TD-SCDMA系統(tǒng)中智能天線的研究和應(yīng)用.pdf

1、本文對(duì)時(shí)分雙工-同步碼分多址(TD-SCDMA-Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access)系統(tǒng)的智能天線技術(shù)進(jìn)行了全面、深入的研究。對(duì)系統(tǒng)的無線傳輸技術(shù)進(jìn)行了整體的描述，建立了完整的碼片級(jí)仿真模型和仿真鏈路。針對(duì)TD-SCDMA系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)一智能天線技術(shù)進(jìn)行了理論分析和仿真驗(yàn)證，從鏈路和系統(tǒng)角度全面評(píng)估了智能天線系統(tǒng)的性能。提出了適于TD-SCMDA系統(tǒng)的智能天線算

2、法并考慮了在具體實(shí)現(xiàn)中的應(yīng)用。提出了扇區(qū)化智能天線系統(tǒng)的概念和邊緣干擾問題，給出了扇區(qū)波束的優(yōu)化原則和解決邊緣干擾問題的兩種信道分配策略。 本文的主要工作包括： 1．在參考了國內(nèi)外大量測(cè)量結(jié)果和信道模型的基礎(chǔ)上，建立了一種適于 TD-SCDMA系統(tǒng)智能天線仿真的空時(shí)信道模型。該模型包含了空時(shí)信道模型的基本特征和主要特征，特別是角度擴(kuò)散特性和相關(guān)衰落特性。信道模型的參數(shù)綜合了國內(nèi)外大量測(cè)量結(jié)果，保證了模型的精確性和完備性。

3、此外，該模型的時(shí)延功率譜(PDP)采用了3GPP的時(shí)延譜特性，保證了TD-SCDMA系統(tǒng)信道模型的繼承性。 2．建立了完整的TD-SCDMA系統(tǒng)上行鏈路的等效低通離散時(shí)間系統(tǒng)模型，在此基礎(chǔ)上建立了完整的TD-SCDMA系統(tǒng)物理層仿真鏈路。從空間處理(波束賦形)、空時(shí)處理(空時(shí)最大比合并)和輸出信噪比特性的角度分析了空時(shí)波束賦形(STJD-Space Time Joint Detection)算法的性能和特點(diǎn)。首次引入了方向性干擾

4、模型，仿真了考慮干擾抑制和不考慮干擾抑制的空時(shí)聯(lián)合檢測(cè)算法的性能。該仿真結(jié)果對(duì)于TD-SCDMA上行處理算法的設(shè)計(jì)或選擇有重要的參考意義。 3．在傳統(tǒng)的Steiner信道估計(jì)器的基礎(chǔ)上改進(jìn)了TD-SCDMA系統(tǒng)的信道估計(jì)方法，該方法在一定程度上抑制了噪聲對(duì)信道估計(jì)的影響。在信道估計(jì)的基礎(chǔ)上，提出了三種改進(jìn)的干擾空間協(xié)方差估計(jì)的方法，即后處理方法、基于midamble碼的干擾消除方法和基于數(shù)據(jù)段的干擾消除方法。同傳統(tǒng)的空窗估計(jì)方法

5、相比，后處理方法和基于midamble碼的干擾消除方法性能有明顯改善。 4．首次提出了碼片級(jí)(用戶級(jí))波束賦形和符號(hào)級(jí)(碼道級(jí))波束賦形的概念并仿真了TD-SCDMA系統(tǒng)中兩者的差別。分析了TD-SCDMA系統(tǒng)下行的智能天線算法一發(fā)射波束賦形算法，分析了各種發(fā)射波束賦形的準(zhǔn)則、算法和實(shí)現(xiàn)方式。提出一種優(yōu)化的終端聯(lián)合檢測(cè)方法，改方法能夠明顯提高終端檢測(cè)性能。同傳統(tǒng)的聯(lián)合檢測(cè)算法相比，優(yōu)化的聯(lián)合檢測(cè)算法適當(dāng)?shù)倪x擇參與聯(lián)合檢測(cè)的用戶，

6、避免了傳統(tǒng)聯(lián)合檢測(cè)算法對(duì)噪聲的惡化。 5．首次建立了針對(duì)TD-SCDMA系統(tǒng)的的智能天線系統(tǒng)仿真模型，在該模型中建立了TD-SCDMA系統(tǒng)上下行智能天線算法模型并引入了環(huán)繞式小區(qū)結(jié)構(gòu)，在建立系統(tǒng)仿真模型的基礎(chǔ)上，統(tǒng)計(jì)了TD-SCDMA系統(tǒng)外小區(qū)干擾的方向性特點(diǎn)，該結(jié)論是上行干擾空間協(xié)方差矩陣應(yīng)用的理論基礎(chǔ)。分析了上、下行干擾協(xié)方差矩陣的差別并給出了利用上行干擾協(xié)方差矩陣進(jìn)行下行發(fā)射波束賦形的仿真結(jié)果，該結(jié)果對(duì)基于干擾抑制的發(fā)射波

7、束賦形算法實(shí)現(xiàn)有著重要的參考意義。此外給出了不同情況下智能天線的性能仿真結(jié)果。 6．扇區(qū)化是蜂窩系統(tǒng)重要的覆蓋方式，基于這種考慮提出了一種TD-SCDMA系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)扇區(qū)化智能天線的方法一扇區(qū)化智能天線(SSA-Sectoral Smart Antenna)，該方法有效的解決了TD-SCDMA系統(tǒng)智能天線扇區(qū)化問題。并提出了廣播信道覆蓋波束的優(yōu)化準(zhǔn)則，在該準(zhǔn)則下，扇區(qū)間的干擾被最大程度的抑制。分析了扇區(qū)邊緣的干擾問題和TD-SCDM