(xiàn)有通信體制FDMA、TDMA、CDMA的容量空分多址技術(shù)起源于雷達(dá)、聲納等軍事領(lǐng)域由已漸趨飽和如何提高無(wú)線資源的利用率成為人們于造價(jià)昂貴及其他因素,一直未能應(yīng)用于民用通信思考的重點(diǎn)。隨著陣列信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展空分領(lǐng)域。隨著微電子技術(shù)的飛速發(fā)展DSP芯片的價(jià)多址(SDMA: Spatial Division Multiple Access)技術(shù)可以顯著改善通信系統(tǒng)的性能其在移動(dòng)通信領(lǐng)域的格不斷下降以及數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的日益完善空應(yīng)用已引起人們的極大關(guān)注分多址正在向民用通信系統(tǒng)滲透。依托先進(jìn)的數(shù)字SDMA技術(shù)使用定向波束服務(wù)于不同的用戶信號(hào)處理技術(shù)空分多址在移動(dòng)通信系統(tǒng)中將會(huì)有控制了基站和用戶的空間輻射能量引導(dǎo)能量沿用良好的應(yīng)用前景口胡11電孤技求202年第2期網(wǎng)絡(luò)與通信NETWORK COMMUNICATION加拿大 McMaster大學(xué)研究開(kāi)發(fā)了4元陣列天線采SDMA的研究現(xiàn)狀用恒模CMA算法。我國(guó)國(guó)內(nèi)部分大學(xué)也正在進(jìn)行歐、美、日等國(guó)非常重視sDMA技術(shù)在未來(lái)的移相關(guān)的研究動(dòng)通信方案中的地位與作用,已經(jīng)進(jìn)行了大量的理論分析研究同時(shí)也建立了一些技術(shù)試驗(yàn)平臺(tái)。三、SDMA的基本概念歐洲通信委員會(huì)(CEC勝在RACE計(jì)劃中實(shí)施了SDMA體制又稱空間分割,它使用陣列天線通第一階段智能天線技術(shù)研究稱之為 TSUNAMI,由過(guò)在角度域提供虛信道來(lái)控制空間。一般來(lái)說(shuō),S德國(guó)、英國(guó)、丹麥和西班牙合作完成。項(xiàng)目組在95中的120扇區(qū)分割,定多波束的切換也可以DECT基站基礎(chǔ)上構(gòu)造了智能天線試驗(yàn)?zāi)Ｐ汀Ｌ炀€認(rèn)為屬于SDMA的范疇。SDMA技術(shù)允許在一個(gè)小有8個(gè)陣元組成射頻工作頻率為1.89GHz陣元間區(qū)內(nèi)用相同的頻率、相同的時(shí)隙、相同的擴(kuò)頻碼通距可調(diào)。模型用數(shù)字波束形成的方法實(shí)現(xiàn)智能天過(guò)不同的波束為不同的用戶服務(wù)。通過(guò)使用陣列天線系統(tǒng)評(píng)估了識(shí)別信號(hào)到達(dá)方向的MUsC算法,線提供對(duì)空間的動(dòng)態(tài)控制從而增加了一個(gè)維度采用的自適應(yīng)算法有NLMS算法和RLS算法。實(shí)驗(yàn)SDMA的基本思想是引導(dǎo)能量沿用戶方向傳系統(tǒng)驗(yàn)證了智能天線的功能2個(gè)用戶4個(gè)空間信輸。通常情況下同移動(dòng)用戶的空間位置和移動(dòng)速道包括上行和下行鏈路比特差錯(cuò)率BER優(yōu)于度不同在基站一側(cè)所接收到的不同用戶的信號(hào)的I0?-3I。試驗(yàn)評(píng)測(cè)了采用 MUSIC算法判別用戶信DOA多普勒頻移和多徑結(jié)構(gòu)等特征也就不同。SD-號(hào)方向的能力同時(shí)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試表明圓環(huán)和平MA就是利用這些特征的差異通過(guò)陣列天線技術(shù)面天線適于室內(nèi)通信環(huán)境使用而在市區(qū)環(huán)境中采在用戶方向上形成定向波東在同一信道上接收和用簡(jiǎn)單的直線陣更合適。發(fā)送多個(gè)用戶信號(hào)而不發(fā)生相互干擾。