文档介绍：西北工业大学硕十论文无线通信中智能天线技术的研究
西北工业大学硕士论文无线通信中智能天线技术的研究
第章绪论
最近十几年来,随着人们对无线业务需求的迅猛增长,无线通信技术得到了突
飞猛进的发展。据资料统计,目前全球的无线通信业务正在以的速度增长,而
我国的移动通信网用户已超过两亿。鉴于如此大的市场潜力,移动通信具有广阔的
发展前景。我国的各大通信公司如华为、中兴、大唐等投入了大量的人力、物力研
制第三代移动通信系统国家也制定相应政策,加快的商业化进程。
长期以来,无线通信研究的主要目标是增加用户容量、提高数据传输速率、改
善信道的可靠性。用户容量是一个无线系统能同时服务的用户的数量提高数据传
输速率可以使得用户享受更新的业务,比如多媒体传输、宽带接入等
改善信道的可靠性可以降低误码率、减少掉线概率。阻碍这些目标实现的主要彰碍
是信道衰落、干扰、频率选择性失真等,虽然可以通过增加使用的频段和服务区的
基站数量来减少这些有害的影响,但是这些方法都增加了系统的成本。
码分多址是一项新的无线接入
技术,通过为每个用户分配一个特定码,使多个无线用户在同一时刻可以共享同一
频带。这项技术有效地利用了有限的频谱资源,并能在时变的无线信道上保持稳
定地通信。然而,另外一项非常有前景的技术是在小区基站采用智能天线。智能天
线在一个阵列中使用一套固定的阵元,这些天线阵元的信号
加权合并后形成可控的波束方向图,可以利用数字信号处理技术或射频
硬件将波束转到期望方向,以跟踪移动中的手机,这使得智能天
线系统能够把射频资源集中在某个用户上,同时尽量减少噪声、干扰和其它效应对
信号质量的不利影响。智能天线和技术必将在无线通信领域引起革命。
本文便是将这两者结合起来研究。
无线通信的发展历程
通信技术经历了从无线到有线、从模拟到数字两次巨大变革。最早的模
拟无线移动电话是世纪年代才投入市场的,从而开创了蜂窝通信系统和个人
通信服务系统的大批量生产,诞生了第一代移动通信系统即模拟通信系统。由于数
字信号处理、和其他制造技术的发展,年代第二代移动通信系统—数字
通信系统开始取代模拟系统。它有很多优势,可以采用先进的信号处理技术如数据
压缩、编码、数字调制等来提高通信系统的可靠性和安全性设备的体积越来越小,
价格也越来越低。现在人们又积极开发第三代移动通信系统,将为人们提供更好的
服务。短短几十年,无线通信经历了从第一代到第三代的重大变革。年,国
际电信联盟的世界无线电管
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西北业大学硕士论文无线通信中智能天线技术的究
理委员会建议全球所有
国家的无线通信系统统一使用处的频带。这个想象中的概念最初被称为
未来公共陆地移动电话系统
,到年又被称为国际移动电信
的初衷是为全球所有国家定义唯一的、普遍适用的无线通信标准,
通过统一从基站到手机的设计,使全球居民真正使用统一的无线通信系统和设备,
并为用户提供宽带数据传输,支持视频、接入及其它高速数据业务。截
止年月,从全世界政府和行业标准化组织收到了份详细的
建议,其中大多数空中接口协议都采取了和智能天线技术。目前,国际电
信联盟己经确定扩频速率为扩频速率依载波
数目而变和丁扩频速率为为三大主流标准。
夸研究背景与意义
在无线通信系统中,无线信号的传播是复杂的多经传播【,引起传播信号
的时间扩展、多普勒频率扩展和角度扩展,从而使基站接收信号时产生频率选择性
衰落和时间选择性衰落,进而引起码间干扰同时为了节省频率资源,无线
蜂窝网采用频率复用技术,也会使基站接收期望用户信号的同时,产生同信道干扰
尤其是在系统中所有的用户可能会占用同一时间和同一频带,唯
一不同的是各用户自己的相互正交的扩频码,接收端只需借助各自的扩频码进行解
扩,由于大量的多址干扰的存在,使得系统的接收成为干扰限制。
为了有效地消除、抑制和减少,改善系统的性能,人们作了大量的
工作,研究了很多有效的方法,如信道的自适应均衡、分集处理、多用户检测等方
法。近年来随着微电子技术的发展,人们将阵列信号处理技术应用于民用无线通信
系统中,主要研究时域与空域相结合的空时二维处理技术。
在无线通信系统基站采用阵列天线,实现波束形成和自适应信号处理,可以显
著提高系统的信号对干扰和和噪声的功率比,减少时延扩展和多径衰落,
实现角度分集和空分多址,从而大
大降低系统的误码率和出界概率误码率超过某个可允许门限的概率,提高系统
的频谱利用率和系统容量使通信系统的许多功能得到改善,其中包括减少发射功
率和空间电磁千扰、增加发射效率、