空分多址是什么

凡人 QA 2020-11-11 02:11:31 阅读(...)

空分多址也称为多光束频率复用,通过标记不同方位相同频率的天线光束来进行频率的复用。

空分多址也称为多光束频率复用,通过标记不同方位相同频率的天线光束来进行频率的复用。

空分多址是什么

空分多址技术的研究背景

智能天线也叫自适应阵列天线,它由天线阵、波束形成网络.它通过满足某种准则的算法去调节各阵元信号的加权幅度和相位,从而调节天线阵列的方向图形状,达到增强所需信号抑制干扰信号的目的.智能天线技术适宜于 TDD 方式的 CDMA 系统,能够在较大程度上抑制多用户干扰,提高系统容量.但是由于存在多径效应,每个天线均需一个 Rake 接收机,从而使基带处理单元复杂度明显提高.智能天线通常包括多波束智能天线和自适应阵智能天线.智能天线最初广泛应用于雷达、声纳及军事通信领域,由于价格等因素一直未能普及到其它通信领域。

近年来,现代数字信号处理技术发展迅速,数字信号芯片处理能力不断提高,芯片价格已经可以为现代通信系统所接受.同时,利用数字技术在基带形成天线波束成为可能,以此代替模拟电路形成天线波束的方法,提高了天线系统的可靠性与灵活程度,智能天线技术因此开始在移动通信中得到应用.另一方面移动通信用户数增加迅速,人们对移动通话质量的要求也不断提高,这要求蜂窝小区在大容量下仍有高的话音质量.使用智能天线可以在不显著增加系统复杂度的情况下满足服务质量和扩充容量的需要.不同于常规的扇区天线和天线分集方法,通过在基站使用全向收发智能天线,可以为每个用户提供一个窄的定向波束,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.不同于传统的时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)或码分多址(CDMA)方式,智能天线引入了 SDMA 方式,在时隙、频率或地址码都相同的情况下,用户仍可以根据信号不同的空间传播路径而区分。

空分多址的优势

空分多址(SDMA)是一种新发展的多址技术,在由中国提出的第三代移动通信标准 TD-SCDMA 中就应用了 SDMA 技术。

应用 SDMA 的优势是明显的:它可以提高天线增益,使得功率控制更加合理有效,显著地提升系统容量;此外一方面可以削弱来自外界的干扰,另一方面还可以降低对其他电子系统的干扰。如前所述,SDMA 实现的关键是智能天线技术,这也正是当前应用 SDMA 的难点。特别是对于移动用户,由于移动无线信道的复杂性,使得智能天线中关于多用户信号的动态捕获、识别与跟踪以及信道的辨识等算法极为复杂,从而对 DSP(数字信号处理)提出了极高的要求,对于当前的技术水平这还是个严峻的挑战。所以,虽然人们对于智能天线的研究已经取得了不少鼓舞人心的进展,但仍然由于存在上述一些尚难以克服的问题而未得到广泛应用。但可以预见,由于 SDMA 的诸多诱人之处,SDMA 的推广是必然的。

空分多址(SDMA):这种技术是利用空间分割构成不同的信道。举例来说,在一颗卫星上使用多个天线,各个天线的波束射向地球表面的不同区域。地面上不同地区的地球站,它们在同一时间、即使使用相同的频率进行工作,它们之间也不会形成干扰。

空分多址(SDMA)是一种信道增容的方式,可以实现频率的重复使用,充分利用频率资源。空分多址还可以和其它多址方式相互兼容,从而实现组合的多址技术,例如空分·码分多址(SD-CDMA)。

与传统的 TDMA、FDMA 或 CDMA 方式相比,智能天线引入了第四维多址方式:空分多址(SDMA)方式。

人们研究智能天线的最初动机是,在频谱资源日益拥挤的情况下考虑如何将自适应波束形成应用于蜂窝小区的基站(BS),以便能更有效地增加系统容量和提高频谱利用率。智能天线的基本思想是:天线以多个高增益窄波束动态地跟踪多个期望用户,接收模式下,来自窄波来之外的信号被抑制,发射模式下,能使期望用户接收的信号功率最大,同时使窄波束照射范围以外的非期望用户受到的干扰最小。智能天线是利用用户空间位置的不同来区分不同用户。不同于传统的频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)或码分多址(CDMA),智能天线引入第 4 种多址方式:空分多址(SDMA)。即在相同时隙、相同频率或相同地址码的情况下,仍然可以根据信号不同的中间传播路径而区分。SDMA 是一种信道增容方式,与其他多址方式完全兼容,从而可实现组合的多址方式,例如空分一码分多址(SD-CDMA)。

智能天线与传统天线概念有本质的区别,其理论支撑是信号统计检测与估计理论、信号处理及最优控制理论,其技术基础是自适应天线和高分辨陈列信号处理。

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