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智能天线的技术分类

来源: http://www.shbankcard.com 发布于:2023-10-03 18:18:12

智能天线的技术分类

智能天线技术有两个主要分支。波束转换技术(Switched Beam Technology)和自适应空间数字隐芹处理技术(adaptive spatial digital processing technology),或简称波束转换天线和自适应天线阵。天线以多个高增益的动态窄波束分别跟踪多个期望信号,来自窄波束以外的信号被抑制。但智能天线的波束跟踪并不意味着一定要将高增益的窄波束指向期望用户的物理方向,事实上,在随机多径信道上,移动用户的物理方向是难以确定的,特别是在发射台至接收机的直射路径上存在阻挡物时,用户的物理方向并不一定是理想的波束方向。智能天线波束跟踪的真正含义是在最佳路径方向形成高增益窄波束并跟踪最佳路径的变化,充分利用信号的有效的发送功率以减小电磁对其的干扰。

波束切换方式的天线,一般由多个窄波束天线构成,每个窄波束天线由于角度小,所以通常增益很大,覆盖距离较远。一般在工作时,对于一个用户,众多天线中,只有一个窄波束天线是出于工作状态的。当用户更换,或用户位置转移时,智能天线系统会根据情况更换窄波束天线的工作状态,即停掉之前的窄波束天线,然后让另一个角度正确的窄波束天线继续工作。由于窄波束定向天线通常个头较大,所以一般这类智能天线都在室外场笑携野景使用,比如TD系统的一些基站就采用这种智能天线装置。

波束切换式天线,一般形成的天线角度个数,与其窄波束天线个数相当。所以由于硬件设计限制,这种天线不可能有很多或很细致的天线角度可供选择。从天线尺寸角度看,这种天线也只能在室外环境,即对空间没有多少要求的环境中使用。

自适应阵列天线:阵列天线由多个天线形成阵列,在工作时,通过不同天线的组合工作,形成不同的天线波瓣,实现多种方向、角度、增益都不相同的“虚拟天线”,以适应不同工作环境,不同用户的位置,以及避免不必要的干扰。自适应阵列天线在工作时通过对工作环境的判断,以及用户位置的感知,经过内部芯片处理,能够迅速计算出最佳的天线组合方式,达到想覆盖哪里,就覆盖哪里碰喊的目的。无线接入设备可通过不同天线的组合,形成最多4096种不同的波瓣模式,可以轻松的适应各种室内环境,增加覆盖范围,达到稳定网络质量之目的。

硬件智能天线方式:硬件智能天线方式又名“自适应波束切换技术”,该技术利用具有多个硬件天线的天线阵列,智能的从中选择多个天线阵子进行信号的发射和接收,不同天线的组合可以形成不同的信号辐射方向,从而可以为处于不同位置的STA选择最佳的发送或接收天线,提高信号接收质量,最终提升系统的吞吐量。

1)在天线阵列上的不同天线之间有一定的物理距离,从各天线上发出来的信号到达接收方的所经历的路径有长有短,从而到达接收方的信号具有时间差。如果接收的信号相位不一样,硬件智能天线方式可以从多个天线中选择一组信号叠加效果较好的天线组合,采取自适应快速切换,获得效果远好于“On-Chip”方式的信号覆盖质量。

2)在天线阵列上的不同天线具有不同的定向性,组合而成的定向天线具有比全向天线更大的组合增益,可以增加AP设备实际等效发射功率(EIRP:Effective Isotropic Radiated Power)。

硬件智能天线方式相对于芯片方式的优势:

1)芯片方式会产生额外的干扰,通过对全向天线调节相位难以形成单独的指向STA的信号,可能会对其它的方向形成干扰,并且会浪费能量;

2)芯片方式需要STA的支持,截至2012年8月22日 ,无线网卡基本都无法支持;

3)芯片方式有额外的吞吐量开销,芯片方式中AP和STA经常需要进行低速率的获取信道信息的报文的交互,会影响整体的吞吐量。

TD-SCDMA、 WCDMA 、CDMA有什么区别?

