李世鹤李世鹤1941年4月出生于重庆巿。1963的毕业于成才电讯工程学院,1966年研究生毕业于南京大学物理系,1982年获加拿大蒙特利尔大学哲学博士学位。1968-1993年在邮电部第四研究所任工程师、总工程师、所长。1994年至今在信息产业部电信科学技术研究院,曾任副院长、信威公司董事长,现任院副总工程师。长期从事微波理论和技术的研究;并主持微波通信和卫星通信地球站的开发。近年来从事移动通信的研究,主要承担第三代移动通信中TD-SCDMA标准制定和产品开发。摘要:本文对移动通信中的智能天线技术的原理和在TD-SCDMA系统中的实现作一个简要的介绍。近年来,智能天线技术已经成为移动通信中最具有吸引力的技术之一。在无线基站使用一个天线阵和基于基带数字信号处理技术,对基站的接受和发射波束进行自适应的赋形,可以大大降低系统内的干扰,提高系统容量,降低发射功率电平并提高接收灵敏度。在大大提高系统性能的同时,还可以降低设备的成本。此智能天线首先使用在TD-SCDMA系统中,也能使用在CDMAFDD系统中。I·引言第三代移动通信中的核心技术是无线传输技术(RTT)。可以说,IMT-2000基本上集中了国际上20世纪90年代的技术进展,标准的竞争也是一场技术水平的竞争。在2000年5月5日,国际电联最后确认了IMT-2000的无线传输技术,其中,主流为CDMA技术[1]。在国际电联2000年3月份的会议上,更是提出要重视在CDMA系统中使用智能天线技术,并将在2000年8月份的会议上讨论在CDMA系统中使用智能天线的问题。这是CDMA发展方向上的一个非常明显的信号。自适应天线波束赋形技术在20世纪60年代就开始发展,其研究对象是雷达天线阵,为提高雷达的性能和电子对抗的能力。而其真正的发展是在20世纪90年代初,在微计算机和数字信号处理技术的基础上。其发展也是从雷达开始的。到20世纪90年代中,在美国和中国开始考虑将智能天线技术使用于无线通信系统。在1997年左右,我院控股的北京信威通信技术公司开发成功使用智能天线技术的SCDMA无线用户环路系统;公司则在时分多址的PHS系统中实现了智能天线。以上是最先商用化的智能天线系统。同时,在国内外众多大学和研究结构内也广泛研究了多种智能天线的波束成形算法和实现方案。在1998年我院代表我国电信主管部门向国际电联提交的TD-SCDMARTT建议和现在成为国际第三代移动通信标准之一的CDMATDD技术(低码片速率选项),就是第一次提出以智能天线为核心技术的CDMA通信系统。在国内外获得了广泛的认可和支持。本文的主要目的就是对智能天线技术在CDMA移动通信系统中的应用作一个简单的介绍,包括智能天线的基本概念、它所能达到的功能以及在TD-SCDMA系统中的应用等方面。,智能天线技术将使用于无线通信系统中的无线基站。图1描述了一个具有智能天线,工作于TDD方式的CDMA基站的示意方框图。由图可见,和传统的,没有智能天线的基站比较,它在硬件上由一个天线阵和一组收发信机组成了其射频部分;而在基带信号处理部分的硬件则基本相同。必须说明的是,这一组无线收发信机将使用同一个本振源,以保证此组收发信机是相干工作的。图中,每个射频收发信机都有ADC和DAC,将接收到的基带模拟信号转换为数字信号;将待发射的数字信号转换为
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