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先甜5號是由先正達種子泰國公司培育而成的甜玉米單交品種，與其它產(chǎn)品相比，先甜5號株植高、長勢較強且株型直立半緊湊，葉片挺直、葉色青綠。在籽粒品質(zhì)方面，其籽粒飽滿且出籽率高達65%以上，皮薄渣少、甜度高、?？剐苑矫?，先甜5號與其它產(chǎn)品相比，適應性廣，抗倒伏能力強。
2先甜5號種植優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培技術(shù)
2.1地塊選擇
栽培地以選擇土壤肥力中上，排灌方便，光照充足、前茬為非玉米種植田塊為好。最好能選擇水旱輪作田塊種植。
2.2育苗移栽
春季育苗用地膜搭小拱棚覆蓋，在晴朗天氣下解開小拱棚兩端的地膜，利于通風透氣工作，在晚間溫度低于12℃以下時，將地膜完整蓋好，可以避免雨水對苗床的沖刷，起到保護苗床的作用。
2.3合理密植
在新豐縣馬頭鎮(zhèn)上灣村的種植面積為33.33hm2，種植規(guī)格為1.5m包溝雙行種植，株距為25cm，每667m2種植3500株左右。春播與3月中旬開始，收獲從6月上旬開始。春收之后可直接免耕連作秋玉米，不但能有效降低成本，還可增強秋玉米的抗倒性。
2.4科學肥水管理
科學合理的施肥方法對作物的增產(chǎn)效果不言而喻，特別是對于甜玉米作物來說，對產(chǎn)量的影響巨大。放硼肥可以提高糖度，有效增加商品性，可結(jié)合底肥施入，也可以在吐絲時期結(jié)合治蟲噴施。在拔節(jié)至小喇叭口期，結(jié)合施壯稈肥進行1次淺中耕；在大喇叭口期結(jié)合施穗肥進行培土，以利根系深扎，增強抗病能力。全期施用尿素44kg、磷肥50kg，氯化鉀30kg。肥料分配如下：基肥：15%尿素和氯化鉀，全部磷肥。第1次追肥：出苗后7～10天追施，15%尿素。第2次追肥：出苗后20～30天追施，20%尿素和20%氯化鉀。第3次追肥：大喇叭口期，50%尿素和65%氯化鉀。
2.5整蘗整穗及采收
由于甜玉米在生長期間會產(chǎn)生較多的分蘗和小穗，對分蘗及小穗要做好及時清除工作，避免造成玉米養(yǎng)分及水分供應不足?？梢詫⒚恐暧衩字涣糇钌喜恳凰?，剩下的部分全部清除。其次應在果穗籽粒略轉(zhuǎn)色或花絲轉(zhuǎn)黑色時及時采收，成熟一批采收一批，以保證果穗的品質(zhì)和產(chǎn)量。
3先甜5號種植病蟲害綜合防治
3.1農(nóng)業(yè)防治
在農(nóng)業(yè)防治方面應做到合理布局和輪作推廣，使多種農(nóng)作物的相生相克作用對病蟲的生活規(guī)律造成影響，降低病蟲對作物侵襲的適應性，減少作物受病蟲的危害時間及危害程度。
3.2物理防治
物理防治主要是針對玉米螟及小地老虎的病蟲防治。玉米螟又稱鉆心蟲，通過破壞玉米莖葉組織使水分養(yǎng)分傳輸不到位。這種害蟲具有趨光性強的特點，可以采用黑光燈對成蟲進行誘殺，誘殺時間以每日21時至次日4時為宜。對小地老虎的除害可以采用米糠+豆餅粉拌炒方式，加入5%敵百蟲，分置于田間，上面鋪上新鮮嫩草，引誘小地老虎幼蟲取食。
3.3生物防治
生物防治就是指利用生物天敵及農(nóng)用抗生素等低毒殘留的生物農(nóng)藥進行蟲害防治，在玉米螟產(chǎn)卵初期、中期及后期各釋放赤眼蜂1次，每次放蜂1.5萬頭/667m2，并注意10月上旬的藥劑防治關(guān)鍵期。
3.4藥劑防治
應秉承不使用國家禁用農(nóng)藥的原則，推行無公害種植保護技術(shù)體系，對農(nóng)藥的濃度及用量方面必須進行嚴格控制，如遇到病蟲害情況的發(fā)生，應選擇高效低毒低殘留的生物農(nóng)藥進行蟲害防治。
4效益分析
4.1社會效益
玉米作為我國大部分地區(qū)的主要糧食作物之一，同時也是養(yǎng)殖業(yè)賴以生存和發(fā)展的主要飼料作物，玉米產(chǎn)量的高低，在我國糧食生產(chǎn)中占有舉足輕重的地位。先甜5號玉米新品種的研發(fā)，能有效解決我國部分地區(qū)玉米單產(chǎn)偏低、總產(chǎn)量增加緩慢以及畜牧業(yè)用糧問題。
4.2經(jīng)濟效益
關(guān)鍵詞：土建改造，風荷載
1. 前言為統(tǒng)一無線通信鐵塔在建設(shè)中土建專業(yè)相關(guān)技術(shù)標準和改造措施，更好地指導現(xiàn)有多運營商之間的基礎(chǔ)設(shè)施共享的建設(shè)工作，特制定無線基站鐵塔改造指導原則?？萍颊撐?。
本指導原則主要內(nèi)容包括風荷載計算原則、無線基站天線塔架改造原則。
2.風荷載計算原則為確保天饋支撐系統(tǒng)的安全，科學、準確地計算風荷載，無線通信塔架的風荷載計算應遵循《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2001及《高聳結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50135-2006中的相關(guān)要求。
2.1計算標準：
1) 根據(jù)移動通信天線的重要性和《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定，基本風壓按50年一遇的風壓采用。
2) 地面粗糙度類別一般取C類；遠郊地區(qū)地面粗糙度類別取B類。
3) 考慮到通信天線的重要性和風荷載的不確定性，對于天線塔架和建筑結(jié)構(gòu)相連接部位的連接措施，建議在計算的基礎(chǔ)上適當加強。
4) 各類典型天線規(guī)格（參考值）
天線規(guī)格對比表
【關(guān)鍵詞】專管共用；天線球面近場；儀器共享
【Abstract】This article presents the Nanjing University of Posts and Telecommunications spherical near-field antenna measurement system management and sharing mechanism. By the collaboration between different disciplines， the utilization of the advanced experimental platform is improved and the effective management system and efficient operation mode are formed. The research supports the construction of other large scientific research platform and provides beneficial management experience for the construction of specialized laboratory. Through exploring the equipment management mechanism， the efficiency of the management level and equipment usage not only is improved， but also the normal operation can be maintained effectively. The students and teachers' scientific research work can get strong support.
