依据智能天线技能的TD-SCDMA系统是现在无线通讯范畴研讨的热门。为了研讨TD-SCDMA系统，经过剖析TD-SCDMA系统概略、关键技能和智能天线技能的办法，得出智能天线技能己被确以为TD-SCDMA系统的关键技能之一。该技能将会在未来移动通讯系统中发挥重要的效果。
0 导言
跟着移动通讯用户量的迅速展开，以及从窄带语音通讯向宽带高速数据通讯展开的趋势，如安在必定的频谱资源上进步网络容量成为网络建造，尤其是未来网络建造中需求要点考虑的问题。单纯地依托添加基站运用微蜂窝添加频率的复费用，不管从本钱和功能表现方面都现已不再是最好的挑选计划。在这种情况下，智能天线技能的引进，将经过添加系统在空间上的分辩才能，从更高的层次上进步系统关于无线频谱的运用率。
TD-SCDMA(Time Division Synchronous Code Division Multiple Access)即时分的同步码分多址技能，是我国具有自主知识产权的通讯技能规范，与欧洲的WCDMA规范、美国的CDMA 2000规范并称为3G年代干流的移动通讯规范。TD—SCDMA集CDMA、TDMA、FDMA技能优势于一体，系统容量大、频谱运用率高、抗搅扰才能强，智能天线技能是TD—SCDMA的关键技能之一，越来越多的研讨者和工程技能人员将目光投向智能天线技能和TD—SCDMA的研讨。
1 TD-SCDMA系统
大唐电信集团开发的TD-SCDMA系统选用时分双工TDD，TDMA／CDMA多址办法作业，依据同步CDMA、智能天线、多用户检测、正交可变扩频因数、Turbo编码技能、CDMA等新技能，作业于2 010～2 025 MHz。我国为TD-SCDMA划分了155 MHz非对称频段，详细为1 880～1 920MHz，2 010～2 025 MHz和2 300～2 400MHz。
1．1 TD—SCDMA规范概略
多址接入办法：DS-CDMA／CDMA／SDMA；码片速率：1．28 MCPS；双工办法：TDD；载频宽度：1．6 MHz；扩频技能：OVSF；调制办法：QPSK，8PSK；编码办法：卷积编码，Turbo编码；功率操控：200次／s。
TD—SCDMA的首要优势有：
运用智能天线、多用户检测等新技能；可高功率地满意不对称事务需求；简化硬件，可下降产品本钱和价格；便于运用不对称的频谱资源，频谱运用率大大进步；可与第二代移动通讯系统兼容。
1．2 TD—SCDMA关键技能
(1)归纳的寻址(多址)办法
TD-SCDMA空中接口选用了四种多址技能：TDMA，CDMA，FDMA，SDMA(智能天线)。归纳运用四种技能资源分配时在不同角度上的自由度，得到可以动态调整的最优资源分配。
(2)灵敏的上下行时隙装备
灵敏的时隙上下行装备可以随时满意您打电话，上网阅读、下载文件、视频事务等的需求，确保您明晰、疏通享用3G事务。
(3)TD战胜呼吸效应和远近效应
呼吸效应：在CDMA系统中，当一个小区内的搅扰信号很强时，基站的实践有用掩盖面积就会缩小；当一个小区的搅扰信号很弱时，基站的实践有用掩盖面积就会增大。简言之，呼吸效应表现为掩盖半径随用户数意图添加而缩短。构成呼吸效应的首要原因是CDMA系统是一个自搅扰系统，用户添加导致搅扰添加而影响掩盖。
关于TD—SCDMA而言，经过低带宽FDMA和TDMA来按捺系统的首要搅扰，在单时隙中选用CDMA技能进步系统容量，而经过联合检测和智能天线技能(SDMA技能)战胜单时隙中多个用户之间的搅扰，因此发生呼吸效应的要素明显下降，故TD系统不再是一个搅扰受限系统(自搅扰系统)，掩盖半径不像CDMA那样因用户数的添加而明显缩小，因此可以为TD系统没有呼吸效应。
远近效应：因为手机用户在一个小区内是随机散布的，并且是常常改动的，同一手机用户或许有时处在小区的边际，有时接近基站。假如手机的发射功率依照最大通讯间隔规划，则当手机接近基站时，功率必定有过剩，并且构成有害的电磁辐射。处理这个问题的办法是依据通讯间隔的不同，实时地调整手机的发射功率，即功率操控。
功率操控的原则是，当信道的传达条件忽然变好时，功率操控单元应在几奇妙内快速呼应，以避免信号忽然增强而对其他用户发生附加搅扰；相反当传达条件忽然变坏时，功率调整的速度可以相对慢一些。也便是说，甘愿单个用户的信号质量短时间恶化，也要避免对其他很多用户发生较大的布景搅扰。
(4)动态信道分配(DCA)
动态信道分配(Dynamic Channel Allocation，DCA)便是依据用户的需求进行实时动态的资源(频率、时隙、码字等)分配。动态信道分配的长处：频带运用率高、无需网络规划中的信道预规划、可以主动习惯网络中负载和搅扰的改动等。
