时间：2022-04-22 22:49:08
导语：在天线技术论文的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
先甜5号是由先正达种子泰国公司培育而成的甜玉米单交品种，与其它产品相比，先甜5号株植高、长势较强且株型直立半紧凑，叶片挺直、叶色青绿。在籽粒品质方面，其籽粒饱满且出籽率高达65%以上，皮薄渣少、甜度高、。抗性方面，先甜5号与其它产品相比，适应性广，抗倒伏能力强。
2先甜5号种植优质高产栽培技术
2.1地块选择
栽培地以选择土壤肥力中上，排灌方便，光照充足、前茬为非玉米种植田块为好。最好能选择水旱轮作田块种植。
2.2育苗移栽
春季育苗用地膜搭小拱棚覆盖，在晴朗天气下解开小拱棚两端的地膜，利于通风透气工作，在晚间温度低于12℃以下时，将地膜完整盖好，可以避免雨水对苗床的冲刷，起到保护苗床的作用。
2.3合理密植
在新丰县马头镇上湾村的种植面积为33.33hm2，种植规格为1.5m包沟双行种植，株距为25cm，每667m2种植3500株左右。春播与3月中旬开始，收获从6月上旬开始。春收之后可直接免耕连作秋玉米，不但能有效降低成本，还可增强秋玉米的抗倒性。
2.4科学肥水管理
科学合理的施肥方法对作物的增产效果不言而喻，特别是对于甜玉米作物来说，对产量的影响巨大。放硼肥可以提高糖度，有效增加商品性，可结合底肥施入，也可以在吐丝时期结合治虫喷施。在拔节至小喇叭口期，结合施壮秆肥进行1次浅中耕；在大喇叭口期结合施穗肥进行培土，以利根系深扎，增强抗病能力。全期施用尿素44kg、磷肥50kg，氯化钾30kg。肥料分配如下：基肥：15%尿素和氯化钾，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%氯化钾。第3次追肥：大喇叭口期，50%尿素和65%氯化钾。
2.5整蘖整穗及采收
由于甜玉米在生长期间会产生较多的分蘖和小穗，对分蘖及小穗要做好及时清除工作，避免造成玉米养分及水分供应不足。可以将每株玉米只留最上部一穗，剩下的部分全部清除。其次应在果穗籽粒略转色或花丝转黑色时及时采收，成熟一批采收一批，以保证果穗的品质和产量。
3先甜5号种植病虫害综合防治
3.1农业防治
在农业防治方面应做到合理布局和轮作推广，使多种农作物的相生相克作用对病虫的生活规律造成影响，降低病虫对作物侵袭的适应性，减少作物受病虫的危害时间及危害程度。
3.2物理防治
物理防治主要是针对玉米螟及小地老虎的病虫防治。玉米螟又称钻心虫，通过破坏玉米茎叶组织使水分养分传输不到位。这种害虫具有趋光性强的特点，可以采用黑光灯对成虫进行诱杀，诱杀时间以每日21时至次日4时为宜。对小地老虎的除害可以采用米糠+豆饼粉拌炒方式，加入5%敌百虫，分置于田间，上面铺上新鲜嫩草，引诱小地老虎幼虫取食。
3.3生物防治
生物防治就是指利用生物天敌及农用抗生素等低毒残留的生物农药进行虫害防治，在玉米螟产卵初期、中期及后期各释放赤眼蜂1次，每次放蜂1.5万头/667m2，并注意10月上旬的药剂防治关键期。
3.4药剂防治
应秉承不使用国家禁用农药的原则，推行无公害种植保护技术体系，对农药的浓度及用量方面必须进行严格控制，如遇到病虫害情况的发生，应选择高效低毒低残留的生物农药进行虫害防治。
4效益分析
4.1社会效益
玉米作为我国大部分地区的主要粮食作物之一，同时也是养殖业赖以生存和发展的主要饲料作物，玉米产量的高低，在我国粮食生产中占有举足轻重的地位。先甜5号玉米新品种的研发，能有效解决我国部分地区玉米单产偏低、总产量增加缓慢以及畜牧业用粮问题。
4.2经济效益
关键词：土建改造，风荷载
1. 前言为统一无线通信铁塔在建设中土建专业相关技术标准和改造措施，更好地指导现有多运营商之间的基础设施共享的建设工作，特制定无线基站铁塔改造指导原则。科技论文。
本指导原则主要内容包括风荷载计算原则、无线基站天线塔架改造原则。
2.风荷载计算原则为确保天馈支撑系统的安全，科学、准确地计算风荷载，无线通信塔架的风荷载计算应遵循《建筑结构荷载规范》GB50009-2001及《高耸结构设计规范》GB50135-2006中的相关要求。
2.1计算标准：
1) 根据移动通信天线的重要性和《建筑结构荷载规范》的有关规定，基本风压按50年一遇的风压采用。
2) 地面粗糙度类别一般取C类；远郊地区地面粗糙度类别取B类。
3) 考虑到通信天线的重要性和风荷载的不确定性，对于天线塔架和建筑结构相连接部位的连接措施，建议在计算的基础上适当加强。
4) 各类典型天线规格（参考值）
天线规格对比表
【关键词】专管共用；天线球面近场；仪器共享
【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
先进的大型科研仪器设备是高校的重要资源，在高层次人才培养、高水平品科研工作的开展过程中发挥着重要作用[1-6]。如何管理并使用好大型科研仪器，使得其不仅在科研方面同时在日常教学中发挥更大的作用，是衡量高校实验室建设与管理水平的重要标志[7-8]。天线球面近场测量实验室是我校第一个全自动的专业天线测量平台，为通信与信息系统、电磁场与微波技术等多个专业的师生提供了优良的工作条件，它能天线和天线阵列进行精确测量，快速获取方向图、增益、效率、极化等关键辐射性能指标参数，而且界面友好、操作简单，彻底改变了过去相关专业师生采用人工或半自动方法测量天线辐射特性参数、效率很低、测量精度有限且工作量巨大的艰苦局面，数十倍地提高了工作效率，使相关专业师生从持续时间长、强度高、体力消耗大的重复测试工作中完全解放出来，集中精力提高教学和科研水平。
1 天线球面近场专管共用机制作用
1.1 研究型教学模式的建立、实践和优化