【Key words】Personal responsibility and sharing usage； Spherical Near-field Antenna Measurements system； Instrument sharing
0 前言
先進的大型科研儀器設(shè)備是高校的重要資源，在高層次人才培養(yǎng)、高水平品科研工作的開展過程中發(fā)揮著重要作用[1-6]。如何管理并使用好大型科研儀器，使得其不僅在科研方面同時在日常教學中發(fā)揮更大的作用，是衡量高校實驗室建設(shè)與管理水平的重要標志[7-8]。天線球面近場測量實驗室是我校第一個全自動的專業(yè)天線測量平臺，為通信與信息系統(tǒng)、電磁場與微波技術(shù)等多個專業(yè)的師生提供了優(yōu)良的工作條件，它能天線和天線陣列進行精確測量，快速獲取方向圖、增益、效率、極化等關(guān)鍵輻射性能指標參數(shù)，而且界面友好、操作簡單，徹底改變了過去相關(guān)專業(yè)師生采用人工或半自動方法測量天線輻射特性參數(shù)、效率很低、測量精度有限且工作量巨大的艱苦局面，數(shù)十倍地提高了工作效率，使相關(guān)專業(yè)師生從持續(xù)時間長、強度高、體力消耗大的重復測試工作中完全解放出來，集中精力提高教學和科研水平。
1 天線球面近場專管共用機制作用
1.1 研究型教學模式的建立、實踐和優(yōu)化
依托天線球面近場測試系統(tǒng)，管理人員編撰了相應的操作手冊，為通信與信息系統(tǒng)、電磁場與微波技術(shù)專業(yè)跨學院的碩士研究生開設(shè)了“無線通信中的天線測量技術(shù)”實驗課程，進一步優(yōu)化了天線專業(yè)課程的結(jié)構(gòu)，讓學生既能驗證經(jīng)典天線的輻射特性，又能自行研制新型天線并進行快速測量和優(yōu)化設(shè)計，還能支持他們參加射頻電路設(shè)計競賽。上述舉措，對內(nèi)促進不同學科研究水平的提高、充分發(fā)揮設(shè)備共享效果， 對外展示相關(guān)專業(yè)的研究生教學水平，充分激發(fā)學生的學習興趣，提高學生的動手能力，進而促進高水平研究論文、教材和專著的發(fā)表。在實施過程中，管理人員和主要參加者還以新一代寬帶移動通信、無線傳感器網(wǎng)絡、射頻識別、穿戴式系統(tǒng)為應用背景，結(jié)合自身承擔的國家自然科學基金、國家科技重大專項等國家級科研項目，指導通信學科和電磁場學科的博士、碩士研究生在0.8-6GHz頻段上研制各種新型天線單元和陣列，研制了1.7-2.7GHz/5-5.9GHz頻段的雙頻雙極化寬帶定向天線、小型雙頻段WLAN寬帶定向天線、TD-LTE頻段全向雙極化天線、5.8GHz頻段平面端射特性圓極化天線、多模寬帶手持機天線、雙輻射模開槽天線等多種新型天線單元，提出了多種新型天線設(shè)計方法，獲得了豐富的原創(chuàng)科研成果。在該機制的實施和實踐過程中，項目負責人始終立足于課程教學、人才培養(yǎng)和團隊磨合的目標，依托國家科研項目和先進實驗平臺的支持，實現(xiàn)了理論教學過程、實驗操作環(huán)節(jié)與科學研究、工程實踐之間的良性互動、彼此促進和補充完善，逐步形成了“課堂教學與理論分析-工程設(shè)計與實驗驗證” 相結(jié)合、教學科研相長的研究型教學模式。教師通過直接指導學生設(shè)計天線和實際操作測試平臺，一方面強化學生對課程基礎(chǔ)理論知識的掌握，另一方面又能增進教師、師生、學生之間的溝通和交流，充分實現(xiàn)教師、師生、學生之間在科研過程中的逐步磨合，不斷發(fā)現(xiàn)研究探索過程中的疑難問題并及時解決之，同時提高師生雙方的工作效率，促使師生相互配合、相互促進，從而不斷優(yōu)化教學方法和科研模式，達到既能全面提高教學質(zhì)量、又能提升科研業(yè)務水平的良好效果。
1.2 支持不同學校學科的平臺建設(shè)
天線球面近場測試實驗室是江蘇省無線通信實驗室（歸屬于“信息與通信工程”一級學科）的重要組成部分。通過探索“共有平臺、不同學科”之間的設(shè)備管理機制，不僅提高了管理水平和設(shè)備的使用效率，有效維護設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)、充分發(fā)揮其效能，而且還為我校省級射頻與微納電子學科綜合訓練中心（歸屬于“電子科學與技術(shù)”一級學科）的建設(shè)提供了有力支持。在學生培養(yǎng)方面，電子科學工程學院、與通信工程學院、教務處三方協(xié)調(diào)，通過預約、課程設(shè)置等方式安排該試驗系統(tǒng)的使用。在完善的設(shè)備管理基礎(chǔ)之上，該實驗設(shè)備對校內(nèi)外師生、科研與生產(chǎn)單位開放，滿足科研與教學活動需要，最大限度提高設(shè)備的利用率，充分發(fā)揮該平臺的功能輻射作用。使該平臺成為我校射頻與微納電子學科綜合訓練中的子平臺之一。通過利用該平臺針對電磁場與無線技術(shù)、電磁場與微波技術(shù)等本科和研究生專業(yè)的學生，開設(shè)相應的微波與天線測量、電磁兼容、等課程和多門實驗課程，同時開展課程設(shè)計、生產(chǎn)實習和畢業(yè)設(shè)計等綜合實踐教學工作，進而鼓勵學生在這個平臺上完成創(chuàng)新研究和科學研究項目。借助于該平臺，學生可以在兩個學院的教師的共同指導下完成射頻微波電路設(shè)計、射頻器件測量、天線設(shè)計與測試流程，掌握射頻與天線技術(shù)的一般設(shè)計方法、仿真與優(yōu)化手段、現(xiàn)代微波測量技術(shù)，經(jīng)過訓練學生可以具備一名射頻微波與天線工程師的基本素養(yǎng)。2014年在我校成功申請電子科學與技術(shù)國家級實驗教學示范中心的過程中，基于該測試系統(tǒng)的教學成果作為天線與電波實驗平臺成果的重要組成部分。
2 天線球面近場專管共用機制作用解決的主要問題
2.1 解決了相關(guān)專業(yè)研究生教學中只有理論授課、缺少實踐環(huán)節(jié)的問題
縱觀國內(nèi)研究生天線類專業(yè)課程的教學現(xiàn)狀，一直是以理論授課為主，過去只有少數(shù)重點院校有能力開設(shè)配套的實驗操作課程。特別是天線輻射特性測量實驗，通常只對電子、雷達、無線電物理等專業(yè)而設(shè)定，在通信類專業(yè)中尚未見有報道。為了提高教學水平，增強學生的科研實踐能力，特別是充分發(fā)揮先進科研平臺在研究生教學中的作用，必須開設(shè)相應的實驗課程。利用天線球面近場測量系統(tǒng)，為通信與信息系統(tǒng)、電磁場與微波技術(shù)兩個專業(yè)的碩士研究生開設(shè)了“無線通信中的天線測量技術(shù)”課程，改變了我校在以往相關(guān)課程教學中，只有理論授課而缺少動手操作環(huán)節(jié)或?qū)嵺`環(huán)節(jié)少且操作復雜度過高的情況。通過操作天線球面近場測量系統(tǒng)，學生可以地直觀驗證教材中各種經(jīng)典天線的輻射特性，加深對天線基本參數(shù)、基礎(chǔ)天線理論知識的感性認識，從而逐步從理性上定量了解天線的工作機理，走出過去對天線專業(yè)課程“全是抽象數(shù)學符號和公式推導”的認識誤區(qū)，產(chǎn)生和增加學習興趣。在此基礎(chǔ)上，還可以吸引有潛力的學生參加教師的科學研究，幫助解決科研項目中的天線分析和設(shè)計問題。利用天線球面近場測量系統(tǒng)，能夠快速驗證研究過程隨時出現(xiàn)中的各種新點子、新想法，逐步培養(yǎng)學生獨立從事天線領(lǐng)域科學研究和工程設(shè)計的能力。
2.2 解決了相關(guān)專業(yè)學生和教師的科研工作平臺條件問題，為科研項目的順利開展提供有力支持