1、分类不同:

TD-SCDMA是中国移动的3G网络标准;

WCDMA是中国联通的3G网络标准;

CDMA又称码分多址,是第三代移动通信网络,即3G网络的主要技术。

2、特点不同:

TD-SCDMA在频谱利用率、闷败局频率灵活性、对业务支持具有多样性及成本等方面有独蚂让特优势枯团。

WCDMA码片速率高,有效地利用了频率选择性分集和空间的接收和发射分集;采用连续导频技术,能够支持高速移动终端。 

CDMA体制具有抗人为干扰、抗窄带干扰、抗多径干扰、抗多径延迟扩展的能力。

3、起源不同:

TD-SCDMA标准是由中国移动第一次提出并在此无线传输技术(RTT)的基础上与国际合作,完成了TD-SCDMA标准。

WCDMA起源于欧洲和日本的早期第三代无线研究活动。

CDMA是在数字技术的分支--扩频通信技术上发展起来的一种崭新而成熟的无线通信技术。

国内的移动、电信、联通用的不是一个格式。

参考资料:

百度百科-TD-SCDMA

百度百科-WCDMA

百度百科-CDMA

它们分别是各个运营商的3G网络标准,中国联通为WCDMA、中国电信是CDMA、中国移动为TD-SCDMA。

1、W-CDMA标准主要起源于欧洲和日本的早期第三代无线研究活动,该系统在现有的GSM网络上进行使用,对于系统提供商而言可以较轻易地过渡,该标准的主要支持者有欧洲、日本、韩国。W-CDMA是一项第三代移动无线技术,与现在市场上通常提供的技术相比,它能够为移动和手提无线设备提供更高的数据速率。W-CDMA能够支持移动/手提设备之间的语音、图象、数据以及视频通信,速率可达2Mb/s(对于局域网而言)或者384Kb/s(对于宽带网而言)。输入信号先被数字化,然后在一个较宽的频谱范围内以编码的扩频模式进行传输。窄带CDMA使用的是200KHz宽度的载频,而W-CDMA使游穗李用的则是一个5MHz宽度的载频。

2、TD-SCDMA标准是由中国移动第一次提出并在此无线传输技术(RTT)的基础上与国际合作,完成了TD-SCDMA标准,成为CDMA TDD标准的一员的,这标志着中国在移动通信领域已经进入世界领先之列。TD-SCDMA是一种TDD模式技术,比起FDD来说更适用于上下行不对称的业务环境,是多 时隙的TDMA与直扩CDMA、同步CDMA技术合成的新技术,同时采用了先进的智能天线技术, 充分利用了TDD上下行链路在同一频率上工作的优势,这样可大大增加系统容量、降低发射 功率、更好地克服无线传播中遇到的多径衰落问题;另外在TD-SCDMA中还用到了联合检测、 软件无线电、接力切换等技术,这使得系统在性能上有了较大程度的提高,在硬件制造方面则降低了成本。

3、CDMA码分多址(CDMA)是在数字技术的分支-扩频通信技术上发展起来的一种崭新而成熟的无线通信技术。CDMA技术的原理是基于扩频技术,即将需传送的具有一定信号带宽信息数据,用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制,使原数据信号的带宽被扩展,再经载波调制并发送出去。接收端使用完全相同的伪随机码,与接收的带宽信号作相关处理,把宽带信号换成原信息数据族让的窄带信号即解扩,以实现信息通信。CDMA是指一种扩频多址数字式通信技术,通过独特的代码序列建立信道,可用于二代和三代无线通信中的任何一种协议。CDMA是一种多路方式,多路信号只占用一条信道,极大提高带宽使用率,应用于800MHz和1.9GHz的超高频(UHF)移动电话系统。CDMA使用带扩频技术的模-数转换(ADC),输入音频首先数字化为二进制元。传输信号频率按指定类型编码,因此只有频率响应编码一致的接收机才能拦截信号。由于有无数种频率顺序编码,因此很难出现重复,增强了保密性。CDMA通道宽度名义上1.23MHz,网络中使用软切换方案,尽量减少手机通话中信号中断。数字和扩频技术的结合应用使得单位带神迟宽信号数量比模拟方式下成倍增加,CDMA与其他蜂窝技术兼容,实现全国漫游。最初仅用于美国蜂窝电话中CMDAOne标准只提供单通道14.4Kbps和八通道115Kbps的传输速度。CDMA2000和宽带CDMA速度已经成倍提高。

CDMA移动通信网是由扩频、多址接入、蜂窝组网和频率复用等几种技术结合而成,含有频域、时域和码域三维信号处理的一种协作,因此它具有抗干扰性好,抗多径衰落,保密安全性高,同频率可在多个小区内重复使用,容量和质量之间可做权衡取舍等属性。这些属性使CDMA比其它系统有很大的优势。

