智能天线及其在TD-LTE中的应用
论智能天线在TD—LTE中的应用
论智能天线在TD—LTE中的应用推荐文章试论高新技术在通信系统中的应用热度：浅析智能光网络在电力通信系统中的应用热度：智能天线在TD—LTE中的应用分析热度：浅论软交换技术在电力通信系统中的应用前景热度：论智能光网络在电力通信系统中的应用热度：1 概述智能天线(Smart Antenna)技术是在微波技术、自动控制理论、自适应天线技术、数字信号处理DSP(Digital Signal Processing)技术和软件无线电技术等多学科基础上综合发展而成的一门新技术。
智能天线是具有一定程度智能性的自适应天线阵列。
智能天线早期应用于军事领域，自3G时代开始走向民用通信，在今天的TD-LTE试验网和商用网中，智能天线技术得到了飞速发展。
智能天线技术利用信号传输的空间相干性，通过调整天线阵列阵元发送信号的权值，产生空间预定波束，将无线信号导向具体方向，使主瓣波束自适应地跟踪用户主信号到达的方向，旁瓣或零陷对准干扰信号到达的方向，达到充分和高效利用移动用户信号，删除或抑制干扰信号的双重目的。
智能天线可实现信号的空域滤波和定位，在多个指向不同用户的并行天线波束控制下，可以显著降低用户信号彼此间的干扰。
智能天线通常应用在基站侧，可在下行链路对发射信号进行预加权实现选择性发送，也可在上行链路对接收的混叠信号进行不同加权合并得到对应的波形。
智能天线因其具有增加系统容量、提高通信质量和扩大小区覆盖等优点，已广泛应用于TD-SCDMA和TD-LTE网络。
可以肯定的是，情景化、小型化、电调化、宽带化和集成化相结合的智能天线，将在TD-LTE及后期演进系统中发挥不可替代的作用。
2 智能天线简介由于无线移动通信信道传输环境具有复杂性和不确定性，主要受多径衰落、时延扩展等不利因素影响，存在符号间串扰、同信道间干扰和多址干扰等恶化通信环境的情况，直接降低了链路性能和系统容量，而智能天线是解决这些问题的重要手段之一。
2.1 智能天线的信号模型图1为智能天线接收部分简图，由阵元、加权和合并三部分组成。
在移动通信中的智能天线技术及应用
在移动通信中的智能天线技术及应用摘要：智能天线作为提高移动通信系统性能的关键技术，它能够对信号的接受和发射进行自适应波束，以大大降低系统内的干扰，提高系统容量，降低发射功率并提高接收灵敏度。
在大大提高系统性能的同时，还可以降低设备的成本。
本文首先介绍了智能天线的基本原理，分析了系统性能的改善以及移动通信系统的应用。
关键词：移动通信；智能天线；波束成型近年来，智能天线技术已经成为现代移动通信中研究的热门技术，目的是为了充分利用空域资源，提高系统的性能和容量，移动通信中信道传输条件较恶劣，信号在到达接收端前会经历衰减"衰落和时延扩展。
因此，（智能天线）通过使移动通信系统的容量和通信质量得到较大的提高，可望为移动通信的发展注入新的活力。
一、智能天线的基本原理智能天线是一种具有测向和波束形成能力的天线阵列，利用数字信号处理技术，产生空间定向波束，使天线主波束对准期望用户信号到达方向，旁瓣或零陷对准干扰信号到达方向，从而达到充分利用移动用户信号，并抑制干扰信号的目的。
智能天线类似一个空间滤波器，发射机把高增益天线波束对准通信中的接收机，这样既可增大通信距离，又可减少对其他方向上接收机的干扰；接收机把高增益天线对准通信中的发射机，可增大接收信号的强度，同时把零点对准其他干扰信号的入射方向，可滤除同道干扰和多址干扰，从而提高接收信号的信干比。
智能天线利用了天线阵列中各单元间的位置关系，即利用了信号间的相位关系，这是与传统分集技术的本质区别。
现有的频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）和码分多址（CDMA）分别在频域、时域和码组上实现用户的多址接入，而智能天线采用了第四维多址———空分多址（SDMA）技术。
智能天线能识别信号的来波方向（DOA），从而实现在相同频率、时间和码组上用户量的扩展图1为典型的智能天线结构图。
它由天线阵列、A/D和D/A转换、自适应处理器和波束成型网络组成。