天線球面近場測量實驗室是我校第一個全自動的專業(yè)天線測量平臺，為通信與信息系統(tǒng)、電磁場與微波技術(shù)兩個專業(yè)的師生提供了優(yōu)良的工作條件，它能對0.8-6GHz頻段、尺寸不大于45厘米的天線和天線陣列進行精確測量，快速獲取方向圖、增益、效率、極化等關(guān)鍵輻射性能指標參數(shù)，而且界面友好、操作簡單，徹底改變了過去相關(guān)專業(yè)師生采用人工或半自動方法測量天線輻射特性參數(shù)、效率很低、測量精度有限且工作量巨大的艱苦局面，數(shù)十倍地提高了工作效率，使相關(guān)專業(yè)師生從持續(xù)時間長、強度高、體力消耗大的重復測試工作中完全解放出來，集中精力提高教學和科研水平。在先進天線測量平臺的支持下，負責人于2013年獲得了江蘇省高校自然科學重大研究A類資助項目，2014年又獲得了國家自然科學基金面上項目。目前，課題負責人正在圍繞新一代移動通信、無線傳感器網(wǎng)絡、射頻識別和穿戴式系統(tǒng)等不同應用，與不同學科的師生合作，開展更深層次、更高水平的應用基礎(chǔ)研究。
2.3 解決了提高相關(guān)專業(yè)師生教學科研水平的問題
通過該平臺的共管與共享，不僅顯著地提高了相關(guān)專業(yè)師生研究工作的速度、效率和質(zhì)量，還極大地提高了學生對天線專業(yè)課程的學習興趣，吸引更多有潛力、有志于從事天線理論與技術(shù)研究的學生主動參加到教師的科研實踐中，形成了濃厚的學術(shù)研究氛圍，顯著提升了研究生的教學質(zhì)量和教師的科研水平，為我國通信行業(yè)培養(yǎng)了理論水平高、動手能力強、工程經(jīng)驗豐富、滿足不同層次需求的天線專業(yè)人才。得益于先進工作平臺的支撐，相關(guān)專業(yè)師生在天線方面的科研實踐持續(xù)不斷，一系列全新的研究思想、設(shè)計方法與工程設(shè)計方案得以快速驗證和優(yōu)化實現(xiàn)，從而催生出一系列高水平的原創(chuàng)性研究成果。實驗室建成后，相關(guān)專業(yè)師生已出版專著1部，申請了十余項國家發(fā)明專利（其中5項已獲得授權(quán)），而且還在天線與傳播領(lǐng)域的國際權(quán)威學術(shù)刊物與會議上發(fā)表或錄用了近30篇研究論文（其中近一半被SCI收錄），7篇發(fā)表在IEEE Trans. Antennas & Propagation，IEEE Antennas & Wireless Propagation Letters等頂級刊物上，得到了國內(nèi)外同行的多次引用和關(guān)注。
3 天線球面近場專管共用機制實踐過程及推廣應用價值
在專管共用的實踐過程中，負責人首先為通信與信息系統(tǒng)、電磁場與微波技術(shù)專業(yè)的碩士研究生講授了“移動通信中的天饋技術(shù)與應用”理論課程，然后依托天線球面近場測量系統(tǒng)，開設(shè)了配套的“無線通信中的天線測量技術(shù)”實驗課程，通過48學時的課堂教學和實踐環(huán)節(jié)，對相關(guān)專業(yè)研究生進行了完整的科研訓練，為學生從事天線專業(yè)方向的科學研究奠定基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上，系統(tǒng)管理人員一方面指導自己的碩士研究生展開科學研究，另一方面積極配合電磁場學科的教師，協(xié)同指導從事相關(guān)專業(yè)方向工作的碩士研究生，依托天線球面近場測量系統(tǒng)，圍繞新一代移動通信、無線傳感器網(wǎng)絡、射頻識別、穿戴式系統(tǒng)等應用背景，在國家自然科學基金、國家科技重大專項等國家級科研項目的資助下，研究新型天線的設(shè)計理論和方法，在小型天線、寬帶天線、多頻段天線、圓極化天線等不同領(lǐng)域內(nèi)展開全面探索。本課題發(fā)表的3篇研究論文均發(fā)表在國際和國內(nèi)重要學術(shù)刊物上，其中2篇被SCI收錄（源）的研究論文，主要作者均為課題負責人指導的碩士研究生；課題負責人和主要成員還出版了專著1部、獲授權(quán)了3項國家發(fā)明專利，說明通過對先進天線測量平臺的有效管理和使用，不僅對提高我校相關(guān)專業(yè)碩士研究生的教學水平、科研能力有顯著促進作用，而且取得了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的系列成果，獲得了國際和國內(nèi)同行的充分認可，達到國內(nèi)領(lǐng)先、國際同等先進水平。另一方面，通過探索本實驗室的共管使用機制，為不同學科、從事相似研究方向的教師提供了充分磨合、相互配合的良機，為我校省級射頻與微納電子學科綜合訓練中心的建設(shè)提供了有力支撐，產(chǎn)生了“1+1>2”的效果，說明通過對先進天線測量平臺的有效管理和使用，已經(jīng)為今后課程與平臺建設(shè)、科研成果轉(zhuǎn)化等后續(xù)工作奠定了良好的工作基礎(chǔ)。
【參考文獻】
[1]胡凱.推進研究型大學大型儀器共享管理機制[J].實驗室研究與探索，2009（4）：8-9.
[2]王力清.行業(yè)高校大型儀器開放共享現(xiàn)狀及原因分析[J].實驗室科學，2015， 4：181-184.
[3]王嘉濱.淺談實驗室大型儀器的開放與共享[J].現(xiàn)代測量與實驗室管理，2008（5）：97-98.
[4]曾曉思.高校大型儀器設(shè)備共享研究綜述[J].實驗室科學與技術(shù)，2013（2）：45-46.
[5]蔡兵.高校大型儀器設(shè)備開放共享的實踐與探索[J].實驗室研究與探索，2014（2）：259-263.
[6]胡金蓮.專管共用發(fā)揮大型精密儀器的使用效益[J].實驗室研究與探索，1998（3）：14-15.
關(guān)鍵詞：LMDS，系統(tǒng)構(gòu)成，應用，雨衰
1.引言
LMDS（ Local Multipoint Distribution Services ）本地多點分配業(yè)務系統(tǒng)工作在20-40 GHz 頻段上的點對多點數(shù)字微波通信技術(shù)，適用于城域接入網(wǎng)的本地寬帶業(yè)務傳輸和接入，基站典型覆蓋半徑為3-5km，每個基站可支持數(shù)百個端站，按用戶的需求動態(tài)分配帶寬，每個端站最高帶寬可達 8-16Mb/s，可捆綁各種寬、窄帶業(yè)務，支持數(shù)據(jù)、話音、視頻、Internet，LMDS技術(shù)的成熟與完善，長期困擾運營商的接入網(wǎng)“瓶頸”問題便迎刃而解。
2.LMDS系統(tǒng)的構(gòu)成
LMDS寬帶無線接入網(wǎng)絡主要包括下列組成部分：
·數(shù)字基站（DBS）: 做為集中器，發(fā)送并接收所有用戶業(yè)務。核心功能在于對RF信號的調(diào)制/解調(diào)，同時完成無線用戶的匯聚，并與骨干網(wǎng)的連接。
·無線基站（RBS）: 結(jié)構(gòu)緊湊的室外單元，傳輸RF信號至扇型天線，IF信號至DBS。一般情況下，基站包括多個RBS，每個RBS提供一個扇區(qū)的容量及覆蓋。RBS安裝于鐵塔或房頂。
·無線端站（RT）：安裝于用戶端，墻面或抱桿安裝，環(huán)境適應力強。包括設(shè)計非常緊湊的收發(fā)信單元及集成天線，與NT傳輸IF信號，由NT供電。
·網(wǎng)絡終端（NT）：室內(nèi)單元，提供1個多個終端接口，可與用戶直接連接，或與用戶端集中設(shè)備相連（如Routers/多業(yè)務交換機、ADSM mux、VPN hub，或PBX）。核心功能在于對RF信號的調(diào)制/解調(diào)?？晒潭ㄔ跈C架，或桌面放置。
·網(wǎng)絡及業(yè)務管理：對骨干網(wǎng)設(shè)備、基站、端站，即有線和無線系統(tǒng)所有的操作維護進行管理。提供業(yè)界功能最強大的管理系統(tǒng)，包括簡單易用的完全圖形接口，方便的路徑及配置管理，良好的路由選擇及恢復功能，超強的可擴展性及靈活性。
1-1 LMDS典型網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)[1]
3.LMDS寬帶無線接入網(wǎng)絡應用舉例。
LMDS是一個可以綜合租用線、交換話音、ISDN和基于IP業(yè)務的多業(yè)務平臺。本節(jié)將描述租用線業(yè)務的主要應用及相應的典型網(wǎng)絡配置作為典型應用：
PBX 互連