實(shí)際上它使日本ATR光電通信研究所研制了基于波束空通信資源不再局限于時(shí)間域、頻率域或碼域而拓展間處理方式的多波束智能天線。天線陣元布局為間到了空間域距半波長(zhǎng)的16陣元平面方陣,射頻工作頻率是個(gè)理想的SDMA系統(tǒng)應(yīng)能夠?yàn)槊恳粋€(gè)用戶形1.545GHl陣元組件接收信號(hào)在模數(shù)變換后進(jìn)行成一個(gè)波束基站跟蹤用戶的位置移動(dòng)始終使用戶快速傅氏變換(FT)處理形成正交波束后分別采處于波束的中心處。在SDMA系統(tǒng)中的所有用戶,用恒模MA算法或最大比值合并分集算法。野外將能夠用同一信道在同一時(shí)間實(shí)現(xiàn)雙向通信。移動(dòng)試驗(yàn)確認(rèn)了采用恒模CMA算法的多波束天線功能。理論分析及實(shí)驗(yàn)證明使用最大比值合并算四、通信系統(tǒng)中的信道模型MRC河以提高多波束天線在波束交叉部分的增信號(hào)通過(guò)無(wú)線信道的情況是很復(fù)雜的嚴(yán)格的益。上述兩種方案在所形成波束內(nèi)選用最大電平數(shù)學(xué)模型的建立需要有物理環(huán)境的完整描述但是接收信號(hào)不用判別用戶信號(hào)到達(dá)方向及反饋控制這不利于信號(hào)處理算法的設(shè)計(jì)因此需要簡(jiǎn)化有關(guān)機(jī)構(gòu)等硬件跟蹤裝置。信號(hào)傳輸?shù)募僭O(shè)構(gòu)造一個(gè)實(shí)用的參數(shù)化模型。無(wú)Array comr公司和中國(guó)郵電電信科學(xué)研究院信線電波傳輸中信號(hào)從發(fā)射到接收端的傳輸路徑中威公司研制出應(yīng)用于無(wú)線本地環(huán)路WL舶智能天存在多條路徑。多徑傳輸除了引起信號(hào)衰落外還線系統(tǒng)。產(chǎn)品采用可變陣元配置有12元和4元環(huán)會(huì)引發(fā)時(shí)延擴(kuò)展多譜勒擴(kuò)展和角度擴(kuò)展、無(wú)線信道形自適應(yīng)陣列可供不同環(huán)境選用。在日本進(jìn)行的現(xiàn)般可以分為頻率選擇性衰落信道和平坦衰落性信場(chǎng)實(shí)驗(yàn)表眀在PS基站采用該技術(shù)可以使系統(tǒng)容道信道模型也就相應(yīng)地建模為頻率選擇性信道模量提高4倍。型和平坦衰落信道模型我國(guó)信威公司的智能天線采用8陣元環(huán)形自適假設(shè)在用戶發(fā)射機(jī)和基站接收機(jī)之間的信道內(nèi)應(yīng)陣列,基帶信號(hào)用DsP處理,射頻工作于1785存在L條路徑則頻率選擇性信道的沖激響應(yīng)可以1805MHz菜用TDD雙工方式,收發(fā)間隔為10描述為ms接收機(jī)靈敏度最大可提高9dB此外德州大學(xué)奧斯汀SDMA小組建立了一套x)=∑以01,業(yè)2t-x)電孤技求202年第2期網(wǎng)絡(luò)與通信NETWORK COMMUNICATION式中θ,w1表示第個(gè)信號(hào)的波達(dá)方向θ和分別為陣列天線與第i個(gè)信號(hào)的仰五、SDMA的實(shí)現(xiàn)方案角和方位角要實(shí)現(xiàn)SDMA,目前主要有固定多波束切換和L為多徑數(shù)目自適應(yīng)波束形成2種方法。β為第;條路徑的增益1.固定多波束切換f是由移動(dòng)臺(tái)或散射體的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的多譜勒固定多波束系統(tǒng)的波束數(shù)目是固定的方向圖頻移;也是固定不變的。系統(tǒng)利用多個(gè)并行波束覆蓋整個(gè)中為固定的相位偏移。用戶區(qū)每個(gè)波束的指向都是固定的波束寬度也隨陣元數(shù)目的確定而確定。多波束切換算法僅有一個(gè)反射體反射體波束轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)函數(shù)該函數(shù)實(shí)現(xiàn)各個(gè)波束之間的切換。波束切換算法和射頻信號(hào)處理算法整合在智能天線里。