自适应处理器是根据自适应空间滤波/波束成型算法和估计的来波方向等产生权值，波束成型网络进行动态自适应加权处理以产生希望的自适应波束。
TD-LTE系统中的一种智能天线校准的方法
系统中， 是通过高层给媒体接入控制（ ｅｉ ａｃｓ ｃ ｔｌ ｍ ｄ ｅ ｎ ｏ， ａ ｃ ｓｏ ｒ ＭＣ Ａ ）层发信令， Ａ Ｍ Ｃ层通知物理层向 Ｒ Ｕ进行天线校 Ｒ
准， 具体如图 １ 所示。天线校准主要是补偿发送天线阵和
接收天线阵之间的相位和幅度差． 并且可以发现物理通道
开发
Ｔ ．Ｔ Ｄ Ｌ Ｅ系统 中的一种 智能天线校准 的方法
张 向鹏 １， 建 国 ， ｌ余 ２ 邹丽 红 １。 ｆ李 ２ 萌 （． 纤通信技 术 和 网络 国家重点 实验 室 武汉 ４ ０ ７ ；． １ 光 ３ ０ ４ ２北京 北方烽 火科技 有 限公 司 北京 １０ ８ ） ０ ０ ５
曝
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围、 抗干扰和衰落 、 改善链路质量、 增加可靠性 、 增加频谱
效率和实现移动台定位等 Ｉ 。
智能天线的基本工作原理是把具有相同极化特性 、
各向同性和增益相 同的天线阵元，按一定的方式排列 ， 构成天线阵列 。智能天线的布阵方式一般有直线阵、 圆 阵和平面阵 ， 阵元间距通常取工作波长的一半 ， 并且取
区 边 缘 用 户 的 吞 吐量 和 覆 盖 范 围 ．在 基 站 侧 引 入 具 有 小 阵 元 间 距 的 多 天 线 波 束 赋 形 技 术 。 为 了
保 证 赋 形 的 正 确 性 和 可 靠 性 ， 线 阵 列 的 校 准 成 为 一 项 关 键 技 术 ， 以减 小 阵 列 各 个 通 道 的 幅 度 天 可
智能天线在5G移动通信系统中的应用
智能天线在5G移动通信系统中的应用摘要：现阶段，随着我国科技水平的不断提升，在很大程度上促进着智能天线技术的发展与应用。
智能天线技术具备了较强的优势，将其应用于5G移动通信系统当中，能够在很大程度上提升通信质量。
基于此，本文首先概述了智能天线；其次分析了智能天线在移动通信中的应用内容；最后探讨了智能天线在5G移动通信系统中的应用方向。
关键词：智能天线；5G移动通信系统；应用；研究分析当前人们对于通信效率及质量提出了更高的要求。
智能天线作为一项新型技术，能够实现信号加倍，同时也能够有效的拓展信息容量，提升通信质量。
将该技术具备了传统天线所不具备的优势，将其应用于5G移动通信系统当中是发展的必然趋势。
一、智能天线概述（一）工作原理智能天线全称为智能天线系统，该系统主要由三部分构成，其一是天线阵列，其二是自适应控制单元，其三是波束。
主要是通过传输辐射信号来达到信息传输的目的。
接受天线空间的相应信号和处理不同信号的功能负责波束形成单元，通过这样的方式，在保障信息平滑性的同时，也确保了其真实性。
智能天线系统当中的自控单元在运行的整个过程当中，主要是通过遵循一定的计算规则来实现准确运行的，然后充分的结合外部信号需求环境来及时的对天线系统进行科学合理的调整，进而使其能够更好的适应环境。
之后信号在经过有效的处理之后，更加充分的保障了空间定向波束的产生，如下图1。
图1 智能天线工作原理（二）智能天线的优势智能天线凭借自身的重要优势，实现了更加广泛的应用。
具体来说，其优势主要体现在以下几个方面：第一，智能天线有着较强的抗干扰能力，凭借这一优势，有效的避免了在通信的过程当中信号交织问题的出现。
在过去的一段时间里，通信系统极易受到其他信号的干扰，降低了通信质量，甚至出现了信号中断等现象。
在这种情况下，就必须要最大限度的提升通信系统的抗干扰能力，智能天线的应用，不仅充分的保障了通信的流畅度，同时也促进了通信质量的提升，更好的满足了人们的高质量通信要求。
智能天线在移动通信中的应用
智能天线在移动通信中的应用摘要：近年来，移动通信技术发展迅速。
20世纪80年代以来，移动通信的发展经历了第一代模拟蜂窝移动通信、第二代数字蜂窝移动通信和第三代多媒体移动通信三个阶段。