數(shù)據(jù)租用線業(yè)務，通過集中器、FRAD(幀中繼)、網(wǎng)橋或路由器提供廣域網(wǎng)連接
租用線業(yè)務提供端站與基站之間 E1/T1 或 分檔E1/T1 的透明傳輸。系統(tǒng)匯聚業(yè)務通過TDM E1/T1電路接口或DBS ATM接口傳輸至骨干網(wǎng)。所有配置和路徑管理，包括無線資源的分配均由網(wǎng)管系統(tǒng)完成。
2-1租用線業(yè)務[1]
3.LMDS系統(tǒng)雨衰的影響。論文格式。論文格式。
LMDS使用約30GHz的頻段作為傳輸媒介，這是因為微米波的波長與雨點的直徑在同一數(shù)量級，因此抗雨衰性能差。通信質(zhì)量受雨、雪等天氣影響較大。雨衰影響是LMDS系統(tǒng)設(shè)計必須予以考慮的重要因素。
國際電信聯(lián)盟對降雨的影響已進行了深入研究，在ITU-RP.837建議中，將地球分為15個降雨氣候區(qū)，分別以大寫字母A到Q來表示，每一降雨區(qū)是以與它相關(guān)的降雨強度統(tǒng)計來表證，并給出了對應不同降雨強度所發(fā)生的時間概率。遵照ITU-R P.838建議，可以針對工作頻率、極化和降雨率計算比衰減（dB／Km）和有效路徑長度（這是考慮到在整個傳輸段長度上降雨強度不是均勻分布的緣故），進而可以針對衰落儲備值Ft計算出在一定傳輸距離下，降雨衰減超出Ft的時間百分數(shù)P，或反之，根據(jù)雨衰特性及Ft求出在保證P值一定的情況下可用的通信距離是多少。必要時，還可以根據(jù)在ITU-R P.841建議，從長期百分數(shù)P變換到最壞月份百分數(shù)Pu。在考慮LMDS因雨衰引起的不可用性指標時，時間百分數(shù)Pu即為不可用性指標。[2]
系統(tǒng)抗雨衰性能
系統(tǒng)增益
nA7390收發(fā)信機性能優(yōu)異，在BER=10-6時上下行門限接收電平值可達到-83dBm和-81dBm，由于MII行業(yè)標準（ -82dBm和-76dBm ）。
n采用標準天線時，系統(tǒng)增益達148dB；高增益天線，達160dB。
自動增益控制（ATPC）性能
n為了滿足不同通信距離和不同地區(qū)降雨率減對發(fā)射功率的要求，A7390 LMDS系統(tǒng)支持自動發(fā)射功率控制（ATPC）功能。
ATPC調(diào)整速度
nA7390 LMDS系統(tǒng)在上行鏈路實施ATPC，保證系統(tǒng)工作在理想的C/N指標。論文格式。ATPC動態(tài)范圍為40dB（MII要求為35dB）。
nATPC工作方式：慢環(huán)路調(diào)整、快環(huán)路調(diào)整。
n快環(huán)路調(diào)整時，速度高于1000dB/s（MII要求為20dB/S）。
參考文獻：
[1] 寬帶無線接入解決方案 ，A7390 LMDS，Mobil Network Division, Fixed Wireless BU，Harry - August, 2003 。上海貝爾內(nèi)部資料。
[2]周志敏，淺析LMDS多點分配接入技術(shù)（一），http:tech.ccidnet.com/art/1084/20031024/68551-1.html,2003年10月23 日
1.1基本概念及工作原理
在移動通信中,智能天線是天線陣在感知和判斷自身所處電磁環(huán)境的基礎(chǔ)上,依據(jù)一定的準則,自動地形成多個高增益的動態(tài)窄波束,以跟蹤移動用戶,同時抑制波束以外的各種干擾和噪聲,從而處于最佳工作狀態(tài)。智能天線吸取了自適應天線的抗干擾原理,依靠陣列信號處理和數(shù)字波束形成技術(shù)發(fā)展起來。由于天線有發(fā)射和接收兩種狀態(tài),所以智能天線包含智能化發(fā)射和智能化接收兩個部分,它們的工作原理基本相同。圖1所示的是處于接收狀態(tài)的智能天線結(jié)構(gòu)圖?，F(xiàn)以發(fā)射狀態(tài)的智能天線為例,說明波束的形成。將M維信號矢量S(t)=(s1(t),s2(t),...sM(t))T與一個N×M階加權(quán)矩陣W相乘,得到一個N維的陣信號矢量X(t)=W×S(t)。其中,X(t)=(x1(t),x2(t),x3(t),…xN(t))T,在遠區(qū)產(chǎn)生的場強為:
顯然,Σnwnmfn(θ)表示單路信號sm(t)的輻射方向圖。一旦天線陣確定下來后,它的方向性函數(shù)fn(θ)也隨之確定,于是只要通過改變wnm就可形成所需要的輻射方向圖。
1.2組成及關(guān)鍵技術(shù)
(1)射頻部分
射頻部分包括陣列天線和高頻處理。在移動通信系統(tǒng)中,天線陣通常采用直線陣和平面陣兩種方式。陣的形式確定下來后,天線單元的選擇非常關(guān)鍵,除了必須滿足系統(tǒng)提出的頻帶、駐波比、增益、極化等性能指標外,在實際中還要做到單元間的互耦小、一致性好和加工方便等,微帶天線憑借自身特有的優(yōu)勢,已經(jīng)在這方面得到廣泛的應用。高頻處理主要是指對接收或發(fā)射信號進行放大,以滿足A/D變換或發(fā)射功率的要求?？紤]到智能天線對誤差非常敏感,還要保證射頻部分各個支路幅度和相位的一致性。
(2)中頻部分
目前受數(shù)字器件水平的限制,還不能直接對來自天線單元的微波信號進行采樣。較為常用的辦法是:先利用下變頻器將微波高頻信號變到中頻,然后使該支路的模擬信號經(jīng)過濾波和放大等中頻處理,最后對它進行采樣,典型的實現(xiàn)方法有兩種,分別如圖2(a)、(b)所示。
圖2(a)所示的是雙下變頻接收機,通過兩級混頻器,完成高頻信號到中頻的變換。這種接收機的優(yōu)點是降低了對A/D變換器采樣速率的要求,而且整個接收機的增益分配也有一定的靈活性。圖2(b)為直接采樣接收機,它借助于更快速度的A/D變換器和其他一些輔助的數(shù)字器件,在中頻直接對信號進行采樣,避免了信道中I和Q兩路信號的匹配問題。圖中均衡器的作用是補償各支路間幅度和相位的不一致。
(3)數(shù)字波束形成部分
數(shù)字波束形成(DBF)是智能天線的核心部分,在硬件上需要有高速率的數(shù)字信號處理芯片支持。目前能用于該領(lǐng)域的數(shù)字器件主要有兩種:一種是通用的DSP芯片,如TMS320系列;另一種是專用集成電路(ASIU),其中最為典型的是能進行大規(guī)模并行處理的FPGA。數(shù)字波束形成在軟件上需要有收斂速度快、精度高的自適應算法,以調(diào)整加權(quán)系數(shù)。目前在通信領(lǐng)域研究得較多的算法主要有:LMS及其改進算法RLS、SMI和CMA等。值得注意的是基于特征值分解的自適應數(shù)字波束形成算法越來越受到重視,它不僅能很好地與超分辨測向算法統(tǒng)一起來,而且能自動校正通道不匹配、陣元位置偏差等許多因素所產(chǎn)生的誤差,具有很強的魯棒性(Robust),缺點是計算量大。由于移動通信環(huán)境非常復雜,各種算法都有其優(yōu)缺點,需要相互并用才能取長補短,使系統(tǒng)的性能最佳。
論文摘要：近年發(fā)展起來的CDMA移動通信系統(tǒng)技術(shù)相對于FDMA、TDMA系統(tǒng)具有較大的容量,但由于多徑干擾、多址干擾的存在,其容量優(yōu)勢并沒有得到充分的發(fā)揮,如果在基站上采用智能天線可以降低這些干擾的影響,提高系統(tǒng)的性能。本文通過對智能天線的認識、優(yōu)勢的闡述,從而引發(fā)智能天線在現(xiàn)代移動通信中的重要性。
1引言
我們知道,天線有很多種,但大體上可分為三大類:“線天線”、“面天線”及“陣列天線”。陣列天線最初用于雷達、聲納以及軍事通信中,完成空間濾波和參數(shù)估計兩大任務。當陣列天線應用到移動通信領(lǐng)域時,通信工程師喜歡用“智能天線”來稱謂之。智能天線根據(jù)方向圖形成(或稱為波束形成)的方式又可分為兩類:第一類,采用固定形狀方向圖的智能天線,且不需要參考信號;第二類,采用自適應算法形成方向圖的智能天線,需要參考信號。
本文在以下提到的智能天線都是指第二類,即(自適應)智能天線,這也是目前智能天線研究的主流。
2智能天線的技術(shù)現(xiàn)狀