依托天线球面近场测试系统，管理人员编撰了相应的操作手册，为通信与信息系统、电磁场与微波技术专业跨学院的硕士研究生开设了“无线通信中的天线测量技术”实验课程，进一步优化了天线专业课程的结构，让学生既能验证经典天线的辐射特性，又能自行研制新型天线并进行快速测量和优化设计，还能支持他们参加射频电路设计竞赛。上述举措，对内促进不同学科研究水平的提高、充分发挥设备共享效果， 对外展示相关专业的研究生教学水平，充分激发学生的学习兴趣，提高学生的动手能力，进而促进高水平研究论文、教材和专著的发表。在实施过程中，管理人员和主要参加者还以新一代宽带移动通信、无线传感器网络、射频识别、穿戴式系统为应用背景，结合自身承担的国家自然科学基金、国家科技重大专项等国家级科研项目，指导通信学科和电磁场学科的博士、硕士研究生在0.8-6GHz频段上研制各种新型天线单元和阵列，研制了1.7-2.7GHz/5-5.9GHz频段的双频双极化宽带定向天线、小型双频段WLAN宽带定向天线、TD-LTE频段全向双极化天线、5.8GHz频段平面端射特性圆极化天线、多模宽带手持机天线、双辐射模开槽天线等多种新型天线单元，提出了多种新型天线设计方法，获得了丰富的原创科研成果。在该机制的实施和实践过程中，项目负责人始终立足于课程教学、人才培养和团队磨合的目标，依托国家科研项目和先进实验平台的支持，实现了理论教学过程、实验操作环节与科学研究、工程实践之间的良性互动、彼此促进和补充完善，逐步形成了“课堂教学与理论分析-工程设计与实验验证” 相结合、教学科研相长的研究型教学模式。教师通过直接指导学生设计天线和实际操作测试平台，一方面强化学生对课程基础理论知识的掌握，另一方面又能增进教师、师生、学生之间的沟通和交流，充分实现教师、师生、学生之间在科研过程中的逐步磨合，不断发现研究探索过程中的疑难问题并及时解决之，同时提高师生双方的工作效率，促使师生相互配合、相互促进，从而不断优化教学方法和科研模式，达到既能全面提高教学质量、又能提升科研业务水平的良好效果。
1.2 支持不同学校学科的平台建设
天线球面近场测试实验室是江苏省无线通信实验室（归属于“信息与通信工程”一级学科）的重要组成部分。通过探索“共有平台、不同学科”之间的设备管理机制，不仅提高了管理水平和设备的使用效率，有效维护设备的正常运转、充分发挥其效能，而且还为我校省级射频与微纳电子学科综合训练中心（归属于“电子科学与技术”一级学科）的建设提供了有力支持。在学生培养方面，电子科学工程学院、与通信工程学院、教务处三方协调，通过预约、课程设置等方式安排该试验系统的使用。在完善的设备管理基础之上，该实验设备对校内外师生、科研与生产单位开放，满足科研与教学活动需要，最大限度提高设备的利用率，充分发挥该平台的功能辐射作用。使该平台成为我校射频与微纳电子学科综合训练中的子平台之一。通过利用该平台针对电磁场与无线技术、电磁场与微波技术等本科和研究生专业的学生，开设相应的微波与天线测量、电磁兼容、等课程和多门实验课程，同时开展课程设计、生产实习和毕业设计等综合实践教学工作，进而鼓励学生在这个平台上完成创新研究和科学研究项目。借助于该平台，学生可以在两个学院的教师的共同指导下完成射频微波电路设计、射频器件测量、天线设计与测试流程，掌握射频与天线技术的一般设计方法、仿真与优化手段、现代微波测量技术，经过训练学生可以具备一名射频微波与天线工程师的基本素养。2014年在我校成功申请电子科学与技术国家级实验教学示范中心的过程中，基于该测试系统的教学成果作为天线与电波实验平台成果的重要组成部分。
2 天线球面近场专管共用机制作用解决的主要问题
2.1 解决了相关专业研究生教学中只有理论授课、缺少实践环节的问题
纵观国内研究生天线类专业课程的教学现状，一直是以理论授课为主，过去只有少数重点院校有能力开设配套的实验操作课程。特别是天线辐射特性测量实验，通常只对电子、雷达、无线电物理等专业而设定，在通信类专业中尚未见有报道。为了提高教学水平，增强学生的科研实践能力，特别是充分发挥先进科研平台在研究生教学中的作用，必须开设相应的实验课程。利用天线球面近场测量系统，为通信与信息系统、电磁场与微波技术两个专业的硕士研究生开设了“无线通信中的天线测量技术”课程，改变了我校在以往相关课程教学中，只有理论授课而缺少动手操作环节或实践环节少且操作复杂度过高的情况。通过操作天线球面近场测量系统，学生可以地直观验证教材中各种经典天线的辐射特性，加深对天线基本参数、基础天线理论知识的感性认识，从而逐步从理性上定量了解天线的工作机理，走出过去对天线专业课程“全是抽象数学符号和公式推导”的认识误区，产生和增加学习兴趣。在此基础上，还可以吸引有潜力的学生参加教师的科学研究，帮助解决科研项目中的天线分析和设计问题。利用天线球面近场测量系统，能够快速验证研究过程随时出现中的各种新点子、新想法，逐步培养学生独立从事天线领域科学研究和工程设计的能力。
2.2 解决了相关专业学生和教师的科研工作平台条件问题，为科研项目的顺利开展提供有力支持
天线球面近场测量实验室是我校第一个全自动的专业天线测量平台，为通信与信息系统、电磁场与微波技术两个专业的师生提供了优良的工作条件，它能对0.8-6GHz频段、尺寸不大于45厘米的天线和天线阵列进行精确测量，快速获取方向图、增益、效率、极化等关键辐射性能指标参数，而且界面友好、操作简单，彻底改变了过去相关专业师生采用人工或半自动方法测量天线辐射特性参数、效率很低、测量精度有限且工作量巨大的艰苦局面，数十倍地提高了工作效率，使相关专业师生从持续时间长、强度高、体力消耗大的重复测试工作中完全解放出来，集中精力提高教学和科研水平。在先进天线测量平台的支持下，负责人于2013年获得了江苏省高校自然科学重大研究A类资助项目，2014年又获得了国家自然科学基金面上项目。目前，课题负责人正在围绕新一代移动通信、无线传感器网络、射频识别和穿戴式系统等不同应用，与不同学科的师生合作，开展更深层次、更高水平的应用基础研究。
2.3 解决了提高相关专业师生教学科研水平的问题
通过该平台的共管与共享，不仅显著地提高了相关专业师生研究工作的速度、效率和质量，还极大地提高了学生对天线专业课程的学习兴趣，吸引更多有潜力、有志于从事天线理论与技术研究的学生主动参加到教师的科研实践中，形成了浓厚的学术研究氛围，显著提升了研究生的教学质量和教师的科研水平，为我国通信行业培养了理论水平高、动手能力强、工程经验丰富、满足不同层次需求的天线专业人才。得益于先进工作平台的支撑，相关专业师生在天线方面的科研实践持续不断，一系列全新的研究思想、设计方法与工程设计方案得以快速验证和优化实现，从而催生出一系列高水平的原创性研究成果。实验室建成后，相关专业师生已出版专著1部，申请了十余项国家发明专利（其中5项已获得授权），而且还在天线与传播领域的国际权威学术刊物与会议上发表或录用了近30篇研究论文（其中近一半被SCI收录），7篇发表在IEEE Trans. Antennas & Propagation，IEEE Antennas & Wireless Propagation Letters等顶级刊物上，得到了国内外同行的多次引用和关注。