對(duì)于每一個(gè)用戶的通信呼叫,系統(tǒng)為其選基動(dòng)臺(tái)擇一個(gè)可以提供最佳信號(hào)的波束然后系統(tǒng)持續(xù)跟蹤該用戶及時(shí)切換天線波束確保在整個(gè)連接期間滿足用戶的需要。系統(tǒng)連續(xù)掃描波束的輸岀選擇線反射體輸出功率最大的一個(gè)。窄帶定向波束的應(yīng)用,減少了對(duì)基站造成影響的干擾源的數(shù)量。當(dāng)用戶移動(dòng)圖1多徑傳輸信道示意圖時(shí)系統(tǒng)連續(xù)檢測(cè)信號(hào)質(zhì)量以決定選擇哪個(gè)波束,使接收信號(hào)最強(qiáng)。系統(tǒng)框圖如圖2所示。信道沖激響應(yīng)的所有變量都可能隨時(shí)間、用戶位置以及用戶移動(dòng)速度而變化但是當(dāng)用戶在一個(gè)小的局部區(qū)域幾個(gè)波長(zhǎng)的距離移動(dòng)時(shí)則可以認(rèn)多波束形成多波束切換為多徑分量L固定并且對(duì)每一路徑而言波達(dá)方向開(kāi)關(guān)函數(shù)算法θ灬)路徑增益β、多譜勒頻移f、相位偏移中和時(shí)延τ可假設(shè)近似為常數(shù)。若發(fā)射信號(hào)為(t)則在陣列天線上接收的信號(hào)為接1)=∑0)C2+41-x)+1)收機(jī)(2)上式即為平坦衰落信道的沖激響應(yīng)n(t)為陣列天線的加性噪聲。圖2系統(tǒng)框圖在移動(dòng)通信系統(tǒng)中如果上行鏈路和下行鏈路采用相同的天線和相同的工作頻率則上、下行鏈路由于開(kāi)關(guān)波束系統(tǒng)對(duì)接收信號(hào)區(qū)域定位的模的沖激響應(yīng)是相同的。但是,上行鏈路和下行鏈路糊使得該系統(tǒng)一般只應(yīng)用在基站一側(cè)。開(kāi)關(guān)波束還是有一些區(qū)別具有很強(qiáng)的方向性從接收信號(hào)的功率的角度來(lái)看,基站通常位于高處因此本地散射比較少,它能它有優(yōu)良的性能,可以抑制當(dāng)前正在使用的波束中夠看見(jiàn)”的入射路徑很少,每條路徑有不同的時(shí)延心處之外的干擾提高天線端的增益。但是開(kāi)關(guān)波和較小的角度擴(kuò)展。一般路徑數(shù)目為2~6角度擴(kuò)束天線由于波束的指向固定不能夠自適應(yīng)地消除展為5~15°干擾在干擾強(qiáng)烈的區(qū)域其應(yīng)用將受到限制。因?yàn)榕c基站相反移動(dòng)臺(tái)可以看到”較多的路徑和用戶信號(hào)并不一定在固定波束的中心處當(dāng)用戶位較大的角度擴(kuò)展例如路徑數(shù)目可能多達(dá)50個(gè)角于波束邊緣,干擾信號(hào)位于波束中央時(shí)接收效果最電孤技求202年第2期網(wǎng)絡(luò)與通信NETWORK COMMUNICATION但是固定多波束切換系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)需判定SDMA的上行鏈路用戶信號(hào)到達(dá)方向的優(yōu)點(diǎn)而且易于實(shí)現(xiàn)。上行鏈路的實(shí)現(xiàn)采用基于接收DBF的方法。在固定多波束切換系統(tǒng)中,多波束的形成有很在陣列信號(hào)處理的范圍內(nèi)波束形成就是從天線陣多方法可以采用特定波束形成算法、直接加主瓣偏列重構(gòu)源信號(hào)這即可以通過(guò)增加期望信源的貢獻(xiàn)移形成算法、HF形成算法、聯(lián)合形成多波束算法來(lái)實(shí)現(xiàn)也可以通過(guò)抑制干擾源來(lái)實(shí)現(xiàn)。一般同時(shí)采用上述兩種方式。其基本原理就是應(yīng)用數(shù)字波束2.自適應(yīng)波束形成形成器利用相應(yīng)的算法計(jì)算針對(duì)某個(gè)期望用戶的與固定多波束切換方式不同,自適應(yīng)波束形成權(quán)值產(chǎn)生一個(gè)將該用戶納入其中的波束同時(shí)將零方式不是選擇既定的波束,它根據(jù)期望信號(hào)的先驗(yàn)點(diǎn)指向其他的用戶。這樣就可以保證從K個(gè)信號(hào)知識(shí)在期望信號(hào)的方向上自適應(yīng)地形成一個(gè)波束。