在分析研究智能天線技術(shù)理論的同時,國內(nèi)外一些大學、公司和研究所分別建立了試驗平臺,用實驗的方法來驗證理論研究的成果,得出相應的結(jié)論。
(1)在美國
在智能天線技術(shù)方面,美國較其它國家要成熟的多,并已開始投入實用。美國ArrayComm公司將智能天線技術(shù)應用于無線本地環(huán)路(WLL)系統(tǒng)。ArrayComm方案采用可變陣元配置,有12陣元、8陣元環(huán)形自適應陣列可供不同環(huán)境選用,現(xiàn)場實驗表明在PHS基站采用該技術(shù)可以使系統(tǒng)容量提高4倍。
(2)在歐洲
歐洲通信委員會(CEC)在RACE(ResearchintoAdvancedCommunicationinEurope)計劃中實施了第一階段智能天線技術(shù)研究,稱為TSUNAMI(TheTechnologyinSmartAntennasforUniver-salAdvancedMobileInfrastructure),由德國、英國、丹麥和西班牙合作完成。該項目是在DECT基站上構(gòu)造智能天線試驗模型,于1995年初開始現(xiàn)場試驗,天線陣列由8個陣元組成,射頻工作頻率為1.89GHz,陣元間距可調(diào),陣元分布有直線型、圓環(huán)型和平面型三種形式。試驗模型用數(shù)字波束成形的方法實現(xiàn)智能天線,采用ERA技術(shù)有限公司的專用ASIC芯片BDF1108完成波束形成,使用TMS320C40芯片作為中央控制。
(3)在日本
ATR光電通信研究所研制了基于波束空間處理方式的多波束智能天線。天線陣元布局為間距半波長的16陣元平面方陣,射頻工作頻率是1.545GHz。陣元組件接收信號在模數(shù)變換后,進行快速付氏變換(FFT)處理,形成正交波束后,分別采用恒模(CMA)算法或最大比值合并分集算法,數(shù)字信號處理部分由10片F(xiàn)PGA完成,整塊電路板大小為23.3cm×34.0cm。ATR研究人員提出了智能天線的軟件天線的概念。
我國目前有部分單位也正進行相關(guān)的研究。信威公司將智能天線應用于TDD(時分雙工)方式的WLL系統(tǒng)中,信威公司智能天線采用8陣元環(huán)形自適應陣列,射頻工作于1785~1805MHz,采用TDD雙工方式,收發(fā)間隔10ms,接收機靈敏度最大可提高9dB。
3智能天線的優(yōu)勢
智能天線是第三代移動通信不可缺少的空域信號處理技術(shù),歸納起來,智能天線具有以下幾個突出的優(yōu)點。
(1)具有測向和自適應調(diào)零功能,能把主波束對準入射信號并適應實時跟蹤信號,同時還能把零響點對準干擾信號。
(2)提高輸入信號的信干噪比。顯然,采用多天線陣列將截獲更多的空間信號,也即是獲得陣列增益。
(3)能識別不同入射方向的直射波和反射波,具有較強的抗多徑衰落和同信道干擾的能力。能減小普通均衡技術(shù)很難處理的快衰落對系統(tǒng)性能的影響。
(4)增強系統(tǒng)抗頻率選擇性衰落的能力,因為天線陣列本質(zhì)上具有空間分集的能力。
(5)可以利用智能天線,實時監(jiān)測電磁環(huán)境和用戶情況來提高網(wǎng)絡的管理能力。
(6)智能天線自適應調(diào)節(jié)天線增益,從而較好地解決遠近效應問題。為移動臺的進一步簡化提供了條件。越區(qū)切換是根據(jù)基站接收的移動臺功率的電平來判斷的。由于陰影效應和多徑衰落的影響常常導致錯誤的越區(qū)轉(zhuǎn)接,從而增加了網(wǎng)絡管理的負荷和用戶的呼損率。在相鄰小區(qū)應用的智能天線技術(shù),可以實時地測量和記錄移動臺的位置和速度,為越區(qū)切換提供更可靠的依據(jù)。
4智能天線與若干空域處理技術(shù)的比較
為了進一步理解智能天線的概念,我們把智能天線和相關(guān)的傳統(tǒng)空域處理技術(shù)加以比較。
(1)智能天線與自適應天線的比較
智能天線與自適應天線并沒有本質(zhì)上的區(qū)別,只是由于應用場合不同而具有顯著的差異。自適應天線主要應用于雷達系統(tǒng)的干擾抵消,一般地,雷達接收到的干擾信號具有很強的功率電平,并且干擾源數(shù)目比天線陣列單元數(shù)少或相當。而在無線通信系統(tǒng)中,由于多徑傳播效應到達天線陣列的干擾數(shù)目遠大于天線陣列單元數(shù),入射角呈現(xiàn)隨機分布,功率電平也有很大的動態(tài)變化范圍,此時的天線叫智能天線。
對自適應天線而言,只需對入射干擾信號進行抵消以獲得信干噪比(SINR,SignaltoInterferenceplusNoiseRatio)的最大化。對智能天線而言,由于到達陣列的多徑信號的入射角和功率電平均數(shù)是隨機變化的,所以獲得的是統(tǒng)計意義上的信干噪比(SINR)的最大化。
(2)智能天線與空間分集技術(shù)的比較
空間分集是無線通信系統(tǒng)中常用的抗多徑衰落方案。M單元智能天線也可等效為由M個空間耦合器按優(yōu)化合并準則構(gòu)成的空間分集陣列。因此可以認為智能天線是傳統(tǒng)分集接收的進一步發(fā)展。
但是智能天線與空間分集技術(shù)卻是有顯著的差別的。首先空間分集利用了陣列天線中不同陣元耦合得到的空間信號的弱相關(guān)性,也即是不同路徑的多徑信號的弱相關(guān)性。而智能天線則是對所有陣元接收的信號進行加權(quán)合并來形成空間濾波。一個根本性的區(qū)別:智能天線陣列結(jié)構(gòu)的間距小于一個波長(一般取λ/2),而空間分集陣列的間距可以為數(shù)個波長。
(3)智能天線與小區(qū)扇區(qū)化的比較
小區(qū)的扇區(qū)化可以認為是一種簡化的、固定的預分配智能天線系統(tǒng)。智能天線則是動態(tài)地、自適應優(yōu)化的扇區(qū)化技術(shù)?，F(xiàn)在,我們來討論一個頗有爭議的問題。根據(jù)IS-95建議,當采用120°扇區(qū)時系統(tǒng)容量將增加3倍。由此是否可以得到結(jié)論,扇區(qū)化波束越窄系統(tǒng)容量提高越大?考慮到實際的電磁環(huán)境,我們認為對這一問題的回答是否定的。這是因為窄波束接收到的信號往往是由許多相關(guān)性較強的多徑信號構(gòu)成的。一般情況下,各徑信號的時延擴展小于一個chip周期。這時信號波形易于產(chǎn)生畸變從而降低信號的質(zhì)量達不到增加系統(tǒng)容量的目的。同時如果采用過窄的波束接收信號,一旦該徑信號受到嚴重的衰落,則將直接導致通信的中斷。另外,過窄的接收波束在工程上是難以實現(xiàn)的,并將成倍地增加設(shè)備的復雜度。
5智能天線的未來展望
(1)目前還沒有一個完整的通信理論能夠較全面地將智能天線的所有課題有機地聯(lián)系起來,故需要建立一套較完整的智能天線理論;另一方面,高效、快速的智能算法也將是智能天線走向?qū)嵱玫年P(guān)鍵。超級秘書網(wǎng)
(2)采用高速DSP技術(shù),將原先的射頻信號轉(zhuǎn)移到基帶進行處理?；鶐幚磉^程是數(shù)字算法的硬件實現(xiàn)過程。
(3)由于圓形布陣和二維任意布陣比等間隔線陣優(yōu)越,同時陣列天線的數(shù)字合成算法能夠用于任意形式陣列天線而形成任意圖案的方向圖,因而可考慮在CDMA基站中采用二維任意布陣的智能天線。
(4)在移動臺中(如手機)采用智能天線技術(shù)。
(5)采用智能天線技術(shù)來改善移動通信信道中上下鏈路不能使用同一套權(quán)值的問題,以改善上下鏈路的性能。
(6)目前,智能天線技術(shù)的研究已不是單一地研究智能天線本身,應與CDMA的一些關(guān)鍵技術(shù)(如多用戶檢測技術(shù)、多用戶接收技術(shù)、功率控制等)結(jié)合在一起研究。
論文摘要：主要介紹了智能天線的提出背景、基本概念、關(guān)鍵技術(shù)、優(yōu)點以及國外的研究進展情況，最后指出了智能天線的發(fā)展方向。
1前言
