软件无线电的智能天线技术分析研究
基于软件无线电的智能天线技术研究
基于软件无线电的智能天线技术研究摘要:针对无线通信领域中存在的多种通信体系共存,各种标准竞争激烈等问题提出基于软件无线电的智能天线技术。
简述了目前软件无线电的研究状况及无线电的关键技术之一——智能天线,采用软件无线电和智能天线融合的方法研究,较好地解决了体系共存和频带资源使用问题。
基于软件无线电技术的智能天线采用开放式结构，系统可重构，通过同时对信号在时间和空间上进行采样和处理，可以更充分地开发信号中蕴含的有用信息。
关键词:软件无线电;智能天线1. 引言智能天线是一种用于个人移动通信，能够根据所处的电磁环境智能地调节自身参数，从而使通信系统保持最佳性能的阵列天线，它通过调节各阵元信号的加权幅度和相位来改变阵列的方向图形状，从而对干扰信号进行抑制，提高所需信号的信噪比，改善整个通信系统的性能。
2. 智能天线的基本特点2.1智能天线与通常的自适应天线的不同点1）首先，两者的应用目的不同。
自适应天线阵是采用迭代自适应算法，应用于军事抗干扰通信的阵列天线，主要用于雷达系统的目标跟踪和干扰抵消;而发展智能天线的初衷是通过抑制干扰和抵抗衰落来增加移动系统的容量，提高频谱利用率，进而实现SDMA。
2）常规自适应天线阵一般接收到的干扰信号具有很强的功率电平，并且干扰源数目与天线阵列单元数相当。
而在无线通信系统中，由于多用户通信以及多径传播环境，使得到达天线阵列的干扰数目远大于天线阵列单元数，同时其功率电平一般都小于直射信号。
3）自适应天线只是从干扰中捕获一个源的期望信号，而智能天线是多用户系统，需要从同一信道中提取出各个用户的信号，不仅包括智能化接收，还包括多用户多波束智能化发射。
考虑到用户的移动将带来信道的时变性，因此智能天线实现起来更复杂，技术要求更高。
2.2.智能天线应用于移动通信具有以下优势:1）可以大大减少电波传播中的多径衰落。
由于无线通信系统的性能很大程度上取决于衰落的深度和速度，因此，降低信号在传播中的变化可以提高通信系统的性能。
智能天线技术的原理与应用分析
智能天线技术的原理与应用分析摘要：目前，先进的科学技术发展加速了通信行业的进步。
通信技术和质量的提高，使许多不同类型的新生事物不断涌现。
当前智能天线在通信行业的使用变得越来越广泛，并且取得了良好的成绩。
本文分析了智能天线的原理，并对智能天线的在通信中的应用进行探讨。
关键词：智能天线技术无线通信原理应用智能天线技术采用空分复用技术，根据信号传播方向上的不一致性把具有相同时隙、相同频率的信号在空域区域进行区分，能够大幅度提高频谱资源的利用效率、减少地形、建筑等对电波传播的影响。
随着无线通信系统容量需求的增加，智能天线技术将会更广泛的应用到无线通信中。
1、智能天线的原理智能天线原名自适应天线阵列(AAA，Adaptive Antenna AHay)。
最初的智能天线技术主要用于雷达、声纳、抗干扰通信、定位、军事方面等。
用来完成空间滤波和定位。
后来被引入移动通信系统中。
智能天线通常包括波束转换智能天线fSwikhed BearIl Antenna)和自适应阵列智能天线(Adap Iive AmIy Antenna)。
智能天线的原理是将无线电的信号导向具体的方向，产生空间定向波束，使天线主波束对准用户信号到达方向DOA(DirectionofArrinal)，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。
同时，智能天线技术利用各个移动用户问信号空间特征的差异，通过阵列天线技术在同一信道上接收和发射多个移动用户信号而不发生相互干扰，使无线电频谱的利用和信号的传输更为有效。
在不增加系统复杂度的情况下，使用智能天线可满足服务质量和网络扩容的需要。
总之，自适应阵列智能天线利用基带数字信号处理技术，通过先进的算法处理，对基站的接收和发射波束进行自适应的赋形，从而达到降低干扰、增加容量、扩大覆盖和提高无线数据传输速率的目的。