随着移动用户的显著增长，通信系统目前面临着许多需要解决的问题，如多径衰落、跨区域切换、信号的远近效应、信道干扰、移动站功率限制等。
智能天线具有抑制干扰、信号自动跟踪、数字波束整形等功能。
它可以用于移动通信，既可以提高信号质量，又可以提高通信系统的容量。
关键词：智能天线；移动通信；应用智能天线采用空分复用（SDMA），利用信号传播方向上的差异，区分具有频率和同时隙的信号。
它可以增加通信能力，并与其他重用技术结合，以最大限度地利用有限的频谱资源。
此外，在移动通信中，复杂地形和建筑结构对无线电波传输的影响，以及大量用户之间的交互作用，会导致延迟扩散、多径衰落和对同一信道的干扰，严重影响通信质量。
使用智能天线可以有效地解决这一问题。
1智能天线概念及其组成1.1智能天线的概念智能天线主要是指具有定向和波束形成能力的天线阵列。
首先，智能天线只能应用于雷达系统和军事系统。
随着数字智能处理技术的发展，智能天线在移动通信系统中的应用越来越多。
天线比传统天线更具成本效益。
1-2智能天线的优点首先，智能天线可以从多方面提高通信系统的通信质量。
智能天线可以通过两种方式减少延迟扩展和多径衰落。
（1）发射时，能量主要集中在目标的方向上，在传播过程中可以减少多路径反射的次数，从而减少延迟的扩展。
（2）接收时，可以通过分集合并来降低多径衰落，也可以通过对各多径信号进行时延补偿使它们相位相同来降低多径衰落，还可以通过滤掉除主要信号以外的多径信号来降低多径衰落。
其二，CDMA系统是一个自干扰系统，其容量的限制主要来自本系统的干扰。
也就是说，降低干扰对CDMA系统极为重要，所以利用智能天线来降低干扰就可以大大增加CDMA系统的容量。
其三，在给定的频谱条件下，智能天线也可以通过形成过多的波束增加新的信道来增加用户数量，提高频谱效率。
阐述智能天线在移动通信中的应用
阐述智能天线在移动通信中的应用摘要：对于移动通信设备而言，天线是关键核心部件之一，在移动通信设备的正常应用中发挥着重要作用。
传统天线在信号传输质量和信号传输速度上都难以满足通信要求，研发新一代适合移动通信设备的智能天线成为了必然选择。
当前，智能天线在移动通信中得到了应用和普及，对提高移动通信设备功能起到积极的促进作用。
关键词：移动通信；智能天线；应用研究1.智能天线技术的基本工作原理智能天线是一种能够进行侧向和形成波束的天线阵列，其使用数字信号处理技术形成空间定向波束，能够让零陷或旁瓣对准干扰信号到达方向、天线主波束对准期望用户信号到达方向，以此完成利用无线移动信号、抑制干扰信号的功能。
2.智能天线的特点及作用分析2.1能够有效抑制干扰信号在移动通信中，干扰信号的产生原因较多，如果不能有效屏蔽并抑制干扰信号，将会影响移动通信的整体质量，使移动通信的信号受到严重影响。
智能天线的研发有效解决了这一问题，对干扰信号产生了有效抑制，不但提高了移动通信的信号传输质量，还满足移动通信的数据传输要求，达到了移动通信数据传输目标。
2.2抗衰落性较好在移动通信中，高频信号衰落是难以解决的问题,智能天线通过控制信号接收方向，采用分级技术，抑制了高频信号的衰落，提高了高频信号的传输质量，满足了移动通信的发展需要，具有较好的抗衰落性。
2.3能够有效实行移动定位相对于传统天线，智能天线的另外一个优势在于可以实现有效的移动定位，对移动通信设备的具体位置进行跟踪记录，保证信号传输的畅通。
目前这一功能依靠2个以上的信号传输基站即可实现。
智能天线提供的移动定位功能对提高移动通信的功能行具有重要的推动作用，为移动通信设备的发展提供了有力的支持。
3.智能天线在移动通信中的应用3.1实现移动台定位采用智能天线的基站可以获得接收信号的空间特征矩阵,由此获得信号的功率估值和到达方向（DOA）。
通过此方法,用两个基站就可将用户终端定位到一个较小区域。
智能天线及其在TD_SCDMA中的应用概要