隨著蜂窩移動用戶的不斷增長，如何解決頻譜資源緊張、抑制各種干擾、提高通信服務質(zhì)量成為一個亟待解決的問題。為此，人們提出了一系列的解決方案，例如，在通信密集的地方引入微蜂窩技術(shù)、頻率跳變技術(shù)、高效的編碼技術(shù)以及進行功率控制等。而智能天線為這一切問題的解決提供了一條新思路。智能天線能夠成倍地提高通信系統(tǒng)的容量，有效地抑制復雜電磁環(huán)境下的各種干擾，并且還能與各種通信系統(tǒng)和其他多址方式兼容，從而以較小的代價獲取較大的性能提高。目前，國內(nèi)外有許多大學和公司致力于智能天線的研究。歐洲電信委員會(ETSI)明確提出智能天線是第三代移動通信系統(tǒng)必不可少的關(guān)鍵技術(shù)之一，并制定了相應的開發(fā)計劃。
2智能天線的基本概念
智能天線綜合了自適應天線和陣列天線的優(yōu)點，以自適應信號處理算法為基礎(chǔ)，并引入了人工智能的處理方法。智能天線不再是一個簡單的單元，它已成為一個具有智能的系統(tǒng)。其具體定義為:智能天線以天線陣列為基礎(chǔ)，在取得電磁信息之后，使用人工智能的方法進行處理，對電磁環(huán)境做出分析、判斷，并自動調(diào)整本身的工作狀態(tài)使之達到最佳。依據(jù)天線的智能化程度可將天線分成可變波束天線、動態(tài)相控陣列和自適應陣列3類?？勺儾ㄊ炀€依據(jù)接收功率最大原則，在幾個預設(shè)陣列波束中進行切換;動態(tài)相控陣列使用測向算法，能夠連續(xù)追蹤用戶的方向而改變天線的波束，使接收功率達到最大;自適應陣列既對用戶進行測向，又對各種干擾源進行測向，在形成波束時，不僅使接收功率最大，而且使噪聲降到最低，從而使接收信噪比最高。
智能天線的發(fā)展可分成3個階段:第1階段是應用于上行鏈路，通過使用智能天線增加基站的接收增益，從而使接收機的靈敏度和接收距離大大增加;第2階段是將智能天線技術(shù)同時應用于下行鏈路，在智能天線應用于下行鏈路后，能夠控制波束的發(fā)射方向，從而有助于頻率的復用，提高系統(tǒng)的容量;最后一個階段是完全的空分多址，此時在一個蜂窩系統(tǒng)中，可以將同一個物理信道分配給不同的用戶，例如，在TDMA中，可以將同一小區(qū)內(nèi)同一時隙同一載波同時分配給兩個用戶。
3智能天線的組成和關(guān)鍵技術(shù)
智能天線主要分為天線陣列、接收通道及數(shù)據(jù)采集、信息處理3部分。在移動通信系統(tǒng)中，天線陣列通常采用直線陣列和平面陣列兩種方式。在確定天線陣列的形式后，天線單元的選擇就十分關(guān)鍵。天線單元不僅要達到本身的性能指標，還必須具有單元之間的互耦小、一致性好以及加工方便的特點。目前微帶天線使用較多。
接收通道及數(shù)據(jù)采集部分主要完成信號的高頻放大、變頻和A/D轉(zhuǎn)換，以形成數(shù)字信號。目前，受A/D器件抽樣速率的限制，不能直接對高射頻信號和微波信號進行采樣，必須對信號進行下變頻處理，降低采樣速率。
信息處理部分是智能天線的核心部分，主要完成超分辨率陣列處理和數(shù)字波束形成兩方面的功能。進行超分辨率陣列處理的目的是獲得空間信號的參數(shù)，這些參數(shù)主要包括信號的數(shù)目、信號的來向、信號的調(diào)制方式及射頻頻率等，其中信號的來向?qū)τ趯崿F(xiàn)空分多址和自適應抑制干擾有著重要作用。在眾多的超分辨率測向算法中，MUSIC算法及其改進算法一直占據(jù)主導地位，它不受天線陣排陣方式的影響，只需經(jīng)過一維搜索就能實現(xiàn)對信號來向的無偏估計，并且估計的方差接近CRLB。此外，使用ESPRIT算法來解決移動通信中的測向問題也得到了廣泛的研究。數(shù)字波束形成主要通過調(diào)整加權(quán)系數(shù)來達到增強有用信號和抑制干擾的作用，它需要收斂速度快、精度高的算法支持。根據(jù)所需先驗知識的不同，目前的波束形成算法主要有3類:以信號來向為先驗知識，如LCMV算法;以參考信號為先驗知識，包括LMS算法及其改進算法NLMS、RLS等;不需要任何先驗知識，如CMA算法。由于移動通信環(huán)境復雜，各種算法也有各自的優(yōu)缺點，因此系統(tǒng)中必須對多種算法取長補短，才能達到最佳效果。
4智能天線的特點和優(yōu)勢
(1)提高系統(tǒng)容量
在蜂窩系統(tǒng)中，用戶的干擾主要來自其他用戶，而智能天線將波束零點對準其他用戶，從而減少了干擾的影響。由于系統(tǒng)提高了接收信噪比，因此減少了頻譜資源的復用距離，從而獲得了更大的系統(tǒng)容量。
(2)擴大小區(qū)覆蓋距離和范圍
使用智能天線可以提高用戶和基站的功率接收效率，進一步擴大基站的通信距離，減少功率損失，從而延長電池的壽命，減小用戶的終端。
(3)減少多徑干擾影響
智能天線使用陣列天線，通過利用多個天線單元的接收信息和分集技術(shù)，可以將多徑衰落和其他多徑效應最小化。
(4)降低蜂窩系統(tǒng)的成本
智能天線利用多種技術(shù)優(yōu)化了信號的接收，從而能夠顯著降低放大器成本和功率損耗，提高系統(tǒng)的可靠性，實現(xiàn)系統(tǒng)的低成本。
(5)提供新服務
智能天線在使用過程中必須對用戶進行測向，以確定用戶的位置，從而為用戶提供基于位置信息的服務，如緊急呼叫等。目前，美國聯(lián)邦通信委員會已準備實施用戶定位服務。
(6)更好的安全性
使用智能天線后，竊聽用戶的通話將會更加困難，因為此時盜聽者必須和用戶處于相同的通信方向上。
(7)增強網(wǎng)絡管理能力
利用智能天線可以實時檢測電磁環(huán)境和用戶情況，從而為實施更有效的網(wǎng)絡管理提供條件。
(8)解決遠近效應問題和越區(qū)切換問題
智能天線可自適應地調(diào)節(jié)天線增益，較好地解決了遠近效應問題，為移動臺的進一步簡化提供了條件。在蜂窩系統(tǒng)中，越區(qū)切換是根據(jù)基站接收的移動臺的功率電平來判斷的。由于陰影效應和多徑衰落的影響常常導致越區(qū)轉(zhuǎn)接，增加了網(wǎng)絡管理的負荷和用戶呼損率。在相鄰小區(qū)應用的智能天線技術(shù)，可以實時地測量和記錄移動臺的位置和速度，為越區(qū)切換提供更可靠的依據(jù)。
5智能天線的技術(shù)現(xiàn)狀
在分析智能天線理論的同時，國內(nèi)外一些大學、公司和研究所分別建立了實驗平臺，將智能天線應用于實踐中，并取得了一些成果。
(1)美國
在智能天線技術(shù)方面，美國較其他國家更加成熟，已開始投入實際應用中。美國的ArrayComm公司發(fā)展了針對GSM標準和日本PHS標準的智能天線系統(tǒng)。該公司已將智能天線應用于基于PHS標準的無線本地環(huán)路中，并投入了商業(yè)運行。該方案采用可變陣元配置，有12陣元、8陣元環(huán)形自適應陣列可供不同的環(huán)境選用，現(xiàn)場實驗表明，在PHS基站采用智能天線技術(shù)可使系統(tǒng)容量增加4倍。
(2)歐洲
歐洲通信委員會在RACE計劃中實施了第一階段的智能天線技術(shù)研究，稱為TSUNAMI，由德國、英國、丹麥和西班牙共同合作完成。它采用DECT標準，射頻頻率為1.89 GHz，天線由8個微帶貼片組成。陣元距離可調(diào)、組陣方式可變，有直線型、圓環(huán)型和平面型3種形式。數(shù)字波束形成的硬件主要包括2片DBF1108芯片，它在軟件上分別由MUSIC算法、NLMS、RLS完成測向和求得最佳的加權(quán)系數(shù)。在典型的市區(qū)環(huán)境下進行實驗表明，該智能天線能有效跟蹤的方向分辨率大約為15°， BER優(yōu)于10-3。
(3)日本
ATR光電通信研究所研制了基于波束空間處理方式的多波束智能天線。天線陣元布局為間距半波長的16陣元平面方陣，射頻工作頻率為1.545 GHz。陣元組件接收信號在A/D變換后，進行快速傅氏變換，形成正交波束后分別采用恒模算法或最大比值合并分集算法，數(shù)字信號處理部分由10片F(xiàn)PGA完成。ATR研究人員提出了智能天線的軟件天線概念。
(4)其他國家
我國的信威公司也將智能天線應用于TDD方式的WLL系統(tǒng)中。該智能天線采用8陣元的環(huán)形自適應陣列，射頻工作于1 785~1 805 MHz，采用TDD工作方式，收發(fā)間隔為10 ms，接收機靈敏度最大可提高9 dB。此外，愛立信公司與德國運營商也將智能天線應用于GSM基站上，但該天線的智能化程度不高。韓國、加拿大等國也開展了智能天線方面的研究。