中分離出該用戶的信號(hào)抑制其他用戶的信號(hào)。考然后持續(xù)跟蹤移動(dòng)臺(tái)的位置變動(dòng)動(dòng)態(tài)地改變波束慮到下行鏈路上行鏈路的接收DBF可以采用這種的方向和形狀。這種方式可以解決固定多波束切換方法先估計(jì)用戶信號(hào)的DOA得到用戶的空間方方式中的當(dāng)移動(dòng)臺(tái)處于波束的邊緣時(shí)性能下降的問(wèn)向然后在用戶方向上形成波束。題而且可以根據(jù)業(yè)務(wù)需求改變小區(qū)的大小和形這種方法的關(guān)鍵之處在于確定用戶信號(hào)的狀動(dòng)態(tài)地形成小區(qū)DOA如何在多徑干擾環(huán)境下準(zhǔn)確、快速地估計(jì)DA關(guān)于自適應(yīng)波束形成的算法比較多有基于各還需要進(jìn)一步探索。種約束準(zhǔn)敗如最小均方準(zhǔn)則、最小二乘準(zhǔn)則、最大也可以考慮采用基于有限字符集性質(zhì)的方法。信干比準(zhǔn)則、)的算法有LMS算法、RS算法、SM通過(guò)一定的估計(jì)準(zhǔn)則計(jì)空間信道和符號(hào)序列或算法、功率倒置算法、約束算法等湛于信號(hào)恒模特者直接估計(jì)用戶的符號(hào)序列這就是符號(hào)序列估計(jì)征的算法有:恒模算法CMA、最小二乘恒模算法方法。這種方法主要利用數(shù)字調(diào)制信號(hào)的有限字符LSCMA、多目標(biāo)最小二乘恒模算法IS-M℃CMA等;集性質(zhì)和周期平穩(wěn)性?；谛盘?hào)子空間的方法等。字符序列的最佳估計(jì)有2種算法撮大似然序自適應(yīng)波束形成系統(tǒng)為了實(shí)現(xiàn)其改善系統(tǒng)性能列估訊MSE算法和最大后驗(yàn)概率MAP算法。的目標(biāo)必須在動(dòng)態(tài)環(huán)境下對(duì)許多時(shí)變參數(shù)進(jìn)行估MLSE算法就是:已知匹配濾波器或相關(guān)解調(diào)計(jì)和優(yōu)化并且這些系統(tǒng)參數(shù)的更新耗費(fèi)的時(shí)間也器輸出端的接收序列n1,灬…,確定序列s是必須考慮的問(wèn)題。例如系統(tǒng)要求實(shí)時(shí)更新處于m)Am)灬Am)}使得條件概率密度函數(shù)H(rn2快速移動(dòng)中的移動(dòng)臺(tái)的位置信息而響應(yīng)時(shí)間卻受1sm)最大。到方向角估計(jì)跟蹤算法以及收斂至滿足水平的波MAP算法是使每個(gè)被估計(jì)或檢測(cè)的字符的后束形成算法所需時(shí)間的限制。盡管可以通過(guò)算法的驗(yàn)概率為最大。MAP算法的計(jì)算很復(fù)雜實(shí)際應(yīng)用并行來(lái)實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)信號(hào)處理能力但同時(shí)也增加了系中多采用MSE算法。統(tǒng)開(kāi)銷因此在移動(dòng)環(huán)境中采用自適應(yīng)波束形成方2.SDMA的下行鏈路式尚有一定的困難。相比較而言固定多波束切換SDMA系統(tǒng)的下行鏈路的關(guān)鍵是發(fā)射數(shù)字波束方式的實(shí)現(xiàn)要容易一些。的形成技術(shù)。對(duì)于收發(fā)共用類型天線系統(tǒng)當(dāng)采用時(shí)分雙(TD時(shí)由于發(fā)射和接收的時(shí)間間隔短六、SDMA的工作鏈路并且采用同樣的頻率,上、下行鏈路差異不大,可以SDMA的基本內(nèi)容是上行信號(hào)的多用戶分離和認(rèn)為上、下行鏈路的傳輸函數(shù)相同因此能夠把從上下行信號(hào)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)發(fā)送。上行信號(hào)的多用戶分離就行鏈路計(jì)算中得到的權(quán)值直接應(yīng)用到下行鏈路中。是利用空間信道估計(jì)和自適應(yīng)空間濾波技術(shù)對(duì)同當(dāng)采用頻分雙工(FDD時(shí)因?yàn)樯?