目录第一章智能天线技术的概述 . (1)1.1引言 (1)1.2 智能天线技术的起源及提出 (1)1.3 智能天线技术的概念 ....................................................................................................2 1.4 智能天线的分类及组成 (2)1.4.1 智能天线技术的分类 (2)1.4.2 智能天线的组成 . (3)第二章智能天线技术的工作原理 (3)2.1 智能天线基本结构......................................................................................................... 3 2.2 智能天线技术的基本原理 . .......................................................................................... 3 2.3 智能天线技术的发展阶段及实现 .. (4)2.3.1智能天线的发展阶段 . ........................................................................................4 2.3.2 智能天线的实现 . (5)第三章智能天线关键技术 (5)3.1 智能发射技术 . ................................................................................................................. 5 3.2 智能接收技术 . ................................................................................................................. 6 3.3动态信道分配 . (6)第四章智能天线技术的应用及发展前景 (7)4.1 智能天线的用途 ............................................................................................................. 7 4.2 智能天线在3G 中的应用前景 .................................................................................... 8 4.3 第三代移动通信系统之TD-SCDMA . ....................................... 错误！未定义书签。
智能天线在5G移动通信系统中的应用
智能天线在5G移动通信系统中的应用作者：高黎明来源：《科学导报·学术》2019年第13期摘要：随着信息技术的不断提高和社会的不断进步，互联网的覆盖范围也越来越广，人们对于通信网络要求和质量水平越发的高，而智能天线是针对这种情况发展起来的新事物。
现在，它已广泛用于卫星通信和移动通信领域，特别是在无线接入的情况下。
智能天线的特性使其应用越发的广泛，并且具有一系列常规天线无法替代的优点，这将是未来5G移动通信的应用发展趋势。
本文将围绕智能天线的工作原理以及优势所在展开，结合智能天线在移动通信中的应用，分析智能天线在未来5G移动通信的应用。
关键词：智能天线；5G移动通信；工作原理；优势引言智能天线是近年来移动通信领域中的一个研究热点，是解决频率资源贫乏的有效途径，同时还可以提高系统容量和通信质量。
智能天线利用数字信号处理技术，产生空间定向波束，使天线主波束对准用户信号到达方向，旁瓣或零陷对准干扰信号到达方向，以达到充分高效利用移动用户信号并消除或抑制千扰信号的目的。
智能天线是一个具有良好应用前景且尚未得到充分开发的新技术，是第三代移动通信系统中不可或缺的关键技术之一。