(1)系统容量大

理论上,在使用相同频率资源的情况下,CDMA移动网比模拟网容量大20倍,实际使用中比模拟网大10倍,比GSM要大4-5倍。

(2)系统容量的配置灵活

在CDMA系统中,用户数的增加相当于背景噪声的增加,造成话音质量的下降。但对用户数并无限制,操作者可在容量和话音质量之间折衷考虑。另外,多小区之间可根据话务量

和干扰情况自动均衡。

这一特点与CDMA的机理有关。CDMA是一个自扰系统,所有移动用户都占用相同带宽和频率,打个比方,将带宽想像成一个大房子,所有的人将进入惟一的大房子。如果他们使用完全不同的语言,他们就可以清楚地听到同伴的声音而只受到一些来自别人谈话的干扰。在这里,屋里的空气可以被想像成宽带的载波,而不同的语言即被当作编码,可以不断地增加用户直到整个背景噪音就限制住了。如果能控制住用户的信号强度,在保持高质量通话的同时,就可以容纳更多的用户。

(3)通话质量更佳

TDMA的信道结构最多只能支持4Kb的语音编码器,它不能支持8Kb以上的语音编码器。而CDMA的结构可以支持13kb的语音编码器。因此可以提供更好的通话质量。CDMA系统的声码器可以动态地调整数据传输速率,并根据适当的门限值选择不同的电平级发射。同时门限值根据背景噪声的改变而变,这样即使在背景噪声较大的情况下,也可以得到较好的通话质量。另外,TDMA采用一种硬移交的方式,用户可以明显地感觉到通话的间断,在用户密集、基站密集的城市中,这种间断就尤为明显,因为在这样的地区每分钟会发生2至4次移交的情形。而CDMA系统“掉话”的现象明显减少,CDMA系统采用软切换技术,“先连接再断开”,这样完全克服了硬切换容易掉话的缺点。

(4)频率规划简单

用户按不同的序列码区分,所以不相同CDMA载波可在相邻的小区内使用,网络规划灵活,扩展简单。

(5)建网成本低

CDMA技术通过在每个蜂窝的每个部分使用相同的频率,简化了整个系统的规划,在不降低话务量的情况下减少所需站点的数量从而降低部署和操作成本。CDMA网络覆盖范围大,系统容量高,所需基站少,降低了建网成本。

CDMA数字移动技术与现在众所周知的GSM数字移动系统不同。模拟技术被称为第一代移动电话技术,GSM是第二代,CDMA是属于移动通讯第二代半技术,比GSM更先进。

td-scdma

(time-division synchronous code division multiple access):td-scdma是由我国信息产业部电信科学技术研究院提出,与德国西门子公司联合开发。主要技术特点:同步码分多址技术,智能天线技术和软件无线技术。

它采用tdd双工模式,载波带宽为1.6mhz。tdd是一种优越的双工模式,因为在第三代移动通信中,需要大约400mhz的频谱资源,在3ghz以下是很难实现的。而tdd则能使用各种频率资源,不需要成对的频率,能节省未来紧张的频率资源,而且设备成本相对比较低,比fdd系统低20%--50%,特别对上下行不对称,不同传输速率的数据业务来说tdd更能显示出其优越性。也许这也是它能成为三种标准之一的重要原因。

另外,td-scdma独特的智能天线技术,能大大提高系统的容量,特别对cdma系统的容量能增加50%,而且降低了基站的发射功率,减少了干扰。td-scdma软件无线技术能利用软件修改硬件,在设计、测试方面非常方便,不同系统间的兼容性也易与实现。当然td-scdma也存在一些缺陷,它在技术的成熟性方面比另外两种技术要欠缺一等。因此,信息产业部也广纳合作伙伴一起完善它。另外它在抗快衰落和终端用户的移动速度方面也有一定缺陷。

WCDMA

WCDMA(Wide band Code Division Multiple Access 宽带码分多址)是一种3G蜂窝网络。WCDMA使用的部分协议与2G GSM 标准一致。具体一点来说,WCDMA是一种利用码分多址复用(或者CDMA 通用 复用技术,不是指CDMA标准)方法的宽带扩频3G移动通信空中接口。

wcdma(wideband code division multiple access ):wcdma源于欧洲和日本几种技术的融合。wcdma采用直扩(mc)模式,载波带宽为5mhz,数据传送可达到每秒2mbit(室内)及384kbps(移动空间)。它采用mc fdd双工模式,与gsm网络有良好的兼容性和互操作性。作为一项新技术,它在技术成熟性方面不及cdma2000,但其优势在于gsm的广泛采用能为其升级带来方便。