目前，自适应阵列智能天线已经成为智能天线发展的主流。
移动通信信道传输环境较恶劣。
软件无线电中的智能天线技术
软件无线电中的智能天线技术软件无线电起源于军事通信，为了保证不同无线电台之间的互通性，使各军兵种实现高效，高可靠的协同通信，军方开始了最早的软件无线电台的研制。
随着技术的不断进步，软件无线电逐渐被民间商用移动通信领域所重视。
软件无线电的核心思想是：将A/D尽可能靠近天线，用软件完成尽可能多的无线电功能。
它的最终目的就是要使通信系统尽可能多的摆脱硬件结构的束缚，在系统结构相对通用和稳定的情况下，用软件实现各种功能，使得系统的改进和升级非常方便且代价较小，并且可以实现不同系统之间的互联和兼容。
智能天线是软件无线电不可替代的硬件出入口，也是其关键技术之一。
随着现代高速并行数字信号处理器的发展，智能天线的实现成为可能，从而也使软件无线电的应用成为现实。
一、智能天线及其发展智能天线技术在20世纪60年代就已经出现，其研究对象是雷达天线阵，目的是提高雷达的系统性能和电子对抗能力。
近年来，随着微计算器和数字信号处理技术的飞速发展，DSP芯片的处理能力日益提高，且价格也逐渐能够为现代通信系统接受。
另外，移动通信频谱资源日益紧张，如何消除多址干扰（MAI）、共信道干扰（CCI）以及多径衰落的影响成为提高移动通信系统性能时要考虑的主要因素。
而智能天线利用现代数字信号处理技术，选择合适的自适应算法，动态形成空间定向波束，使天线阵列方向图主瓣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，从而达到充分利用移动用户信号并抵消或最大程度的抑制干扰信号的目的。
软件无线电的核心是使用高速的数字信号处理器完成中频采样之后的所有数字运算，由于DSP的可编程性，导致了软件无线电灵活的个性化配置。
因此，固定的天线阵列与数字信号处理器的结合，就构成了可以动态配置天线特性的智能天线。
智能天线不同于常规的扇区天线和天线分集方法，它可以为每个用户提供一个很窄的定向波束，使信号在有限的方向区域发送和接收，充分利用了信号发射功率，降低了信号全向发射带来的电磁污染与相互干扰。
第六章基于软件无线电的智能天线
目的是寻找最优的权 W 。
2014/5/6
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我们可以固定W H a 0 1，即信号分量就固定
了，然后最小化方差，相当于使 W H J N 的方差
最小，所以可得最优准则为：
minW H R X W W
s.t W H a 0 1
（1可变为任意非零常数）
6.1.4 自适应波束形成（数字阵）
自适应波束形成是将维纳滤波理论应用于空 域滤波中，它的权矢量依赖于信号环境。
一般框架： 波束形成：yt W H X t
对于平稳随机信号，输出信号功率为：
E
yt 2
E W H
X
t
H
W
X
t
H
E
W
H
X
普通波束形成的优缺点
优点：是一个匹配滤波器，在主瓣方向信号相干积累，实 现简单，在白噪声背景下它是最优的，在色噪声背景下， 维纳滤波是最优的。 缺点： 1) 波束宽度限制了方向角的分辨。 2) 存在旁瓣，强干扰信号可以从旁瓣进入。 3) 加窗处理可以降低旁瓣，但同时也会展宽主瓣。
总之，普通波束形成依赖于阵列几何结构和波达方向 角，而与信号环境无关，且固定不变，抑制干扰能力差。
多波束形成天线的实现方法
W nm {Wno, Wn1, , WnM 1}T
1
2 1d
e j 0 sin(0 )
2 ( N 1)d
e j 0 sin(0 )
1
2 1d
e j 1 sin(1)
2 ( N 1)d
e j 1 sin(1)
Fm 为天线功率方向图。如图3.2
智能天线主要研究内容