一、智能天线的基本概述和优点智能天线技术成为目前移动通讯中非常具有吸引力的技术，在空分多址技术和信号与传输方向方面产生极大差别的同时，同频率或者同时间间隙的信号被严格Ix分开，它可以最小的利用有限的信道资源，对于没有方向性的天线进行比较，因此降低了发射功率的电平，提高了信噪比，克服信道传输衰落对于信号的影响所谓的智能天线，它的本质是利用多个天线的单元空间正交性，采用SDMA功能和技术来实现系统的容量，提升了频率的利用率，从而使系统性能达到最佳的优化性，在天线距阵产生定向波束的时候，能够智能地指向客户，自动的调整系数，实现对所在空间的滤波智能天线的优点是可以实现移动台的定位，也就是说，可以获取接收信号的空间特征知阵，对于两个基站，可以将用户终端定位到一个较小的Ix域之内，尤其是针对传统的蜂窝移动通讯系统，只能确定移动蜂窝通信系统智能确定所处移动小Ix的弊端非常具有优越性二、智能天线在移动通信中的作用（一）抗衰落在陆地移动通信中，电波传播路径由反射、折射及散射的多径波组成，随着移动台移动及环境变化，信号瞬时值及延迟失真的变化非常迅速，且小规模，造成信号衰落。
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图５智能天线的实现流程
图６智能天线的平均吞吐量性能
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图７智能天线的小区边缘性能
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智能天线系统的核心是智能的算法．通过算法自适 应地得到各天线阵元的加权系数．进而得到所需空问域 滤波的作用。它先借助参考信号（导频序列或导频信道） 得到各天线阵元的估计信道，然后使用估计的信道按照 一定准则（如迫零准则、最小均方误差准则等）确定各天 线阵元的加权值，最后每通道的信号使用赋形向量加权 后从各自的天线阵元发送出去。这样发送出去的信号的 波形就具有一定的方向性。从而达到充分利用有效信号 和抑制干扰信号的目的（即空间域滤波的作用）。
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２ ５００
３ ０００
３ ５００
图８智能天线对数据覆盖能力的增强
单双流自适应并不能带来额外的增益。 图８给出了８ｘ２ ＥＢＢ相对于基于码本的２也Ｐｒｅｅ嘎ｔｉｎｇ
的小区边缘覆盖能力的对比。对于同样的小区半径，ＥＢＢ 可以获得远大于基于码本的２ｘ２ Ｐｒｅｅｃｘｔｉｎｇ的小区边缘性 能。在同样的小区边缘性能条件下，ＥＢＢ的覆盖半径可以 大幅度提高。
万方数据
图１ ＴＤＤ和ＦＤＤ双工方式的对比
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ＴＤ与Ｌ１－Ｅ技术创新论坛
图２信道状态信息的获得对ＭＩＭＯ容量的影响
处理复杂性。 对于ＴＤＤ系统，由于上下行信道使用同样的频率．仅
靠不同的时间来区分上下行，那么根据通信理论．在相干 时间内，可以认为上下行信道经历的衰落是相同的．即上 下行的信道可以互易。对于ＭＩＭＯ（ｍｕｌｆｉｐｌｅ ｉｎｐｕｔ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｏｕｔｐｕｔ）技术，可以充分利用ＴＤＤ带来的信道互易性。发掘 ＭＩＭＯ信道的容量，获得最大的性能增益。在ＭＩＭＯ系统 中，信道状态信息（ｃｈａｎｎｅｌ ｓｔａｔｅ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ＣＳｌ）的获得对 获得的ＭＩＭＯ信道容量至关重要，如图２所示，发射端已 知信道状态信息（ＣＳｆｆ）比接收端已知信道状态信息 （ｃｓＩａ）要获得更高的容量，发送端配置的天线数越多．二 者的差异越大。
具体而言。智能天线将在以下方面提高未来移动通 信系统性能：扩大系统的覆盖区域；提高系统容量；提高 频谱利用效率；降低基站发射功率，节省系统成本，减少 信号问干扰与电磁环境污染。