因此,近段时间也倍受各大厂商的青睐。wcdma采用最新的异步传输模式(atm)微信元传谈姿郑输协议,能册枣够允许在一条含颂线路上传送更多的语音呼叫,呼叫数由现在的30个提高到300个,在人口密集的地区线路将不在容易堵塞。

另外,wcdma还采用了自适应天线和微小区技术,大大地提高了系统的容量。

cdma2000

(code division multiple access2000):cdma2000是由美国高通(qualcomm)公司提出。它采用多载波(ds)方式,载波带宽为1.25mhz。cdma2000共分为两个阶段:第一阶段将提供每秒144kbit/s的数据传送率,而当数据速度加快到每秒2mbit/s传送时,便是第二阶段。到时,和wcdma一样支持移动多媒体服务,是cdma发展3g的最终目标。

cdma2000和wcdma在原理上没有本质的区别,都起源于cdma(is-95)系统技术。但cdma2000做到了对cdma(is-95)系统的完全兼容,为技术的延续性带来了明显的好处:成熟性和可靠性比较有保障,同时也使cdma2000成为从第二代向第三代移动通信过渡最平滑的选择。

但是cdma2000的多载传输方式比起wcdma的直扩模式相比,对频率资源有极大的浪费,而且它所处的频段与imt-2000规定的频段也产生了矛盾。

TD-SCDMA 与WCDMA和CDMA2000的比较

TD-SCDMA与WCDMA和CDMA2000相比,具有如下的特点和优势:

(1)频谱利用率高:TD-SCDMA采用TDD方式和CDMA和TDMA的多址技术,在传输中很容易针对不同类型的业务设置上、下行链路转换点,因而可以使总的频谱效率更高。

(2)支持多种通信接口:TD-SCDMA同时满足Iub、A、Gb、Iu、IuR多种接口要求,基站子系统既可作为2G和2.5G的GSM基站的扩容,又可作为3G网中的基站子系统,能同时兼顾现在的需求和未来长远的发展。

(3)频谱灵活性强:TD-SCDMA第三代移动通信系统频谱灵活性强,仅需单一1.6M的频带就可提供速率达2M的3G业务需求,而且非常适合非对称业务的传输。

(4)系统性能稳定:TD-SCDMA收发在同一频段上,上行链路和下行链路的无线环境一致性很好,更适合使用新兴的智能天线技术;利用了CDMA和TDMA结合的多址方式,更利于联合检测技术的采用,这些技术都能减少了干扰,提高系统的性能稳定性。

(5)与传统系统兼容性好:TD-SCDMA支持现存的覆盖结构,余咐信令协议可以后向兼容,网络不必引入新的呼叫模式,能够实现从现存的通信系统到下一代移动通信系统的平滑过渡。

(6)系统设备成本低:TD-SCDMA上下行工作于同一频率,对称的电波传播特性使之便于利用智能天线等新技术,这也可达到降低成本的目的;

(7)在无线基站方面,TD-SCDMA的设备成本也比较低;

(8)支持与传统系统间的切换功能:TD-SCDMA技术支持多载波直接扩频系统,可以再利用现有的框架设备、小区规划、****作系统、账单系统等,在所有环境下支持对称或不对称的数据速率。

当然,与前两种标准相比,尤其是与WCDMA比起来,TD-SCDMA也有尚显稚嫩的地方。比如,在对CDMA技术的利用方面,TD-SCDMA因好毁码要与GSM的小区兼容,小区复用系数为3,降低了频谱友哪利用率。又因为TD-SCDMA频带宽度窄,不能充分利用多径,降低了系统效率,实现软切换和软容量能力较困难。另外,TD-SCDMA系统要精确定时,小区间保持同步,对定时系统要求高。而WCDMA则不需要小区间同步,可适应室内、室外,甚至地铁等不同的环境的应用。另外,WCDMA对移动性的支持更加优质,适合宏蜂窝、蜂窝、微蜂窝组网,而TD-SCDMA只适合微蜂窝,对高速移动的支持也较差。尤其是在从GSM网向3G的过渡过程中,WCDMA的优势更加明显。

您好,TD-SCDMA是移动的3G网络制式,明蠢WCDMA是联通的3G网络制式,CDMA是电信的2G网络制式,CDMA2000是电信的搜槐弊3G网络制式。关键要看您的手机支持哪种网络的,世族然后选择对应的运营商。供您参考,感谢您选择中国移动。

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