智能天线的研究内容可以按它在移动通信中所扮演的角色来划分，移动台（特别是手机）在体积、电源上的限制使智能天线在移动台难于实现（一个例外是WLL无线本地环路系统），所以目前主要研究的是在基站端的智能天线收与发，即上行收与下行发。
要实现智能天线的下行发相对较困难，这是因为智能天线在设计发波束（transmitting beamforming）时很难准确获知下行信道的特征信息（特别是主要传播路径的出射角度），而理想的天线工作模式应是与信道相匹配的。
一种方法是象IS-95上行功控一样，做成闭环测试结构，但它有以下缺点：浪费宝贵的系统资源、附加时延、受上行信道干扰等。
还有一种方法是利用上行信道信息来估计下行信道，在TDD（时分双工）系统中这显然行得通，这也是中国提交的TD-SCDMA第三代建议（TDD方式）得到较多注意的主要原因。
但在FDD（频分双工）系统中情况却并非如此，由于上、下行信道使用的是不同频率（第三代系统相对第二代有更大的上、下行频差），上、下行信道的相关性是很弱的，很多参数并不相同，目前较多研究者相信的是上、下行信道主要传播路径的入射、出射角基本相同，所以我们只可能获得下行信道的部分信息，所形成的发波束也绝不会是最优的。
下行信道包括控制信道和业务信道，控制信道由于是大家共用的，应该形成宽波束，而对应各个用户的业务信道则应用窄波束传送，也就是说它们有不同的加权系数，这样控制信道（如导频信道）和业务信道实际经历了不同的传输环境，会有不同的衰落，而移动台在做下行接收时通常利用导频信道来估计信道的幅度和相位畸变，以对业务信道进行相干接收，但这建立在两个信道有相同传输环境基础上，显然前者并不满足这一条件，而非相干接收相对相干接收有较大的信噪比损失。
一些建议（比如cdma-2000）已考虑这一点，下行信道还有辅助导频信道（auxiliary pilot channel），可将它也以窄波束发送，但由于数目有限，更为可行的是将它分配给一群用户（此时形成的波束也应该对准这群用户，这可能发生在热点地区和基于激活用户数较多时进行的智能扇区化中）或某一要求链路质量较高的用户（如向他传送高速数据时）。
5G通信网络中的智能天线技术研究与性能分析
5G通信网络中的智能天线技术研究与性能分析随着科技的快速发展和社会的不断进步，人们对通信技术的需求也越来越高。
为了满足这一需求，第五代移动通信网络（5G）被广泛看作是未来通信技术的关键。
而在5G通信网络中，智能天线技术被认为是提高通信性能和覆盖范围的一个重要方向。
本文将就5G通信网络中智能天线技术的研究和性能进行分析。
首先，智能天线技术是指通过使用多个天线单元，以及对信号的调节和控制，实现对射频信号的优化和最大化利用的技术。
这种技术通过控制信号的传输方向、波束的形状和数字信号处理等手段，来提高系统的传输效率和容量。
5G通信网络中，智能天线技术被广泛应用，其主要优势在于提高了传输速率、降低了信号延迟，并且可以适应多用户多任务的场景。
其次，智能天线技术在5G通信网络中的研究主要集中在以下几个方面。
首先，天线的设计和布局是智能天线技术研究的重点之一。
为了实现更好的信号覆盖和传输性能，需要设计合理的天线布局，以最大化利用天线的辐射功率。
其次，智能天线技术还包括了射频变焦、波束赋型和空时自适应等技术。
射频变焦技术通过对信号的调节和控制，实现信号的集中和扩散，从而提高系统的传输效率和容量。
波束赋型技术则通过调整天线的辐射方向和形状，对信号进行调节，以实现信号的定向传播和接收。
空时自适应技术包括自适应波束赋型和自适应码率控制等，可以根据实际传输环境和用户需求，动态地调整信号的传输参数，提高系统的性能和容量。
在性能分析方面，智能天线技术对5G通信网络的性能有着重要的影响。
首先，智能天线技术可以大幅度提高系统的传输速率。
通过调整信号的传输方向和波束形状，智能天线技术可以实现对信号的集中和定向传播，从而提高了信号的强度和传输速率。
其次，智能天线技术还可以减少信号的延迟。