从原理上分析，对比基于码本的Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ和基于信 道互易性的智能天线。可以看出智能天线能够比较精确 地获得信道的ＣＳＩ．并基于此完成赋形向量的确定。所以 可以获得更好的性能。对于基于码本的Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ，由于能 够反馈的码本数目有限，所以Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ的码本与信道
ＴＤＤ用时间来分离接收和发送信道。在ＴＤＤ方式
的移动通信系统中，接收和发送使用同一频率载波的 不同时隙作为信道的承载，其单方向的资源在时间上是 不连续的，时间资源在两个方向上进行了分配。某个时 间段由基站发送信号给移动台．另外的时间段由移动 台发送信号给基站。基站和移动台之间必须协同一致 才能顺利工作。７ＩＤＤ双工方式的工作特点使ＴＤＤ具有 如下优势：能够灵活配置频率．使用ＦＤＤ系统不易使用 的零散频段：可以通过调整上下行时隙转换点。提高下 行时隙比例，很好地支持非对称业务；具有上下行信道 一致性，基站的接收和发送可以共用部分射频单元，降 低了设备成本：不需要ＦＤＤ双工器，降低了设备的复杂 度：具有上下行信道互易性，能够更好地采用传输预处 理技术，如智能天线技术等，能有效地降低移动终端的
根据各个ＵＥ反馈的各个子带上的ＣＱＩ进行下行调度，确
定下行发送的用户的资源分配和发送格式，并发送下行控
制信令通知ＵＥ的下行传输格式：接着ｅＮＢ根据各ＵＥ发 送的Ｓｏｕｎｄｉｎｇ信息进行各用户在各个子带上的智能天线 向量的估计和确定，并发送数据包和下行公共导频；最后 ＵＥ根据控制信令包含的砌和ＭＣＳ（ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｄｉｎｇ ｓｃｈｅｍｅ，调制编码方案）等信息，对数据包进行接收、解调 和译码。 ３．２ ＥＢＢ的性能
·接收端根据信道估计得到信道信息； ·按照某种准则从码本中选取最优的预编码码字： ·将该码字的序号反馈给发射端： ·发射端根据反馈的序号从码本中选取相应的预编
码码字进行预编码操作。 智能天线（ｂｅａｍ ｆｏｒｍｉｎｇ，也叫ｓｍａｒｔ ａｎｔｅｎｎａ）技术的研 究开始于２０世纪６０年代，最初广泛地应用于雷达、声纳 及军事通信领域，其在蜂窝移动通信系统中的应用开始
参考文献
１ ３１：ＰＰ Ｔ１１ ２５．８１４．ＰＩｌｙ５ｊｃａＩ ｌａｙｅｆ ａｓｐｅｄ８ ｆｏｒ ｅｖｏｌｖｅｄ ｌｌＩｌｉｖ哪面
ｔ朗鹏廿ｉａｌ ｒａｄｉｏ ａｏｃｅ∞（Ｉ咖＾）
２ ３ＧＰＰ ＴＲ ２５．９１３．ｍｑｕｉｒｅ咖恒ｆｏｒ ｅｖｏｌｖｅｄ Ｉ册＾Ｏ¨兀＇Ｉｌ＾）ａｎｄ
４结束语
ＴＤＤ由于其上下行信道共享同样的发送频率，在相干 时间内，其上下行链路的ＣＳＩ可以认为是相同的。基于此， 可以在ＴＤＤ系统中充分利用智能天线技术对系统性能进 行增强。从ＥＢＢ波束赋形在ＴＩ）．ＬＴＥ中的应用可以看出， 智能天线相对于基于码本的１Ｓｅｅｄｌｉｎｇ方案，可以在很大程 度上提高系统的整体性能，包括吞吐量和覆盖。同时，智能 天线技术的应用性能在很大程度上取决于ＴＤＤ信道互易性 的获得，从目前在ＴＤ．ＬＴＥ的应用来分析，ＴＤＤ信道互易性 的获得基本可以保证．其对智能天线的性能的影响并不明 显．智能天线的性能在ＴＤ．ＬＴＥ系统中基本可以保证。
三玛８曼
万方数据
电信科学２００９年第１２燧
图３基于码本的Ｐｒｅｏ她
于ＰＨＳ和１７）．ＳＣＤＭＡ。智能天线利用数字信号处理技术 和信号传输的空间特性。通过调整各天线阵元上发送信 号的权值．产生空间定向波束．将无线电信号导向具体的 方向。使天线的主波束自适应地跟踪用户主信号到达方 向，旁瓣或零陷对准干扰信号到达方向．达到充分高效利 用移动用户信号并删除或抑制干扰信号的目的。智能天 线相当于空间滤波器，在多个指向不同用户的并行天线 波束控制下．可以显著降低用户信号彼此间的干扰。
．关键词ＴＤ．ＬＴＥ；信道互易性；智能天线，
１ 引言