3 天线球面近场专管共用机制实践过程及推广应用价值
在专管共用的实践过程中，负责人首先为通信与信息系统、电磁场与微波技术专业的硕士研究生讲授了“移动通信中的天馈技术与应用”理论课程，然后依托天线球面近场测量系统，开设了配套的“无线通信中的天线测量技术”实验课程，通过48学时的课堂教学和实践环节，对相关专业研究生进行了完整的科研训练，为学生从事天线专业方向的科学研究奠定基础。在此基础上，系统管理人员一方面指导自己的硕士研究生展开科学研究，另一方面积极配合电磁场学科的教师，协同指导从事相关专业方向工作的硕士研究生，依托天线球面近场测量系统，围绕新一代移动通信、无线传感器网络、射频识别、穿戴式系统等应用背景，在国家自然科学基金、国家科技重大专项等国家级科研项目的资助下，研究新型天线的设计理论和方法，在小型天线、宽带天线、多频段天线、圆极化天线等不同领域内展开全面探索。本课题发表的3篇研究论文均发表在国际和国内重要学术刊物上，其中2篇被SCI收录（源）的研究论文，主要作者均为课题负责人指导的硕士研究生；课题负责人和主要成员还出版了专著1部、获授权了3项国家发明专利，说明通过对先进天线测量平台的有效管理和使用，不仅对提高我校相关专业硕士研究生的教学水平、科研能力有显著促进作用，而且取得了具有自主知识产权的系列成果，获得了国际和国内同行的充分认可，达到国内领先、国际同等先进水平。另一方面，通过探索本实验室的共管使用机制，为不同学科、从事相似研究方向的教师提供了充分磨合、相互配合的良机，为我校省级射频与微纳电子学科综合训练中心的建设提供了有力支撑，产生了“1+1>2”的效果，说明通过对先进天线测量平台的有效管理和使用，已经为今后课程与平台建设、科研成果转化等后续工作奠定了良好的工作基础。
【参考文献】
[1]胡凯.推进研究型大学大型仪器共享管理机制[J].实验室研究与探索，2009（4）：8-9.
[2]王力清.行业高校大型仪器开放共享现状及原因分析[J].实验室科学，2015， 4：181-184.
[3]王嘉滨.浅谈实验室大型仪器的开放与共享[J].现代测量与实验室管理，2008（5）：97-98.
[4]曾晓思.高校大型仪器设备共享研究综述[J].实验室科学与技术，2013（2）：45-46.
[5]蔡兵.高校大型仪器设备开放共享的实践与探索[J].实验室研究与探索，2014（2）：259-263.
[6]胡金莲.专管共用发挥大型精密仪器的使用效益[J].实验室研究与探索，1998（3）：14-15.
关键词：LMDS，系统构成，应用，雨衰
1.引言
LMDS（ Local Multipoint Distribution Services ）本地多点分配业务系统工作在20-40 GHz 频段上的点对多点数字微波通信技术，适用于城域接入网的本地宽带业务传输和接入，基站典型覆盖半径为3-5km，每个基站可支持数百个端站，按用户的需求动态分配带宽，每个端站最高带宽可达 8-16Mb/s，可捆绑各种宽、窄带业务，支持数据、话音、视频、Internet，LMDS技术的成熟与完善，长期困扰运营商的接入网“瓶颈”问题便迎刃而解。
2.LMDS系统的构成
LMDS宽带无线接入网络主要包括下列组成部分：
·数字基站（DBS）: 做为集中器，发送并接收所有用户业务。核心功能在于对RF信号的调制/解调，同时完成无线用户的汇聚，并与骨干网的连接。
·无线基站（RBS）: 结构紧凑的室外单元，传输RF信号至扇型天线，IF信号至DBS。一般情况下，基站包括多个RBS，每个RBS提供一个扇区的容量及覆盖。RBS安装于铁塔或房顶。
·无线端站（RT）：安装于用户端，墙面或抱杆安装，环境适应力强。包括设计非常紧凑的收发信单元及集成天线，与NT传输IF信号，由NT供电。
·网络终端（NT）：室内单元，提供1个多个终端接口，可与用户直接连接，或与用户端集中设备相连（如Routers/多业务交换机、ADSM mux、VPN hub，或PBX）。核心功能在于对RF信号的调制/解调。可固定在机架，或桌面放置。
·网络及业务管理：对骨干网设备、基站、端站，即有线和无线系统所有的操作维护进行管理。提供业界功能最强大的管理系统，包括简单易用的完全图形接口，方便的路径及配置管理，良好的路由选择及恢复功能，超强的可扩展性及灵活性。
1-1 LMDS典型网络结构[1]
3.LMDS宽带无线接入网络应用举例。
LMDS是一个可以综合租用线、交换话音、ISDN和基于IP业务的多业务平台。本节将描述租用线业务的主要应用及相应的典型网络配置作为典型应用：
PBX 互连
数据租用线业务，通过集中器、FRAD(帧中继)、网桥或路由器提供广域网连接
租用线业务提供端站与基站之间 E1/T1 或 分档E1/T1 的透明传输。系统汇聚业务通过TDM E1/T1电路接口或DBS ATM接口传输至骨干网。所有配置和路径管理，包括无线资源的分配均由网管系统完成。
2-1租用线业务[1]
3.LMDS系统雨衰的影响。论文格式。论文格式。
LMDS使用约30GHz的频段作为传输媒介，这是因为微米波的波长与雨点的直径在同一数量级，因此抗雨衰性能差。通信质量受雨、雪等天气影响较大。雨衰影响是LMDS系统设计必须予以考虑的重要因素。
国际电信联盟对降雨的影响已进行了深入研究，在ITU-RP.837建议中，将地球分为15个降雨气候区，分别以大写字母A到Q来表示，每一降雨区是以与它相关的降雨强度统计来表证，并给出了对应不同降雨强度所发生的时间概率。遵照ITU-R P.838建议，可以针对工作频率、极化和降雨率计算比衰减（dB／Km）和有效路径长度（这是考虑到在整个传输段长度上降雨强度不是均匀分布的缘故），进而可以针对衰落储备值Ft计算出在一定传输距离下，降雨衰减超出Ft的时间百分数P，或反之，根据雨衰特性及Ft求出在保证P值一定的情况下可用的通信距离是多少。必要时，还可以根据在ITU-R P.841建议，从长期百分数P变换到最坏月份百分数Pu。在考虑LMDS因雨衰引起的不可用性指标时，时间百分数Pu即为不可用性指标。[2]
系统抗雨衰性能
系统增益
nA7390收发信机性能优异，在BER=10-6时上下行门限接收电平值可达到-83dBm和-81dBm，由于MII行业标准（ -82dBm和-76dBm ）。
n采用标准天线时，系统增益达148dB；高增益天线，达160dB。
自动增益控制（ATPC）性能