在5G通信网络中，信号的延迟是一个关键的性能指标，智能天线技术的应用可以优化信号的传输路径和传播方式，减少信号的传输时间和系统的延迟。
此外，智能天线技术还可以提高系统的容量。
智能天线技术在室内无线通信系统中的应用与性能分析陈啸
智能天线技术在室内无线通信系统中的应用与性能分析陈啸发布时间：2023-07-04T11:44:51.127Z 来源：《中国科技信息》2023年8期作者：陈啸[导读] 随着室内无线通信需求的增加，传统天线技术面临一些限制。
因此，我们采用智能天线技术，通过优化信号传输和接收来提高室内无线通信系统的性能。
我们在实验中使用了合适的性能评估指标，并与传统天线技术进行了比较分析。
研究结果表明，智能天线技术在室内环境中具有明显的性能优势。
湖北移动武汉分公司网络部网优中心湖北省武汉市 430023摘要：随着室内无线通信需求的增加，传统天线技术面临一些限制。
因此，我们采用智能天线技术，通过优化信号传输和接收来提高室内无线通信系统的性能。
我们在实验中使用了合适的性能评估指标，并与传统天线技术进行了比较分析。
研究结果表明，智能天线技术在室内环境中具有明显的性能优势。
关键字：智能天线技术；室内无线通信系统；性能分析；应用与评估；前言：随着移动设备的普及和数据传输的增加，室内无线通信系统的需求日益增长。
然而，传统的天线技术在室内环境中存在诸多限制，如信号覆盖不均匀、干扰增加和容量限制等。
因此，寻找一种能够提高室内无线通信系统性能的新技术变得迫切。
1. 相关工作和技术综述1.1 室内无线通信系统的现状和挑战室内无线通信系统已成为现代生活中不可或缺的一部分[1]。
然而，室内环境中存在许多挑战，如多径衰落、信号干扰和覆盖不均匀等。
这些因素导致了信号质量下降、数据传输速率减慢以及用户体验不佳。
为了应对这些挑战，需要寻找新的解决方案和技术来改善室内无线通信系统的性能。
1.2 传统天线技术及其局限性传统天线技术在室内环境中存在一些局限性。
传统天线通常采用定向性或全向性设计，无法灵活地适应复杂的室内信道环境。
这导致了信号的不均匀覆盖和强度衰减，降低了信号的质量和覆盖范围。
在拥挤的室内环境中，传统天线技术很难有效地区分和处理多个用户之间的干扰，限制了系统的容量和性能。
软件无线电原理与技术 第八章软件无线电天线
5.一起 我们 吧！
智能天线
波束切换 智能天线
单波束 切换
多波束 切换
自适应阵列 智能天线
单用户 波束赋形
多用户 波束赋形
5.一起 我们 吧！
用户
干扰
波束切换智能天线 自适应阵列智能天线
智能天线接收机
天线阵列
下变频
下变频
ADC ADC
下变频
ADC
下变频
ADC
射频接收单元
波
束
w1
赋
形
w2
网 络
w3
知识缝制铠甲 将来披甲上阵
课堂设计
软件无线电天线概述 智能天线概述
√ 智能天线基本原理
智能天线分类
课堂设计
1
理解智能天线的定义和分类
2
掌握智能天线的基本原理
3
了解软件无线电对天线的要求
课堂设计
“问题剖析式”教学法
智能天线
技术依据
基本原理
分类
认识我吗， 我很智能？
了解我吗， 我有后盾？
想深交吗， 能自适应？
一般情况
z
入射波
入射波
波前面 θ
θ
y
φ
(xm, ym, zm) x
一般情况
第m个阵元与第1个阵元之间的相移为 m m (t) 1(t) xmcossin ymsinsin zmcos 第m个阵元接收的窄带信号为
um (t) Am (t)e jm (t)
M个阵元的信号可构成一个列向量
可重配置天线
可重配置天线分为可控开关天线、可变电容天线、可调 谐材料天线等。
可控开关天线
基底
馈电点
贴片
开关
缝隙
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矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。