、下行鏈路采信道中多個(gè)用戶發(fā)到基站的信號(hào)進(jìn)行空間濾波加以用不同的頻率,般有45或80MH的保護(hù)間隔信區(qū)分。下行信號(hào)的發(fā)送是指根據(jù)用戶的空間位置的道受頻率選擇性衰落各不相同故根據(jù)上行鏈路計(jì)差異在用戶方向上形成定向波束從而保證信號(hào)只算得到的權(quán)值不能直接應(yīng)用到下行鏈路中需要單電孤技求202年第2期網(wǎng)絡(luò)與通信NETWORK COMMUNICATION(1販饋方法基站周期性地向移動(dòng)臺(tái)發(fā)射測(cè)試提高頻譜利用率是指給定系統(tǒng)用給定頻譜可以信號(hào)移動(dòng)臺(tái)響應(yīng)并將信息通過(guò)上行鏈路反饋給基處理的業(yè)務(wù)量提高信道容量就可以增加信道內(nèi)的站基站由此得到信道響應(yīng)信息據(jù)此計(jì)算下行鏈路用戶。研究表明使用SDMA技術(shù)可以提高系統(tǒng)容的權(quán)值形成針對(duì)期望用戶的波束。量。首先由于降低共道干擾和多徑衰落提高了服(2)用DOA的方法油于DOA指示了用戶信務(wù)質(zhì)量。因此可以在保持系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量不變的情況號(hào)方向因此只要把在接收模式中獲得的移動(dòng)臺(tái)的下提高信道容量。其次,可以在不增加頻譜資源的方向知識(shí)應(yīng)用在發(fā)射模式中就可以用DBF技術(shù)在情況下形成多個(gè)波束以提供額外的信道同樣提高這個(gè)方向形成定向波束建立下行鏈路同時(shí)在其它了系統(tǒng)容量用戶方向形成零點(diǎn)以降低對(duì)其它用戶的干擾在 Rayleigh衰落環(huán)境中對(duì)陣列天線的最大數(shù)3)用參考信號(hào)的方法在市區(qū)多徑往往會(huì)導(dǎo)據(jù)率和容量的研究得出一個(gè)重要結(jié)論個(gè)用戶每致期望用戶有比較大的角度擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,一個(gè)的陣列天線可以形成L個(gè)波束使用優(yōu)化發(fā)射/工作在870MHz上從距離1km處看時(shí)角度擴(kuò)展接收機(jī)可以建立L個(gè)信道每個(gè)信道的最大數(shù)據(jù)率大概為3°此時(shí)計(jì)算DOA比較困難。對(duì)使用參考信與單信道的相同。這意味著系統(tǒng)容量提高到了原來(lái)號(hào)和使用DOA的研究表眀當(dāng)多徑導(dǎo)致期望信號(hào)有容量的L倍。陣列天線和天線分集對(duì)移動(dòng)通信系統(tǒng)較大的角度擴(kuò)展時(shí)前者要比后者優(yōu)越。IS-54標(biāo)容量的影響的研究表明,使用陣列天線可以大幅提準(zhǔn)中的幀同步序列和用戶識(shí)別序列、GSM系統(tǒng)中的高系統(tǒng)容量。在TDMA系統(tǒng)中對(duì)SDMA技術(shù)應(yīng)用訓(xùn)練序列以及CDMA系統(tǒng)中的PN序列都可以作為的研究表明通過(guò)在基站使用二元陣除了在最壞參考信號(hào)情況下(小區(qū)邊界以外頻率復(fù)用因子可以達(dá)到4使用動(dòng)態(tài)信道分配可以進(jìn)一步達(dá)到3。對(duì)于當(dāng)前系七、SDMA對(duì)系統(tǒng)性能的改善統(tǒng)的頻率復(fù)用因子7來(lái)說(shuō)這是一個(gè)實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)。SDMA對(duì)通信系統(tǒng)的性能改善是多方面的,可4.BER的改善以降低共道干擾和多徑衰落,降低BER和中斷概使用SDMA技術(shù)可以消除共道干擾和多徑衰率擴(kuò)大系統(tǒng)容量提高頻譜利用率根據(jù)業(yè)務(wù)需求落降低BER或者給定BER降低對(duì)SNR的要求。動(dòng)態(tài)地形成小區(qū)。多波束系統(tǒng)對(duì)共道干擾的仿真表明,對(duì)于QPSK調(diào)1.減少時(shí)延擴(kuò)展和多徑衰落制系統(tǒng)BER隨陣元數(shù)目的增加而降低。