n为了满足不同通信距离和不同地区降雨率减对发射功率的要求，A7390 LMDS系统支持自动发射功率控制（ATPC）功能。
ATPC调整速度
nA7390 LMDS系统在上行链路实施ATPC，保证系统工作在理想的C/N指标。论文格式。ATPC动态范围为40dB（MII要求为35dB）。
nATPC工作方式：慢环路调整、快环路调整。
n快环路调整时，速度高于1000dB/s（MII要求为20dB/S）。
参考文献：
[1] 宽带无线接入解决方案 ，A7390 LMDS，Mobil Network Division, Fixed Wireless BU，Harry - August, 2003 。上海贝尔内部资料。
[2]周志敏，浅析LMDS多点分配接入技术（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
在移动通信中,智能天线是天线阵在感知和判断自身所处电磁环境的基础上,依据一定的准则,自动地形成多个高增益的动态窄波束,以跟踪移动用户,同时抑制波束以外的各种干扰和噪声,从而处于最佳工作状态。智能天线吸取了自适应天线的抗干扰原理,依靠阵列信号处理和数字波束形成技术发展起来。由于天线有发射和接收两种状态,所以智能天线包含智能化发射和智能化接收两个部分,它们的工作原理基本相同。图1所示的是处于接收状态的智能天线结构图。现以发射状态的智能天线为例,说明波束的形成。将M维信号矢量S(t)=(s1(t),s2(t),...sM(t))T与一个N×M阶加权矩阵W相乘,得到一个N维的阵信号矢量X(t)=W×S(t)。其中,X(t)=(x1(t),x2(t),x3(t),…xN(t))T,在远区产生的场强为:
显然,Σnwnmfn(θ)表示单路信号sm(t)的辐射方向图。一旦天线阵确定下来后,它的方向性函数fn(θ)也随之确定,于是只要通过改变wnm就可形成所需要的辐射方向图。
1.2组成及关键技术
(1)射频部分
射频部分包括阵列天线和高频处理。在移动通信系统中,天线阵通常采用直线阵和平面阵两种方式。阵的形式确定下来后,天线单元的选择非常关键,除了必须满足系统提出的频带、驻波比、增益、极化等性能指标外,在实际中还要做到单元间的互耦小、一致性好和加工方便等,微带天线凭借自身特有的优势,已经在这方面得到广泛的应用。高频处理主要是指对接收或发射信号进行放大,以满足A/D变换或发射功率的要求。考虑到智能天线对误差非常敏感,还要保证射频部分各个支路幅度和相位的一致性。
(2)中频部分
目前受数字器件水平的限制,还不能直接对来自天线单元的微波信号进行采样。较为常用的办法是:先利用下变频器将微波高频信号变到中频,然后使该支路的模拟信号经过滤波和放大等中频处理,最后对它进行采样,典型的实现方法有两种,分别如图2(a)、(b)所示。
图2(a)所示的是双下变频接收机,通过两级混频器,完成高频信号到中频的变换。这种接收机的优点是降低了对A/D变换器采样速率的要求,而且整个接收机的增益分配也有一定的灵活性。图2(b)为直接采样接收机,它借助于更快速度的A/D变换器和其他一些辅助的数字器件,在中频直接对信号进行采样,避免了信道中I和Q两路信号的匹配问题。图中均衡器的作用是补偿各支路间幅度和相位的不一致。
(3)数字波束形成部分
数字波束形成(DBF)是智能天线的核心部分,在硬件上需要有高速率的数字信号处理芯片支持。目前能用于该领域的数字器件主要有两种:一种是通用的DSP芯片,如TMS320系列;另一种是专用集成电路(ASIU),其中最为典型的是能进行大规模并行处理的FPGA。数字波束形成在软件上需要有收敛速度快、精度高的自适应算法,以调整加权系数。目前在通信领域研究得较多的算法主要有:LMS及其改进算法RLS、SMI和CMA等。值得注意的是基于特征值分解的自适应数字波束形成算法越来越受到重视,它不仅能很好地与超分辨测向算法统一起来,而且能自动校正通道不匹配、阵元位置偏差等许多因素所产生的误差,具有很强的鲁棒性(Robust),缺点是计算量大。由于移动通信环境非常复杂,各种算法都有其优缺点,需要相互并用才能取长补短,使系统的性能最佳。
论文摘要：近年发展起来的CDMA移动通信系统技术相对于FDMA、TDMA系统具有较大的容量,但由于多径干扰、多址干扰的存在,其容量优势并没有得到充分的发挥,如果在基站上采用智能天线可以降低这些干扰的影响,提高系统的性能。本文通过对智能天线的认识、优势的阐述,从而引发智能天线在现代移动通信中的重要性。
1引言
我们知道,天线有很多种,但大体上可分为三大类:“线天线”、“面天线”及“阵列天线”。阵列天线最初用于雷达、声纳以及军事通信中,完成空间滤波和参数估计两大任务。当阵列天线应用到移动通信领域时,通信工程师喜欢用“智能天线”来称谓之。智能天线根据方向图形成(或称为波束形成)的方式又可分为两类:第一类,采用固定形状方向图的智能天线,且不需要参考信号;第二类,采用自适应算法形成方向图的智能天线,需要参考信号。
本文在以下提到的智能天线都是指第二类,即(自适应)智能天线,这也是目前智能天线研究的主流。
2智能天线的技术现状
在分析研究智能天线技术理论的同时,国内外一些大学、公司和研究所分别建立了试验平台,用实验的方法来验证理论研究的成果,得出相应的结论。
(1)在美国
在智能天线技术方面,美国较其它国家要成熟的多,并已开始投入实用。美国ArrayComm公司将智能天线技术应用于无线本地环路(WLL)系统。ArrayComm方案采用可变阵元配置,有12阵元、8阵元环形自适应阵列可供不同环境选用,现场实验表明在PHS基站采用该技术可以使系统容量提高4倍。
(2)在欧洲
欧洲通信委员会(CEC)在RACE(ResearchintoAdvancedCommunicationinEurope)计划中实施了第一阶段智能天线技术研究,称为TSUNAMI(TheTechnologyinSmartAntennasforUniver-salAdvancedMobileInfrastructure),由德国、英国、丹麦和西班牙合作完成。该项目是在DECT基站上构造智能天线试验模型,于1995年初开始现场试验,天线阵列由8个阵元组成,射频工作频率为1.89GHz,阵元间距可调,阵元分布有直线型、圆环型和平面型三种形式。试验模型用数字波束成形的方法实现智能天线,采用ERA技术有限公司的专用ASIC芯片BDF1108完成波束形成,使用TMS320C40芯片作为中央控制。