(5)用于衛(wèi)星移動通信的智能天線
上文主要介紹了基于蜂窩系統(tǒng)的智能天線，另外還有一種用于L衛(wèi)星移動通信的智能天線。該天線采用了由16個環(huán)形微帶貼片天線組成的一個4×4的方形平面陣，它的射頻頻率為1.542 GHz，左旋圓極化，中頻頻率為32 kHz， A / D變換器的采樣速率和分辨率分別為128 kHz和8位。在數(shù)字信號處理部分，選用了10個FPGA芯片，其中8個用于16個天線支路的準相干檢測和快速傅里葉變換，另外2片則起到波束選擇、控制和接口的作用;自適應算法則選擇了CMA。系統(tǒng)的外場測試表明，它能產(chǎn)生16個波束來覆蓋整個上半空間，并且不需要借助于任何傳感器，就能用最高增益的波束來自動捕獲和跟蹤衛(wèi)星信號，從而在各種復雜的環(huán)境下均能提供比采用其他天線要高得多的通信質(zhì)量。
6智能天線面臨的挑戰(zhàn)和發(fā)展方向
智能天線系統(tǒng)在改善性能的同時，也增加了收發(fā)機的復雜度。因為要對每個用戶進行定位，并且波束形成的計算量很大，所以智能天線系統(tǒng)中有多個計算單元和控制單元。在實施SMDA時，資源管理也成為一個必須關(guān)注的問題。作為一種新的多址方式，在頻譜分配和移動性管理上也提出了新的問題，將會對網(wǎng)絡管理提出更多的需求。此外，目前智能天線的物理尺寸較大，不利于構(gòu)建更小的基站。
[論文摘要]第四代移動通信技術(shù)（4G）與前三代移動通信技術(shù)相比具有五大技術(shù)要求，解決了四大關(guān)鍵技術(shù)后4G將一統(tǒng)移動通信的天下。
引言
移動通信技術(shù)飛速發(fā)展，已經(jīng)歷了3個主要發(fā)展階段。每一代的發(fā)展都是技術(shù)的突破和觀念的創(chuàng)新。第一代起源于20世紀80年代，主要采用模擬和頻分多址(FDMA)技術(shù)。第二代(2G)起源于90年代初期，主要采用時分多址(TDMA)和碼分多址(CDMA)技術(shù)。第三代移動通信系統(tǒng)(3G)可以提供更寬的頻帶，不僅傳輸話音，還能傳輸高速數(shù)據(jù)，從而提供快捷方便的無線應用。但是第三代移動
通信系統(tǒng)仍是基于地面標準不一的區(qū)域性通信系統(tǒng),盡管其傳輸速率可高達2Mb/s，仍無法滿足多媒體通信的要求,因此第四代移動通信系統(tǒng)(4G)的研究勢在必行。
一、4G的定義及其技術(shù)要求
第四代移動通信技術(shù)可稱為廣帶(Broadband)接入和分布網(wǎng)絡，具有非對稱超過2Mb/s的數(shù)據(jù)傳輸能力，對全速移動用戶能提供150Mb/s的高質(zhì)量影像服務，將首次實現(xiàn)三維圖像的高質(zhì)量傳輸。它包括廣帶無線固定接入、廣帶無線局域網(wǎng)、移動廣帶系統(tǒng)和互操作的廣播網(wǎng)絡(基于地面和衛(wèi)星系統(tǒng))，集成不同模式的無線通信，移動用戶可以自由地從一個標準漫游到另一個標準。其廣帶無線局域網(wǎng)(WLAN)能與B-ISDN和ATM兼容，實現(xiàn)廣帶多媒體通信，形成綜合廣帶通信網(wǎng)(IBCN)，他還能提供信息之外的定位定時、數(shù)據(jù)采集、遠程控制等綜合功能。其主要技術(shù)要求是：
(1)通信速度提高，數(shù)據(jù)率超過UMTS，上網(wǎng)速率從2Mb/s提高到100Mb/s。
(2)以移動數(shù)據(jù)為主面向Internet大范圍覆蓋高速移動通信網(wǎng)絡，改變了以傳統(tǒng)移動電話業(yè)務為主設(shè)計移動通信網(wǎng)絡的設(shè)計觀念。
(3)采用多天線或分布天線的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及終端形式，支持手機互助功能，采用可穿戴無線電，可下載無線電等新技術(shù)。
(4)發(fā)射功率比現(xiàn)有移動通信系統(tǒng)降低10～100倍，能夠較好地解決電磁干擾問題。
(5)支持更為豐富的移動通信業(yè)務，包括高分辨率實時圖像業(yè)務、會議電視虛擬現(xiàn)實業(yè)務。
二、4G的關(guān)鍵技術(shù)
1.OFDM(正交頻分復用)
OFDM技術(shù)實際上是MCM(Multi-CarrierModulation，多載波調(diào)制)的一種。其主要思想是：將信道分成若干正交子信道，將高速數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換成并行的低速子數(shù)據(jù)流，調(diào)制在每個子信道上進行傳輸。正交信號可以通過在接收端采用相關(guān)技術(shù)來分開，這樣可以減少子信道之間的相互干擾(ICI)。每個子信道上的信號帶寬小于信道的相關(guān)帶寬，因此每個子信道上的可以看成平坦性衰落，從而可以消除符號間干擾。而且由于每個子信道的帶寬僅僅是原信道帶寬的一小部分，信道均衡變得相對容易。由于OFDM技術(shù)由于具備上述特點，是對高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊环N潛在的解決方案，因此被公認為4G的核心技術(shù)之一。
2.軟件無線電
軟件無線電（SoftwareDefinedRadio,簡稱SDR）,就是采用數(shù)字信號處理技術(shù),在可編程控制的通用硬件平臺上,利用軟件來定義實現(xiàn)無線電臺的各部分功能:包括前端接收、中頻處理以及信號的基帶處理等。即整個無線電臺從高頻、中頻、基帶直到控制協(xié)議部分全部由軟件編程來完成。其核心是在盡可能靠近天線的地方使用寬帶的“數(shù)字/模擬”轉(zhuǎn)換器，盡早地完成信號的數(shù)字化,從而使得無線電臺的功能盡可能地用軟件來定義和實現(xiàn)。軟件無線電是一種基于數(shù)字信號處理(DSP)芯片以軟件為核心的嶄新的無線通信體系結(jié)構(gòu)。
3.智能天線
智能天線是波束間沒有切換的多波束或自適應陣列天線。多波束天線在一個扇區(qū)中使用多個固定波束，而在自適應陣列中，多個天線的接收信號被加權(quán)并且合成在一起使信噪比達到最大。與固定波束天線相比，天線陣列的優(yōu)點是除了提供高的天線增益外,還能提供相應倍數(shù)的分集增益。智能天線具有抑制信號干擾、自動跟蹤以及數(shù)字波束調(diào)節(jié)等智能功能,其基本工作原理是根據(jù)信號來波的方向自適應地調(diào)整方向圖,跟蹤強信號,減少或抵消干擾信號。智能天線的核心是智能算法,而算法決定電路實現(xiàn)的復雜程度和瞬時響應速率,因此需要選擇較好算法實現(xiàn)波束的智能控制。4.IPv6協(xié)議4G通信系統(tǒng)選擇了采用基于IP的全分組的方式傳送數(shù)據(jù)流，因此IPv6技術(shù)將成為下一代網(wǎng)絡的核心協(xié)議。
（1）巨大的地址空間。在一段可預見的時期內(nèi)，它能夠為所有可以想像出的網(wǎng)絡設(shè)備提供一個全球惟一的地址。
（2）自動控制。IPv6還有另一個基本特性就是它支持無狀態(tài)和有狀態(tài)兩種地址自動配置的方式。無狀態(tài)地址自動配置方式是獲得地址的關(guān)鍵。在這種方式下，需要配置地址的節(jié)點使用一種鄰居發(fā)現(xiàn)機制獲得一個局部連接地址。一旦得到這個地址之后，它使用另一種即插即用的機制，在沒有任何人工干預的情況下，獲得一個全球惟一的路由地址。
（3）服務質(zhì)量。服務質(zhì)量（QoS）包含幾個方面的內(nèi)容。從協(xié)議的角度看，IPv6與目前的IPv4提供相同的QoS，但是IPv6的優(yōu)點體現(xiàn)在能提供不同的服務。IPv6報頭中新增加的字段“流標志”，有了這個20位長的字段，在傳輸過程中，中國的各節(jié)點就可以識別和分開處理任何IP地址流。超級秘書網(wǎng)