(5)智能天线技能
智能天线的高功率是依据上行链路和下行链路的无线途径的对称性(无线环境和传输条件相同)而取得的。此外，智能天线可削减小区间搅扰也可削减小区内搅扰。智能天线的这些特性可明显进步移动通讯系统的频谱功率。
2 智能天线技能
智能天线又称为自习惯天线阵列，技能中心是阵列信号处理。前期应甩集中于雷达和声纳检测范畴，首要用来完结空间滤波和定位。20世纪70年代后期被引进军事通讯，智能天线真实的展开是90年代被运用于民用蜂窝通讯，成为第三代移动通讯系统的关键技能。固定的天线阵列与数字信号处理器的结合，就构成了可以动态装备天线特性的智能天线，所以到90年代中期，在美国和我国开端考虑将智能天线技能运用于无线通讯系统。在1997年，北京信威通讯技能公司成功开发运用智能天线技能的SCDMA无线用户环路系统，美国Redcom公司则在时分多址的PHS系统中完成了智能天线。以上是最早商用化的智能天线系统，一起，在国内外很多大学和研讨机构内也广泛研讨了多种智能天线的波束构成算法和完成计划。
2．1 智能天线在TD-SCDMA中的运用
智能天线可以用于基站端，也可用于移动终端。现在首要研讨的是在基站端的智能无线收与发，即上行收与下行发，如图1所示。
TD-SCDMA系统的智能天线是由8个天线单元的同心阵列组成的，直径为25 cm。同全方向天线比较，它可取得较高的增益。TD-SCDMA智能天线的高功率是依据上行链路和下行链路的无线途径的对称性而取得的。此外，智能天线可削减小区间搅扰，也可削减小区内搅扰。智能天线的这些特性可明显进步移动通讯系统的频谱功率。
因为每个用户在小区内的方位都是不同的。这一方面要求天线具有多向性，另一方面则要求在每一独立的方向上，系统都可以盯梢单个的用户。经过DSP操控用户的方向丈量使上述要求可以完成。每用户的盯梢经过抵达角进行丈量。在TD—SCDMA系统中，因为无线子帧的长度是5 ms，则至少每秒可丈量200次，每用户的上下行传输发生在相同的方向，经过智能天线的方向性和盯梢性，可取得其最佳的功能。
在TD-SCDMA系统中，基站系统经过数字信号处理技能与自习惯算法，使智能天线动态地在掩盖空间中构成针对特定用户的定向波束，充分运用下行信号能量并最大程度的按捺搅扰信号。基站经过智能天线可在整个小区内盯梢终端的移动，这样终端得到的信噪比得到了极大的改进，进步事务质量。
WCDMA和CDMA 2000都答应在上行和下行链路为每个移动用户分配专门的导频信道，可是要求运用智能天线系统。关于WCDMA和CDMA 2000系统而言，智能天线虽然是引荐装备，可是当今的一些WCDMA和CDMA 2000的基站产品现已开端支撑智能天线了。
2．2 TD—SCDMA中智能天线技能的完成
智能天线经过调理各阵元信号的加权起伏和相位来改动阵列的方向图形状，即自习惯或以预置办法操控波束起伏、指向和零点方位，使波束总是指向希望方向，而零点指向搅扰方向，完成波束跟着用户走，然后进步天线的增益和信干噪比。其根本结构如图2所示。
由图可见，智能天线系统由3部分组成：天线阵列、波束构成网络、操控算法。天线以多个高增益的动态窄波束别离盯梢多个希望信号，来自窄波束以外的信号被按捺。但智能天线的波束盯梢并不意味着必定要将高增益的窄波束指向希望用户的物理方向，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途径上存在阻挠物时，用户的物理方向并不必定是抱负的波束方向。
智能天线波束盯梢的真实意义是在最佳途径方向构成高增益窄波束，并盯梢最佳途径的改动。抱负远景是空分多址(SDMA)，它不是信道复用的概念，而是一种信道倍增办法，可与FDMA，TDMA，CDMA等系统彻底兼容，然后完成组合的多址办法。智能天线关键是自习惯波束构成算法，常用的波束构成算法首要有两种：非盲波束构成算法和盲波束构成算法。智能天线的优势如下：进步频谱运用率；抗式微；改进链路质量，添加可靠性；减小多径效应；下降功率，减小本钱；进步通讯的安全性；完成移动台定位事务。
3 结语
美国、欧洲和日本非常重视未来移动通讯中智能天线的效果，现已展开很多的理论剖析和研讨。我国也现已将研讨智能天线技能列入国家863—317通讯技能主题研讨中。在ITU确定的几个技能展开方向中，包含了智能天线和TDD时分双工技能，以为这两种技能都是今后技能展开的趋势，而智能天线和TDD时分双工这两项技能，在现在的TD—SCDMA规范系统中现已得到了很好的表现和运用，从这一点中，也可以看到TD-SCDMA规范的技能有适当的展开前途。