(3)在日本
ATR光电通信研究所研制了基于波束空间处理方式的多波束智能天线。天线阵元布局为间距半波长的16阵元平面方阵,射频工作频率是1.545GHz。阵元组件接收信号在模数变换后,进行快速付氏变换(FFT)处理,形成正交波束后,分别采用恒模(CMA)算法或最大比值合并分集算法,数字信号处理部分由10片FPGA完成,整块电路板大小为23.3cm×34.0cm。ATR研究人员提出了智能天线的软件天线的概念。
我国目前有部分单位也正进行相关的研究。信威公司将智能天线应用于TDD(时分双工)方式的WLL系统中,信威公司智能天线采用8阵元环形自适应阵列,射频工作于1785~1805MHz,采用TDD双工方式,收发间隔10ms,接收机灵敏度最大可提高9dB。
3智能天线的优势
智能天线是第三代移动通信不可缺少的空域信号处理技术,归纳起来,智能天线具有以下几个突出的优点。
(1)具有测向和自适应调零功能,能把主波束对准入射信号并适应实时跟踪信号,同时还能把零响点对准干扰信号。
(2)提高输入信号的信干噪比。显然,采用多天线阵列将截获更多的空间信号,也即是获得阵列增益。
(3)能识别不同入射方向的直射波和反射波,具有较强的抗多径衰落和同信道干扰的能力。能减小普通均衡技术很难处理的快衰落对系统性能的影响。
(4)增强系统抗频率选择性衰落的能力,因为天线阵列本质上具有空间分集的能力。
(5)可以利用智能天线,实时监测电磁环境和用户情况来提高网络的管理能力。
(6)智能天线自适应调节天线增益,从而较好地解决远近效应问题。为移动台的进一步简化提供了条件。越区切换是根据基站接收的移动台功率的电平来判断的。由于阴影效应和多径衰落的影响常常导致错误的越区转接,从而增加了网络管理的负荷和用户的呼损率。在相邻小区应用的智能天线技术,可以实时地测量和记录移动台的位置和速度,为越区切换提供更可靠的依据。
4智能天线与若干空域处理技术的比较
为了进一步理解智能天线的概念,我们把智能天线和相关的传统空域处理技术加以比较。
(1)智能天线与自适应天线的比较
智能天线与自适应天线并没有本质上的区别,只是由于应用场合不同而具有显著的差异。自适应天线主要应用于雷达系统的干扰抵消,一般地,雷达接收到的干扰信号具有很强的功率电平,并且干扰源数目比天线阵列单元数少或相当。而在无线通信系统中,由于多径传播效应到达天线阵列的干扰数目远大于天线阵列单元数,入射角呈现随机分布,功率电平也有很大的动态变化范围,此时的天线叫智能天线。
对自适应天线而言,只需对入射干扰信号进行抵消以获得信干噪比(SINR,SignaltoInterferenceplusNoiseRatio)的最大化。对智能天线而言,由于到达阵列的多径信号的入射角和功率电平均数是随机变化的,所以获得的是统计意义上的信干噪比(SINR)的最大化。
(2)智能天线与空间分集技术的比较
空间分集是无线通信系统中常用的抗多径衰落方案。M单元智能天线也可等效为由M个空间耦合器按优化合并准则构成的空间分集阵列。因此可以认为智能天线是传统分集接收的进一步发展。
但是智能天线与空间分集技术却是有显著的差别的。首先空间分集利用了阵列天线中不同阵元耦合得到的空间信号的弱相关性,也即是不同路径的多径信号的弱相关性。而智能天线则是对所有阵元接收的信号进行加权合并来形成空间滤波。一个根本性的区别:智能天线阵列结构的间距小于一个波长(一般取λ/2),而空间分集阵列的间距可以为数个波长。
(3)智能天线与小区扇区化的比较
小区的扇区化可以认为是一种简化的、固定的预分配智能天线系统。智能天线则是动态地、自适应优化的扇区化技术。现在,我们来讨论一个颇有争议的问题。根据IS-95建议,当采用120°扇区时系统容量将增加3倍。由此是否可以得到结论,扇区化波束越窄系统容量提高越大?考虑到实际的电磁环境,我们认为对这一问题的回答是否定的。这是因为窄波束接收到的信号往往是由许多相关性较强的多径信号构成的。一般情况下,各径信号的时延扩展小于一个chip周期。这时信号波形易于产生畸变从而降低信号的质量达不到增加系统容量的目的。同时如果采用过窄的波束接收信号,一旦该径信号受到严重的衰落,则将直接导致通信的中断。另外,过窄的接收波束在工程上是难以实现的,并将成倍地增加设备的复杂度。
5智能天线的未来展望
(1)目前还没有一个完整的通信理论能够较全面地将智能天线的所有课题有机地联系起来,故需要建立一套较完整的智能天线理论;另一方面,高效、快速的智能算法也将是智能天线走向实用的关键。超级秘书网
(2)采用高速DSP技术,将原先的射频信号转移到基带进行处理。基带处理过程是数字算法的硬件实现过程。
(3)由于圆形布阵和二维任意布阵比等间隔线阵优越,同时阵列天线的数字合成算法能够用于任意形式阵列天线而形成任意图案的方向图,因而可考虑在CDMA基站中采用二维任意布阵的智能天线。
(4)在移动台中(如手机)采用智能天线技术。
(5)采用智能天线技术来改善移动通信信道中上下链路不能使用同一套权值的问题,以改善上下链路的性能。
(6)目前,智能天线技术的研究已不是单一地研究智能天线本身,应与CDMA的一些关键技术(如多用户检测技术、多用户接收技术、功率控制等)结合在一起研究。
论文摘要：主要介绍了智能天线的提出背景、基本概念、关键技术、优点以及国外的研究进展情况，最后指出了智能天线的发展方向。
1前言
随着蜂窝移动用户的不断增长，如何解决频谱资源紧张、抑制各种干扰、提高通信服务质量成为一个亟待解决的问题。为此，人们提出了一系列的解决方案，例如，在通信密集的地方引入微蜂窝技术、频率跳变技术、高效的编码技术以及进行功率控制等。而智能天线为这一切问题的解决提供了一条新思路。智能天线能够成倍地提高通信系统的容量，有效地抑制复杂电磁环境下的各种干扰，并且还能与各种通信系统和其他多址方式兼容，从而以较小的代价获取较大的性能提高。目前，国内外有许多大学和公司致力于智能天线的研究。欧洲电信委员会(ETSI)明确提出智能天线是第三代移动通信系统必不可少的关键技术之一，并制定了相应的开发计划。
2智能天线的基本概念