在多徑環(huán)時(shí)延擴(kuò)展是由多徑傳播引起的使用SDMA后,境下只有一個(gè)主路徑時(shí)比同時(shí)有n個(gè)等能量路徑通過(guò)在期望信號(hào)方向上形成定向波束其它方向置時(shí)BER的降低更為明顯。在TDMA系統(tǒng)中實(shí)驗(yàn)結(jié)零來(lái)消除時(shí)延到達(dá)的信號(hào)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在果表明在基站使用自適應(yīng)天線可以把平坦衰落環(huán)TDMA系統(tǒng)中使用6元陣在多達(dá)3余條多徑的環(huán)境中其它用戶對(duì)BER的影響降低到如同其它用戶境中取得了令人滿意的性能。都不存在的水平。對(duì)頻率選擇性衰落信道的仿真結(jié)2.降低共道干擾果與平坦衰落環(huán)境下的結(jié)果相似。小區(qū)用戶的增加SDMA技術(shù)具有空間濾波器的作用在基站的通常會(huì)增加BER。使用RS算法,CDMA系統(tǒng)中BER的表達(dá)式為發(fā)射模式中對(duì)期望的用戶形成定向波束發(fā)射信號(hào)在其它方向上造成的干擾就比較小使用多波束覆NK(1+8)-1(3)蓋小區(qū)的分析表明共道干擾隨著波束的增加而下3GD降K(1+8B)-1(43.提高頻譜利用率P是使用全向天線時(shí)的BER表達(dá)式P是使通信系統(tǒng)的容量是指在給定頻譜資源時(shí)系統(tǒng)用陣列天線時(shí)的BER表達(dá)式。式中Q是標(biāo)準(zhǔn)Q函可以處理的業(yè)務(wù)量在蜂窩系統(tǒng)中,般可以用給定數(shù)G是CDMA系統(tǒng)的處理增益K是小區(qū)內(nèi)的用戶頻譜帶寬時(shí)每個(gè)小區(qū)能提供的最大信道數(shù)或最大數(shù)β=0.0553D表示陣列天線的方向增益。比較用戶數(shù)來(lái)衡量。增加系統(tǒng)容量有2種方式增加系(3)(4)兩式可知:使用SDMA技術(shù)顯著降低了電孤技求202年第2期網(wǎng)絡(luò)與通信NETWORK COMMUNICATION與全向天線相比BER可以降低一倍。強(qiáng)度、美觀的外型而且在增益、帶寬、角掃描能力和5.中斷概率的降低損耗等方面有苛刻的要求中斷概率是指在接收數(shù)據(jù)時(shí),由于誤碼率的增參考文獻(xiàn)高而導(dǎo)致信道不能正常工作的概率。在基站上使用自適應(yīng)天線后增加了可使用的波束數(shù)目降低了中[1 George Tsoulos ,et al. Wireless Personal Communications for斷概率。對(duì)蜂窩系統(tǒng)中斷概率的硏究分析表明在the 21st Century European Technological Advances in Adaptive Antenna[ J ] IEEE Com Magazine, 1997: 102-109包含1個(gè)共道小區(qū)和6個(gè)共道小區(qū)的不同情況下,[2]T. Ohgane, N. Matsuzawa, T. Shimura, M. Mizune,and使用自適應(yīng)天線后存在6個(gè)共道小區(qū)時(shí)對(duì)中斷概H. Sasaoka, BER Performance of CMA adaptive array for率的改善僅比只存在1個(gè)共道小區(qū)時(shí)略差一點(diǎn)。GMSK mobile communicatior-A description of6.提高發(fā)射效率measurements in central Toky j], IEEE Trans. Veh, TechSDMA技術(shù)可以形成高增益定向波束能夠擴(kuò)nol,vol.42,pp,484~490,1993展小區(qū)范圍或降低移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率。