智能天线在TD-SCDMA中的应用

在第三代移动通信系统中，我国TD-SCDMA系统是应用智能天线技术的典型范例。智能天线良好的抗多用户干扰性能使其成为TD-SCDMA系统关键技术之一，它对网络性能有着重要影响。

　　对网络规划的影响

　　智能天线利用到达天线阵的信号之间的完全相关性形成天线方向图。到达天线阵的信号的DOA信息在智能天线技术中非常重要，根据基站接收信号的DOA信息，实时调整天线的方向图，使天线主波束对准用户信号的到达方向，旁瓣和零陷对准干扰信号的到达方向。然而角度扩展将会影响到智能天线对DOA信息的识别，角度扩展越严重智能天线越难以形成有效的方向图，从而不能发挥其应有作用。

　　基站天线通常位于非常高的塔或山顶，高于一般建筑物或其他结构，可以提供视距传输。在这种环境中，基站处的多径分量限制在一个很小的角度区域内，即角度扩展很小，天线对网络的增益最大。在密集的城市地区，无论是基站附近，还是移动台周围都会有很多建筑物或障碍物，通常不存在视距传输。发射信号通过多条路径到达接收机，角度扩展很严重。

　　可见，智能天线在实际网络影响，与具体传播环境相关。智能天线在角度扩展不大的场合可利用接收信号之间的相关性自适应地形成波束，在有限方向上接收信号，减少了CDMA系统接收到的干扰和多径信号，从而抑制了MAI和ISI，对载干比贡献较大。而不适合角度扩展较大的场合，如城市高楼密集的环境下很难发挥其功效。

　　另外，智能天线功效具体实现与用户的位置有关，而且智能天线的应用和其他关键技术相关，如动态信道分配等，所以在用户仿真时必须考虑智能天线在仿真中的方向图。

　　覆盖预测

　　由于在覆盖预测和仿真计算中，我们侧重点应有所不同。覆盖预测的目的是评估现有基站所能达到的覆盖能力，相对是个静态的结果。另外，由于TD-SCDMA系统相对于WCDMA系统呼吸效应较小，覆盖和容量可分别考虑，所以在覆盖预测时，无须考虑用户的具体行为，也就是无须动态的智能天线的各个方向图。关键是将智能天线对网络载干比的增益加入计算。

　　不管是用哪一种模式来预测无线覆盖范围，只是基于理论和测试结果统计的近似计算，由于实际地理环境千差万别，很难用一种数学模型来精确地描述，特别是城区街道中各种密集的、下规则的建筑物反射、绕射及阻挡，给数学模型预测带来很大困难。由于移动环境的复杂性和多变性，要对接受信号中值进行准确计算是相当困难的。

　　从之前的问题分析中我们看到无线环境的智能天线的影响可以归结到角度扩展上，因此我们可在大量测试的基础上，经过对数据的分析与统计处理，找出各种地形地物下的角度扩展及其对天线增益的影响，给出的各种图表建立数据库，从而实现中将智能天线考虑在覆盖预测中。

　　由于覆盖预测中不需要考虑具体的用户行为，所以这里运用了这种宏观的手段来预测智能天线对覆盖的影响。

　　在具体规划中，一般可将地理环境划分为下列三类典型区域：高楼林立的城市中心繁华区；以一般性建筑物为主的近郊小城镇区；以山丘、湖泊、平原为主的农村及远郊区。

　　对不同的区域设定不同角度扩展的参数，查询数据库中的对应增益数据，这样就将智能天线增益在覆盖预测中实现。当然这些具体统计处理和数据库将影响到工具的可靠性，因此在具体使用中应提供给规划工程师调整途径，这样就能保证规划工具较好地实现智能天线对网络的影响，又节省了时间开发新的数据模型，从而能用较简单的方法进行预测。

　　仿真计算

　　网络规划时应对用户分布做好正确预测，合理布局基站。但应注意到，当用户密度过大时，智能天线则不能很好地区分用户，不能有效发挥其作用，规划时须加以考虑。所以我们必须进行仿真计算，不仅智能天线的功效发挥与用户的具体位置行为有关，更重要的是它还与TD-SCDMA系统其他关键技术息息相关。那么，我们能否继续使用通过角度扩展考虑天线的增益呢？显然不合适，因为在覆盖预测中只是大致考虑在不同地貌环境中智能天线的不同增益。