智能天线综合了自适应天线和阵列天线的优点，以自适应信号处理算法为基础，并引入了人工智能的处理方法。智能天线不再是一个简单的单元，它已成为一个具有智能的系统。其具体定义为:智能天线以天线阵列为基础，在取得电磁信息之后，使用人工智能的方法进行处理，对电磁环境做出分析、判断，并自动调整本身的工作状态使之达到最佳。依据天线的智能化程度可将天线分成可变波束天线、动态相控阵列和自适应阵列3类。可变波束天线依据接收功率最大原则，在几个预设阵列波束中进行切换;动态相控阵列使用测向算法，能够连续追踪用户的方向而改变天线的波束，使接收功率达到最大;自适应阵列既对用户进行测向，又对各种干扰源进行测向，在形成波束时，不仅使接收功率最大，而且使噪声降到最低，从而使接收信噪比最高。
智能天线的发展可分成3个阶段:第1阶段是应用于上行链路，通过使用智能天线增加基站的接收增益，从而使接收机的灵敏度和接收距离大大增加;第2阶段是将智能天线技术同时应用于下行链路，在智能天线应用于下行链路后，能够控制波束的发射方向，从而有助于频率的复用，提高系统的容量;最后一个阶段是完全的空分多址，此时在一个蜂窝系统中，可以将同一个物理信道分配给不同的用户，例如，在TDMA中，可以将同一小区内同一时隙同一载波同时分配给两个用户。
3智能天线的组成和关键技术
智能天线主要分为天线阵列、接收通道及数据采集、信息处理3部分。在移动通信系统中，天线阵列通常采用直线阵列和平面阵列两种方式。在确定天线阵列的形式后，天线单元的选择就十分关键。天线单元不仅要达到本身的性能指标，还必须具有单元之间的互耦小、一致性好以及加工方便的特点。目前微带天线使用较多。
接收通道及数据采集部分主要完成信号的高频放大、变频和A/D转换，以形成数字信号。目前，受A/D器件抽样速率的限制，不能直接对高射频信号和微波信号进行采样，必须对信号进行下变频处理，降低采样速率。
信息处理部分是智能天线的核心部分，主要完成超分辨率阵列处理和数字波束形成两方面的功能。进行超分辨率阵列处理的目的是获得空间信号的参数，这些参数主要包括信号的数目、信号的来向、信号的调制方式及射频频率等，其中信号的来向对于实现空分多址和自适应抑制干扰有着重要作用。在众多的超分辨率测向算法中，MUSIC算法及其改进算法一直占据主导地位，它不受天线阵排阵方式的影响，只需经过一维搜索就能实现对信号来向的无偏估计，并且估计的方差接近CRLB。此外，使用ESPRIT算法来解决移动通信中的测向问题也得到了广泛的研究。数字波束形成主要通过调整加权系数来达到增强有用信号和抑制干扰的作用，它需要收敛速度快、精度高的算法支持。根据所需先验知识的不同，目前的波束形成算法主要有3类:以信号来向为先验知识，如LCMV算法;以参考信号为先验知识，包括LMS算法及其改进算法NLMS、RLS等;不需要任何先验知识，如CMA算法。由于移动通信环境复杂，各种算法也有各自的优缺点，因此系统中必须对多种算法取长补短，才能达到最佳效果。
4智能天线的特点和优势
(1)提高系统容量
在蜂窝系统中，用户的干扰主要来自其他用户，而智能天线将波束零点对准其他用户，从而减少了干扰的影响。由于系统提高了接收信噪比，因此减少了频谱资源的复用距离，从而获得了更大的系统容量。
(2)扩大小区覆盖距离和范围
使用智能天线可以提高用户和基站的功率接收效率，进一步扩大基站的通信距离，减少功率损失，从而延长电池的寿命，减小用户的终端。
(3)减少多径干扰影响
智能天线使用阵列天线，通过利用多个天线单元的接收信息和分集技术，可以将多径衰落和其他多径效应最小化。
(4)降低蜂窝系统的成本
智能天线利用多种技术优化了信号的接收，从而能够显著降低放大器成本和功率损耗，提高系统的可靠性，实现系统的低成本。
(5)提供新服务
智能天线在使用过程中必须对用户进行测向，以确定用户的位置，从而为用户提供基于位置信息的服务，如紧急呼叫等。目前，美国联邦通信委员会已准备实施用户定位服务。
(6)更好的安全性
使用智能天线后，窃听用户的通话将会更加困难，因为此时盗听者必须和用户处于相同的通信方向上。
(7)增强网络管理能力
利用智能天线可以实时检测电磁环境和用户情况，从而为实施更有效的网络管理提供条件。
(8)解决远近效应问题和越区切换问题
智能天线可自适应地调节天线增益，较好地解决了远近效应问题，为移动台的进一步简化提供了条件。在蜂窝系统中，越区切换是根据基站接收的移动台的功率电平来判断的。由于阴影效应和多径衰落的影响常常导致越区转接，增加了网络管理的负荷和用户呼损率。在相邻小区应用的智能天线技术，可以实时地测量和记录移动台的位置和速度，为越区切换提供更可靠的依据。
5智能天线的技术现状
在分析智能天线理论的同时，国内外一些大学、公司和研究所分别建立了实验平台，将智能天线应用于实践中，并取得了一些成果。
(1)美国
在智能天线技术方面，美国较其他国家更加成熟，已开始投入实际应用中。美国的ArrayComm公司发展了针对GSM标准和日本PHS标准的智能天线系统。该公司已将智能天线应用于基于PHS标准的无线本地环路中，并投入了商业运行。该方案采用可变阵元配置，有12阵元、8阵元环形自适应阵列可供不同的环境选用，现场实验表明，在PHS基站采用智能天线技术可使系统容量增加4倍。
(2)欧洲
欧洲通信委员会在RACE计划中实施了第一阶段的智能天线技术研究，称为TSUNAMI，由德国、英国、丹麦和西班牙共同合作完成。它采用DECT标准，射频频率为1.89 GHz，天线由8个微带贴片组成。阵元距离可调、组阵方式可变，有直线型、圆环型和平面型3种形式。数字波束形成的硬件主要包括2片DBF1108芯片，它在软件上分别由MUSIC算法、NLMS、RLS完成测向和求得最佳的加权系数。在典型的市区环境下进行实验表明，该智能天线能有效跟踪的方向分辨率大约为15°， BER优于10-3。
(3)日本
ATR光电通信研究所研制了基于波束空间处理方式的多波束智能天线。天线阵元布局为间距半波长的16阵元平面方阵，射频工作频率为1.545 GHz。阵元组件接收信号在A/D变换后，进行快速傅氏变换，形成正交波束后分别采用恒模算法或最大比值合并分集算法，数字信号处理部分由10片FPGA完成。ATR研究人员提出了智能天线的软件天线概念。
(4)其他国家
我国的信威公司也将智能天线应用于TDD方式的WLL系统中。该智能天线采用8阵元的环形自适应阵列，射频工作于1 785~1 805 MHz，采用TDD工作方式，收发间隔为10 ms，接收机灵敏度最大可提高9 dB。此外，爱立信公司与德国运营商也将智能天线应用于GSM基站上，但该天线的智能化程度不高。韩国、加拿大等国也开展了智能天线方面的研究。
(5)用于卫星移动通信的智能天线