實(shí)驗(yàn)室的[3] J. F. Diouris, B. Feuvrie, and J. Saillard, Adaptive multi-sensor receiver for mobile communications[ J],Ann. Tele-實(shí)驗(yàn)結(jié)果8表明使用SDMA技術(shù)后發(fā)射功率可以從10W降低到250mW。在基站上發(fā)射功率被分配【4] Jingmin Xin, Linear Perdiction0 ch to Direction Estima到M個(gè)陣元上總的發(fā)射功率的降低導(dǎo)致每個(gè)陣元tion of Cyclostationary Signals in Multipath Environmen[ J]上的發(fā)射功率的降低。在系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方面由于發(fā)IEEE Transaction on Signal Processing, Vol. 49, No. 4,射功率的降低因此可以采用小功率的器件對(duì)于工April 2001作在微波波段上的器件而言這一點(diǎn)尤其重要。[5] T. Tramp and B. Otterstem, Estimation of noof arrival and angular spread using anJ],八、SDMA的關(guān)鍵技術(shù)Signal procesol.50Pp.57[6]S. Choi and T. K. Sarkar, Adaptive antenna arraySDMA技術(shù)由于性能優(yōu)越,在移動(dòng)通信系統(tǒng)中conjugate gradient method for multipath mobile communi有廣闊的應(yīng)用前景但是由于現(xiàn)有的數(shù)字信號(hào)處理cation J ] Signal Process. Vol 29, pp. 319-333算法的限制目前只用于衛(wèi)星通信。主要有以下幾[7]J.H. Winters, J Salz,andR. D Gitlin, The impact of點(diǎn)因素影響了SDMA的應(yīng)用和性能tenna diversity on the capacity of wireless communication sys-1運(yùn)算量小的快速數(shù)字信號(hào)處理算法油于目temd[ J ] IEEE Trans. Commun. vol. 42, pp. 1740前的DSP和專用算法芯片的速度的限制使得有些算法難以在實(shí)際情況下應(yīng)用淇次在移動(dòng)通信系統(tǒng)[8]S.A. Harbin and B.K, Rainer ,Low- power wireless mo中尤其是移動(dòng)臺(tái)高速移動(dòng)時(shí)如果數(shù)字波束形成算bile communications systenf A in Proc. IEEE 4th Vehicular法的收斂時(shí)間達(dá)不到要求,有可能使移動(dòng)臺(tái)脫離波Technology Conf[ C ] Vol. 1 ,Stockholm Sweden 1994 PI673~676束造成通信中斷。這對(duì)數(shù)字信號(hào)處理算法提出了很高的要求作者簡(jiǎn)介(2)多徑環(huán)境下的DOA估計(jì)算法:下行鏈路的俄廣西(1972-)男山東東阿人博土研究生研究方DBF主要是利用用戶信號(hào)的DOA但是在多徑干擾向?yàn)樾盘?hào)與信息處理嚴(yán)重的環(huán)境中準(zhǔn)確估計(jì)用戶信號(hào)的DOA尚有一定龔耀寰(1938-)男,1%60年畢業(yè)于成都電訊工程學(xué)校,的難度。1979~1981年在英國(guó)拉力夫巴勒技術(shù)大學(xué)作訪問(wèn)學(xué)者191(3厭線的設(shè)計(jì)天線設(shè)計(jì)歷來(lái)是移動(dòng)通信技術(shù)99年任德國(guó)慕尼黑技術(shù)大學(xué)客座教授現(xiàn)為電子科技大研究的重點(diǎn)合理設(shè)計(jì)的天線不僅要有足夠的機(jī)械學(xué)教授博士生導(dǎo)師電子技術(shù)系主任。