（4)移動性。移動IPv6（MIPv6）在新功能和新服務方面可提供更大的靈活性。每個移動設(shè)備設(shè)有一個固定的家鄉(xiāng)地址（homeaddress），這個地址與設(shè)備當前接入互聯(lián)網(wǎng)的位置無關(guān)。當設(shè)備在家鄉(xiāng)以外的地方使用時,通過一個轉(zhuǎn)交地址(care-ofaddress）來提供移動節(jié)點當前的位置信息。移動設(shè)備每次改變位置,都要將它的轉(zhuǎn)交地址告訴給家鄉(xiāng)地址和它所對應的通信節(jié)點。
三、結(jié)束語
由于4G與1～3G相比具有通信速度更快，網(wǎng)絡頻譜更寬，通信更加靈活，智能性能更高，兼容性能更平滑等優(yōu)點，4G將成為行業(yè)關(guān)注的焦點。相信不久的將來4G將一統(tǒng)移動通信的天下，產(chǎn)生巨大的社會效益和經(jīng)濟效益。
參考文獻:
【關(guān)鍵詞】發(fā)射分集；多天線技術(shù)；TD-LTE
1.多天線技術(shù)
發(fā)射分集技術(shù)是多天線技術(shù)中的一種，在TD-LTE系統(tǒng)中有著充分的應用。探究發(fā)射分集技術(shù)，應從多天線技術(shù)談起。
多天線技術(shù)其實并不陌生，在TD-SCDMA應用的關(guān)鍵技術(shù)中，有一項智能天線技術(shù)，就是多天線技術(shù)的一種體現(xiàn)形式。智能天線技術(shù)采用自適應陣列天線，獲取并利用接受信號的空間信息，通過陣列信號處理和賦形技術(shù)來改善鏈路質(zhì)量，降低多用戶間干擾，提高系統(tǒng)容量。
多天線技術(shù)是指在無線通信的發(fā)射端或接收端采用多副天線，同時結(jié)合先進的信號處理技術(shù)實現(xiàn)的一種綜合技術(shù)。多天線技術(shù)在TD-LTE系統(tǒng)中得到了充分的應用，從而衍生出了多種傳輸模式，大大提升了系統(tǒng)的各項指標。具體來說，采用多天線技術(shù)后，可以獲得以下增益：
功率增益：多天線系統(tǒng)采用n個通道發(fā)射，發(fā)射總功率相當于單通道的n倍，因此獲得10lg(n)dB的功率增益；
陣列增益：對比單天線系統(tǒng)，在相同的的發(fā)射總功率下，多天線系統(tǒng)通過對信號的相干合并，提高了接收端的平均信噪比，從而獲得了陣列增益；
空間分集增益：由于無線信道的衰落性，在單天線系統(tǒng)中，可能存在著深衰落，多天線系統(tǒng)使各天線上的信號衰落相互獨立，合并后的接收信號信噪比也變得平穩(wěn)，從而改善了接受信號的質(zhì)量，獲得了空間分集增益。
干擾抑制增益：多天線系統(tǒng)中，接收端通過適當?shù)亩嗵炀€空域加權(quán)，合并期望信號的同時，抑制干擾信號，從而獲得接收端平均信噪比的改善，獲得了干擾抑制增益。
空間復用增益：在多天線系統(tǒng)中，可在相同的時頻資源上傳輸多個并行數(shù)據(jù)流，從而改善了數(shù)據(jù)吞吐量或者傳輸速率，獲得了空間復用增益。
2.發(fā)射分集
發(fā)射分集是一種多天線技術(shù)，其設(shè)計思想是將同樣的信息通過多個獨立衰落的信道發(fā)送出去，并在接收端利用分集合并技術(shù)將多個信道的信號進行合并。在信道質(zhì)量不好的覆蓋區(qū)域，合并的信號衰落比單路信號衰落降低很多，從而獲取了較大的分集增益。發(fā)射分集在對抗衰落、提高鏈路可靠性方面有著顯著的成效。
發(fā)射分集可分為延遲發(fā)射分集、循環(huán)延遲發(fā)射分集、切換發(fā)射分集（TSTD和FSTD）、空時（頻）編碼四類。
2.1 延遲發(fā)射分集
延遲發(fā)射分集是最早提出的發(fā)射分集技術(shù)，其基本原理是在發(fā)送端使用多個天線，并為每個天線上的發(fā)送信號人為添加不同的延遲，使各個信號相互獨立。為了抑制延遲發(fā)射分集造成的碼間干擾，接受端必須采用能抑制碼間干擾的均衡算法，增加了接收端的復雜度。
2.2 循環(huán)延遲發(fā)射分集
為了簡化接收端難度，有人提出了循環(huán)延遲發(fā)射分集技術(shù)。在循環(huán)延遲發(fā)射分集系統(tǒng)中，每路信號經(jīng)過循環(huán)移位后并行發(fā)送。該技術(shù)適用于OFDM等分塊傳輸?shù)南到y(tǒng)。
循環(huán)延遲發(fā)射分集不同于延遲發(fā)射分集，各天線信號之間不存在真正的延遲，因此不會產(chǎn)生碼間干擾。循環(huán)延遲發(fā)射分集將空間分集轉(zhuǎn)化為頻率分集，這點與延遲發(fā)射分集是一致的。
2.3 切換發(fā)射分集
當發(fā)射端存在多個天線時，我們可以按照預定的模式進行發(fā)射天線的切換，這種切換可以是時間切換（TSTD）分集，也可以是頻率切換（FSTD）分集。
在TSTD中，不同的天線在不同的時間段內(nèi)發(fā)送信號，TSTD消弱了同一碼塊內(nèi)符號之間的相關(guān)性，使等效信道產(chǎn)生了時間選擇性，接收端通過糾錯編碼獲得分集增益。
在FSTD中，不同的天線使用不同的子載波合集發(fā)送信號，從而減小了子載波之間的相關(guān)性，使等效信道產(chǎn)生了頻率選擇性，接收端同樣可以通過糾錯編碼獲得分集增益。
2.4 空時（頻）編碼
空時（頻）編碼是較新的發(fā)射分集技術(shù)，在第三代移動通信系統(tǒng)中有著充足的研究和廣泛的應用。其實是兩種技術(shù)，一種是空時編碼（STBC）技術(shù)，一種是空頻編碼（SFBC）技術(shù)。
在STBC中，以2根發(fā)射天線為例，發(fā)送信號首先通過星座映射，以兩個符號為單位（S1和S2）進入空時編碼器。在第一時刻天線1上發(fā)送的信號為S1,天線2上發(fā)送的信號為S2，下一時刻天線1發(fā)送-S2*，天線2發(fā)送S1*。（“*”表示復數(shù)的共軛）。其原理如下圖所示：
圖2.4-1 空時編碼原理圖
在SFBC中，其碼組結(jié)構(gòu)與STBC完全相同，唯一不同的是SFBC是以空間和頻率作為二維參數(shù)進行編碼的，而不是STBC中的空間和時間。同樣以2根發(fā)射天線為例，在子載波1上天線1發(fā)送符號S1,天線2上發(fā)送的信號為S2，在子載波2上天線1發(fā)送-S2*，天線2發(fā)送S1*。
3.TD-LTE中的發(fā)射分集
TD-LTE系統(tǒng)采用OFDM多址技術(shù)方案。OFDM在頻域把信道分成若干正交子信道，可以有效地抵抗符號間干擾ISI。STBC和SFBC能夠充分利用空間、時間和頻率上的分集，因此將空時或空頻編碼與OFDM相結(jié)合構(gòu)成空時（頻）編碼OFDM系統(tǒng)，能夠大幅度地提高系統(tǒng)的信道容量和傳輸速率，并能有效地抵抗衰落、抑制噪聲和干擾。
TD-LTE系統(tǒng)的傳輸模式2采用的方式為：在兩天線端口時采用SFBC，在四天線端口時采用SFBC+FSTD。
天線端口是數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪壿嫸丝?。傳輸?shù)據(jù)的碼字經(jīng)過層映射和預編碼后對應到天線端口上。天線端口與物理天線不存在一一對應關(guān)系。
兩天線端口時的SFBC原理如圖3-1：
在圖3-1中，天線端口0中以Si和Si+1兩個符號為一個單位，全都是原始調(diào)制符號。天線端口1以與之同頻的兩個符號進行對應，具體見2.4內(nèi)容。
四天線端口時的SFBC+FSTD原理如圖3-2：
圖3-2 四天線端口時的SFBC+FSTD原理圖
在圖3-2中，天線端口0和天線端口2成對構(gòu)成SFBC。天線端口1和天線端口3也是SFBC的關(guān)系；天線端口0和天線端口1成對構(gòu)成FSTD，天線端口2和天線端口3也是FSTD的關(guān)系。
SFBC應用于TD-LTE系統(tǒng)后，在降低解碼復雜度的同時，使系統(tǒng)性能獲得很大的提高，能有效改善移動通信系統(tǒng)的性能，克服頻率選擇性哀落，降低誤碼率，提高分集增益。FSTD的應用進一步提升了系統(tǒng)的頻率選擇性，加強了分集增益，使得TD-LTE系統(tǒng)高質(zhì)量和易實現(xiàn)。
參考文獻