上文主要介绍了基于蜂窝系统的智能天线，另外还有一种用于L卫星移动通信的智能天线。该天线采用了由16个环形微带贴片天线组成的一个4×4的方形平面阵，它的射频频率为1.542 GHz，左旋圆极化，中频频率为32 kHz， A / D变换器的采样速率和分辨率分别为128 kHz和8位。在数字信号处理部分，选用了10个FPGA芯片，其中8个用于16个天线支路的准相干检测和快速傅里叶变换，另外2片则起到波束选择、控制和接口的作用;自适应算法则选择了CMA。系统的外场测试表明，它能产生16个波束来覆盖整个上半空间，并且不需要借助于任何传感器，就能用最高增益的波束来自动捕获和跟踪卫星信号，从而在各种复杂的环境下均能提供比采用其他天线要高得多的通信质量。
6智能天线面临的挑战和发展方向
智能天线系统在改善性能的同时，也增加了收发机的复杂度。因为要对每个用户进行定位，并且波束形成的计算量很大，所以智能天线系统中有多个计算单元和控制单元。在实施SMDA时，资源管理也成为一个必须关注的问题。作为一种新的多址方式，在频谱分配和移动性管理上也提出了新的问题，将会对网络管理提出更多的需求。此外，目前智能天线的物理尺寸较大，不利于构建更小的基站。
[论文摘要]第四代移动通信技术（4G）与前三代移动通信技术相比具有五大技术要求，解决了四大关键技术后4G将一统移动通信的天下。
引言
移动通信技术飞速发展，已经历了3个主要发展阶段。每一代的发展都是技术的突破和观念的创新。第一代起源于20世纪80年代，主要采用模拟和频分多址(FDMA)技术。第二代(2G)起源于90年代初期，主要采用时分多址(TDMA)和码分多址(CDMA)技术。第三代移动通信系统(3G)可以提供更宽的频带，不仅传输话音，还能传输高速数据，从而提供快捷方便的无线应用。但是第三代移动
通信系统仍是基于地面标准不一的区域性通信系统,尽管其传输速率可高达2Mb/s，仍无法满足多媒体通信的要求,因此第四代移动通信系统(4G)的研究势在必行。
一、4G的定义及其技术要求
第四代移动通信技术可称为广带(Broadband)接入和分布网络，具有非对称超过2Mb/s的数据传输能力，对全速移动用户能提供150Mb/s的高质量影像服务，将首次实现三维图像的高质量传输。它包括广带无线固定接入、广带无线局域网、移动广带系统和互操作的广播网络(基于地面和卫星系统)，集成不同模式的无线通信，移动用户可以自由地从一个标准漫游到另一个标准。其广带无线局域网(WLAN)能与B-ISDN和ATM兼容，实现广带多媒体通信，形成综合广带通信网(IBCN)，他还能提供信息之外的定位定时、数据采集、远程控制等综合功能。其主要技术要求是：
(1)通信速度提高，数据率超过UMTS，上网速率从2Mb/s提高到100Mb/s。
(2)以移动数据为主面向Internet大范围覆盖高速移动通信网络，改变了以传统移动电话业务为主设计移动通信网络的设计观念。
(3)采用多天线或分布天线的系统结构及终端形式，支持手机互助功能，采用可穿戴无线电，可下载无线电等新技术。
(4)发射功率比现有移动通信系统降低10～100倍，能够较好地解决电磁干扰问题。
(5)支持更为丰富的移动通信业务，包括高分辨率实时图像业务、会议电视虚拟现实业务。
二、4G的关键技术
1.OFDM(正交频分复用)
OFDM技术实际上是MCM(Multi-CarrierModulation，多载波调制)的一种。其主要思想是：将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制在每个子信道上进行传输。正交信号可以通过在接收端采用相关技术来分开，这样可以减少子信道之间的相互干扰(ICI)。每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽，因此每个子信道上的可以看成平坦性衰落，从而可以消除符号间干扰。而且由于每个子信道的带宽仅仅是原信道带宽的一小部分，信道均衡变得相对容易。由于OFDM技术由于具备上述特点，是对高速数据传输的一种潜在的解决方案，因此被公认为4G的核心技术之一。
2.软件无线电
软件无线电（SoftwareDefinedRadio,简称SDR）,就是采用数字信号处理技术,在可编程控制的通用硬件平台上,利用软件来定义实现无线电台的各部分功能:包括前端接收、中频处理以及信号的基带处理等。即整个无线电台从高频、中频、基带直到控制协议部分全部由软件编程来完成。其核心是在尽可能靠近天线的地方使用宽带的“数字/模拟”转换器，尽早地完成信号的数字化,从而使得无线电台的功能尽可能地用软件来定义和实现。软件无线电是一种基于数字信号处理(DSP)芯片以软件为核心的崭新的无线通信体系结构。
3.智能天线
智能天线是波束间没有切换的多波束或自适应阵列天线。多波束天线在一个扇区中使用多个固定波束，而在自适应阵列中，多个天线的接收信号被加权并且合成在一起使信噪比达到最大。与固定波束天线相比，天线阵列的优点是除了提供高的天线增益外,还能提供相应倍数的分集增益。智能天线具有抑制信号干扰、自动跟踪以及数字波束调节等智能功能,其基本工作原理是根据信号来波的方向自适应地调整方向图,跟踪强信号,减少或抵消干扰信号。智能天线的核心是智能算法,而算法决定电路实现的复杂程度和瞬时响应速率,因此需要选择较好算法实现波束的智能控制。4.IPv6协议4G通信系统选择了采用基于IP的全分组的方式传送数据流，因此IPv6技术将成为下一代网络的核心协议。
（1）巨大的地址空间。在一段可预见的时期内，它能够为所有可以想像出的网络设备提供一个全球惟一的地址。
（2）自动控制。IPv6还有另一个基本特性就是它支持无状态和有状态两种地址自动配置的方式。无状态地址自动配置方式是获得地址的关键。在这种方式下，需要配置地址的节点使用一种邻居发现机制获得一个局部连接地址。一旦得到这个地址之后，它使用另一种即插即用的机制，在没有任何人工干预的情况下，获得一个全球惟一的路由地址。
（3）服务质量。服务质量（QoS）包含几个方面的内容。从协议的角度看，IPv6与目前的IPv4提供相同的QoS，但是IPv6的优点体现在能提供不同的服务。IPv6报头中新增加的字段“流标志”，有了这个20位长的字段，在传输过程中，中国的各节点就可以识别和分开处理任何IP地址流。超级秘书网