在无线通信系统的发展过程中，出现了两种最基本 的双工方式，频分双工（ＦＤＤ）／阳时分双工（ＴＤＤ）。ＦＤＤ是 在分离的两个对称频率信道上进行接收和发送。用保护 频段来分离接收和发送信道。ＦＤＤ必须采用成对的频率． 依靠频率来区分上下行链路，其单方向的资源在时间上 是连续的。对于ＦＤＤ系统，上下行信道分别占用不同的频 率独立通信，且为了避免上行和下行链路之间的干扰，在 上行和下行之间设一定的保护间隔（双工间隔），如图１ 所示。对于ＦＤＤ系统，系统的部署需要成对的频率．以便 能同时支持上行和下行。
（４）
在实际系统中，由于下行信道估计的限制，相邻的若干
子载波的数据流使用相同的加权向量，如１个ＲＢ的所有资
源单元的数据流使用其中一个子载波信道矩阵得到的ｕ，。
３．１ ＥＢＢ在ＴＤ．ＬＴＥ中的应用
在１＇１３．ＬＩＥ系统中．智能天线技术得到了充分的应
用，使得１３）．ＬＴＥ系统的性能相对于Ⅱ）Ｄ Ｌ１［Ｅ有比较明显
图６和图７给出了ＴＤ．ＬＩＥ系统中８ｘ２ ＥＢＢ的单流 和单双流自适应的平均吞吐量和小区边缘频谱效率性能 的对比。从结果可以看出，单流ＥＢＢ和单双流自适应ＥＢＢ 相对于基于码本的２ｘ２ Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ方案分别有１７％和 ３８％的平均频谱效率的增益。在小区边缘频谱效率上，单 流ＥＢＢ和双流ＥＢＢ的性能提升相当，相对于基于码本的 ２ｘ２ Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ有７０％的增益。由于双流ＥＢＢ仅使用在高 信噪比的条件下．而小区边缘频谱效率主要决定于信噪比 低的小区边缘用户。这些用户使用双流的概率很小，所以
其中，珥．１［Ｉｉ｝】表示第ｉ根发送天线到第ｊ根接收天线
在第ｋ个子载波上的频域响应。根据信道矩阵Ｈ［ｋｌｔｔ算 信道相关矩阵Ｒ。＝胪雎Ⅳ嘲；对尺Ⅳ进行特征值分解，可
＾。
以得到尺Ⅳ：，ＩＩⅡ一Ｉ“＋艺Ａ埘脚尹，其中Ａｌ是最大特征值，
ｉ＝２
嘶＝ｐ，口卜．‰ｒ是最大特征值对应的特征向量。在第ｋ个
子载波上，这路数据流使用Ｉ‘。作为加权向量进行加权，使 得这路数据流的发送信号指向珥根接收天线。第ｉ根发送 天线在第％个子载波上发送的数据茗肚】铆ｉｓ［ｋｌ；９Ｉｔｌ ｎＴ根接
≯
／
波
束
接
赋
形
收 机
一，
图４智能天线
ＣＳＩ的匹配精度有限，获得的性能较前者要差。 ３ ＥＢＢ算法
在智能天线的众多算法中，基于特征波束赋形的
ＥＢＢ算法是目前在１３）．ＳＣＤＭＡ和ｒＩＤ．ＬＴＥ中应用最广的， 其基本原理如下。
假设发送端有，ｌｔ根发送天线。波束赋形的过程是：在．
发送端，一路数据流等功率地复制为，ｌＩ路子流，每路子流 分别使用波束赋形权值进行加权后从各自对应的发送天 线发送出去。这样发送出去的信号的波形就具有一定的
本文基于ＴＤＤ系统的信道互易性．介绍和研究 ＴＯ．ＬＴＥ系统中智能天线的应用及其性能。
２智能天线原理
对于ＦＤＤ系统，由于上下行的信道不具有互易性。为 了实现闭环的ＭＩＭＯ方案，需要终端对下行的ＣＳＩ进行 反馈。对于上行ＣＳＩ，如果完全对信道矩阵进行量化后反
馈，则需要消耗大量的上行资源，如果用户数很多，则很 可能完全消耗掉上行资源。对于ＦＤＤ系统的ＣＳＩ反馈．需 要折衷考虑反馈的开销和反馈的精度。基于这个原则， ３ＧＰＰ制定了一种基于码本的Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ的闭环ＭＩＭＯ方 案。其基本原理就是基于ＭＩＭＯ信道的特性．预先定义一 组Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ的码本，每个终端根据下行导频估计下行信 道的ＣＳＩ。并结合预先定义的码本集．计算使得下行接收 信噪比最大的码本。并将其在码本集中的索引号和能够 支持的调制编码方式反馈给基站。基站根据这些信息完 成下行的Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ的发送。基于码本的Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ的原理 如图３所示，具体的流程和步骤如下。