（4)移动性。移动IPv6（MIPv6）在新功能和新服务方面可提供更大的灵活性。每个移动设备设有一个固定的家乡地址（homeaddress），这个地址与设备当前接入互联网的位置无关。当设备在家乡以外的地方使用时,通过一个转交地址(care-ofaddress）来提供移动节点当前的位置信息。移动设备每次改变位置,都要将它的转交地址告诉给家乡地址和它所对应的通信节点。
三、结束语
由于4G与1～3G相比具有通信速度更快，网络频谱更宽，通信更加灵活，智能性能更高，兼容性能更平滑等优点，4G将成为行业关注的焦点。相信不久的将来4G将一统移动通信的天下，产生巨大的社会效益和经济效益。
参考文献:
【关键词】发射分集；多天线技术；TD-LTE
1.多天线技术
发射分集技术是多天线技术中的一种，在TD-LTE系统中有着充分的应用。探究发射分集技术，应从多天线技术谈起。
多天线技术其实并不陌生，在TD-SCDMA应用的关键技术中，有一项智能天线技术，就是多天线技术的一种体现形式。智能天线技术采用自适应阵列天线，获取并利用接受信号的空间信息，通过阵列信号处理和赋形技术来改善链路质量，降低多用户间干扰，提高系统容量。
多天线技术是指在无线通信的发射端或接收端采用多副天线，同时结合先进的信号处理技术实现的一种综合技术。多天线技术在TD-LTE系统中得到了充分的应用，从而衍生出了多种传输模式，大大提升了系统的各项指标。具体来说，采用多天线技术后，可以获得以下增益：
功率增益：多天线系统采用n个通道发射，发射总功率相当于单通道的n倍，因此获得10lg(n)dB的功率增益；
阵列增益：对比单天线系统，在相同的的发射总功率下，多天线系统通过对信号的相干合并，提高了接收端的平均信噪比，从而获得了阵列增益；
空间分集增益：由于无线信道的衰落性，在单天线系统中，可能存在着深衰落，多天线系统使各天线上的信号衰落相互独立，合并后的接收信号信噪比也变得平稳，从而改善了接受信号的质量，获得了空间分集增益。
干扰抑制增益：多天线系统中，接收端通过适当的多天线空域加权，合并期望信号的同时，抑制干扰信号，从而获得接收端平均信噪比的改善，获得了干扰抑制增益。
空间复用增益：在多天线系统中，可在相同的时频资源上传输多个并行数据流，从而改善了数据吞吐量或者传输速率，获得了空间复用增益。
2.发射分集
发射分集是一种多天线技术，其设计思想是将同样的信息通过多个独立衰落的信道发送出去，并在接收端利用分集合并技术将多个信道的信号进行合并。在信道质量不好的覆盖区域，合并的信号衰落比单路信号衰落降低很多，从而获取了较大的分集增益。发射分集在对抗衰落、提高链路可靠性方面有着显著的成效。
发射分集可分为延迟发射分集、循环延迟发射分集、切换发射分集（TSTD和FSTD）、空时（频）编码四类。
2.1 延迟发射分集
延迟发射分集是最早提出的发射分集技术，其基本原理是在发送端使用多个天线，并为每个天线上的发送信号人为添加不同的延迟，使各个信号相互独立。为了抑制延迟发射分集造成的码间干扰，接受端必须采用能抑制码间干扰的均衡算法，增加了接收端的复杂度。
2.2 循环延迟发射分集
为了简化接收端难度，有人提出了循环延迟发射分集技术。在循环延迟发射分集系统中，每路信号经过循环移位后并行发送。该技术适用于OFDM等分块传输的系统。
循环延迟发射分集不同于延迟发射分集，各天线信号之间不存在真正的延迟，因此不会产生码间干扰。循环延迟发射分集将空间分集转化为频率分集，这点与延迟发射分集是一致的。
2.3 切换发射分集
当发射端存在多个天线时，我们可以按照预定的模式进行发射天线的切换，这种切换可以是时间切换（TSTD）分集，也可以是频率切换（FSTD）分集。
在TSTD中，不同的天线在不同的时间段内发送信号，TSTD消弱了同一码块内符号之间的相关性，使等效信道产生了时间选择性，接收端通过纠错编码获得分集增益。
在FSTD中，不同的天线使用不同的子载波合集发送信号，从而减小了子载波之间的相关性，使等效信道产生了频率选择性，接收端同样可以通过纠错编码获得分集增益。
2.4 空时（频）编码
空时（频）编码是较新的发射分集技术，在第三代移动通信系统中有着充足的研究和广泛的应用。其实是两种技术，一种是空时编码（STBC）技术，一种是空频编码（SFBC）技术。
在STBC中，以2根发射天线为例，发送信号首先通过星座映射，以两个符号为单位（S1和S2）进入空时编码器。在第一时刻天线1上发送的信号为S1,天线2上发送的信号为S2，下一时刻天线1发送-S2*，天线2发送S1*。（“*”表示复数的共轭）。其原理如下图所示：
图2.4-1 空时编码原理图
在SFBC中，其码组结构与STBC完全相同，唯一不同的是SFBC是以空间和频率作为二维参数进行编码的，而不是STBC中的空间和时间。同样以2根发射天线为例，在子载波1上天线1发送符号S1,天线2上发送的信号为S2，在子载波2上天线1发送-S2*，天线2发送S1*。
3.TD-LTE中的发射分集
TD-LTE系统采用OFDM多址技术方案。OFDM在频域把信道分成若干正交子信道，可以有效地抵抗符号间干扰ISI。STBC和SFBC能够充分利用空间、时间和频率上的分集，因此将空时或空频编码与OFDM相结合构成空时（频）编码OFDM系统，能够大幅度地提高系统的信道容量和传输速率，并能有效地抵抗衰落、抑制噪声和干扰。
TD-LTE系统的传输模式2采用的方式为：在两天线端口时采用SFBC，在四天线端口时采用SFBC+FSTD。
天线端口是数据传输的逻辑端口。传输数据的码字经过层映射和预编码后对应到天线端口上。天线端口与物理天线不存在一一对应关系。
两天线端口时的SFBC原理如图3-1：
在图3-1中，天线端口0中以Si和Si+1两个符号为一个单位，全都是原始调制符号。天线端口1以与之同频的两个符号进行对应，具体见2.4内容。
四天线端口时的SFBC+FSTD原理如图3-2：
图3-2 四天线端口时的SFBC+FSTD原理图
在图3-2中，天线端口0和天线端口2成对构成SFBC。天线端口1和天线端口3也是SFBC的关系；天线端口0和天线端口1成对构成FSTD，天线端口2和天线端口3也是FSTD的关系。
SFBC应用于TD-LTE系统后，在降低解码复杂度的同时，使系统性能获得很大的提高，能有效改善移动通信系统的性能，克服频率选择性哀落，降低误码率，提高分集增益。FSTD的应用进一步提升了系统的频率选择性，加强了分集增益，使得TD-LTE系统高质量和易实现。
参考文献
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