專利名稱：一種在4g移動(dòng)終端采用mimo實(shí)現(xiàn)波束賦形的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線移動(dòng)通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種在4G移動(dòng)終端采用MIMO實(shí)現(xiàn)波束賦形的裝置。
背景技術(shù)：
隨著各種無線通信業(yè)務(wù)和寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展，無線資源，尤其是頻譜資源變得越來越緊張，如何更高效地利用這些有限的通信資源成為無線通信新技術(shù)發(fā)展的焦點(diǎn)所在。智能天線在這種環(huán)境下應(yīng)運(yùn)而生，智能天線的基本思想是利用信號(hào)傳輸?shù)目臻g特性自適應(yīng)地控制波束成形，調(diào)整其方向圖，跟蹤強(qiáng)信號(hào)，減少或抵消干擾信號(hào)，提高性干比，從而達(dá)到降低信號(hào)發(fā)送功率、提高系統(tǒng)容量的目的。MIMO(Multiple-Input Multiple-Out-put)技術(shù)作為智能天線技術(shù)的擴(kuò)展，在無線通信系統(tǒng)的發(fā)送端和接受端都安置了多根天線，MIMO技術(shù)的核心思想是空時(shí)信號(hào)處理， 即在原來時(shí)間維的基礎(chǔ)上，通過使用多根天線來增加空間維，從而實(shí)現(xiàn)多維信號(hào)處理，獲得空間復(fù)用增益或者空間分集增益。MIMO仍具有傳統(tǒng)智能天線的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)镸IMO系統(tǒng)的數(shù)據(jù)經(jīng)過的是矩陣信道而非矢量信道，這為改善性能或者提高速率提供了更大的可能。MIMO系統(tǒng)不僅可以提供更多的空間分集增益，而且如果事先知道信道信息，MIMO系統(tǒng)還可以通過信號(hào)組合來提供陣列增益。實(shí)際上，MIMO系統(tǒng)將多徑無線信道與發(fā)射、接收視為一個(gè)整體進(jìn)行優(yōu)化，從而實(shí)現(xiàn)高的通信容量和頻譜利用率。但是，上述現(xiàn)有技術(shù)還存在以下缺點(diǎn)和不足傳統(tǒng)的智能天線終端只在發(fā)射端或接收端配備多個(gè)天線元，通常是在基站，無線鏈路的信道容量提升有限；信號(hào)傳輸過程由于多徑效應(yīng)引起的頻域選擇性衰落，頻譜利用率有限；系統(tǒng)輻射大，電路復(fù)雜，制作成本高。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種在4G移動(dòng)終端采用MMO實(shí)現(xiàn)波束賦形的裝置。為此，本發(fā)明提供了一種在4G移動(dòng)終端采用MIMO實(shí)現(xiàn)波束賦形的裝置，所述在4G 移動(dòng)終端采用MIMO實(shí)現(xiàn)波束賦形的裝置由饋電系統(tǒng)、功分器、移相器、T/R組件和天線連接組成，饋電系統(tǒng)與功分器相連接，移相器與功分器相連接，功分器與T/R組件相連接，T/R組件與天線相連接。優(yōu)選的，在所述的一種在4G移動(dòng)終端采用MIMO實(shí)現(xiàn)波束賦形的裝置中，饋電系統(tǒng)與功分器I相連接，功分器I與功分器II相連接，功分器II與T/R組件I相連接，T/R組件I與天線I相連接；功分器II與T/R組件III相連接，T/R組件III與天線III相連接； 功分器I與移相器相連接，移相器與功分器III相連接，功分器III與T/R組件II相連接， T/R組件II與天線II相連接；功分器III與T/R組件IV相連接，T/R組件IV與天線IV相連接。優(yōu)選的，所述天線為MIMO天線。
優(yōu)選的，所述天線是偶極子類型天線或環(huán)形天線或微帶貼片天線。優(yōu)選的，所述移相器采用直接數(shù)字式頻率合成器和片內(nèi)電感電容相結(jié)合。由以上本發(fā)明提供的技術(shù)方案可見，本發(fā)明具有以下技術(shù)效果使用MIMO技術(shù)能夠充分利用空間資源，在不增加系統(tǒng)帶寬和天線總發(fā)射功率的情況下，可有效對(duì)抗無線信道衰落的影響，大大提高系統(tǒng)的頻譜資源利用率和信道容量，采用了創(chuàng)新的設(shè)計(jì)在提高系統(tǒng)性能的同時(shí)，降低了電路的復(fù)雜度，減少了系統(tǒng)的成本，具有重大的生產(chǎn)實(shí)踐意義。


圖1為本發(fā)明提供的一種在4G移動(dòng)終端采用MIMO實(shí)現(xiàn)波束賦形的裝置的電路原理圖。
具體實(shí)施例方式為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。為避免多徑效應(yīng)引起的頻域選擇性衰落，提高頻譜利用率和信道容量，降低系統(tǒng)輻射、復(fù)雜度和成本，本發(fā)明實(shí)例提供了一種在4G移動(dòng)終端采用MIMO實(shí)現(xiàn)波束賦形的裝置，詳見下文描述傳統(tǒng)的移動(dòng)終端由于采用的是單天線，信道容量和頻譜利用率較低，無法滿足高速增長的移動(dòng)用戶和基于高速數(shù)據(jù)傳輸效率的移動(dòng)多媒體業(yè)務(wù)，此外，由于移動(dòng)通信的自身特征，數(shù)據(jù)在傳輸過程中將受到空間各種地勢、建筑以及人的活動(dòng)的影響，導(dǎo)致信號(hào)衰落，信號(hào)質(zhì)量下降；再者，各信號(hào)之間的干擾以及信號(hào)的多徑效應(yīng)也將引起信號(hào)衰落，降低信號(hào)質(zhì)量。采用MIMO技術(shù)的多天線通信系統(tǒng)，可以有效的利用多徑效應(yīng)結(jié)合空間分集與空間復(fù)用，在不增加額外的頻段和功率的情況下，成倍的提高通信系統(tǒng)的信道容量、頻譜利用率、質(zhì)量以及傳輸速率，故本發(fā)明實(shí)例優(yōu)選采用MIMO天線的4G移動(dòng)終端。所述一種在4G移動(dòng)終端采用MIMO實(shí)現(xiàn)波束賦形的裝置由饋電系統(tǒng)、功分器、移相器、T/R組件和天線連接組成，饋電系統(tǒng)與功分器相連接，移相器與功分器相連接，功分器與 T/R組件相連接，T/R組件與天線相連接。優(yōu)選的，在所述的一種在4G移動(dòng)終端采用MIMO實(shí)現(xiàn)波束賦形的裝置中，饋電系統(tǒng)與功分器I相連接，功分器I與功分器II相連接，功分器II與T/R組件I相連接，T/R組件I與天線I相連接；功分器II與T/R組件III相連接，T/R組件III與天線III相連接； 功分器I與移相器相連接，移相器與功分器III相連接，功分器III與T/R組件II相連接， T/R組件II與天線II相連接；功分器III與T/R組件IV相連接，T/R組件IV與天線IV相連接。所述天線為MIMO天線。采用4根MMO天線產(chǎn)生一個(gè)具有指向性的尖銳窄波束， 將能量集中在欲傳輸?shù)姆较?，提高信?hào)品質(zhì)，并減少與其他用戶間的干擾，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)在 2. 4G、2. 6G和3. 6G三個(gè)頻段通信。采用MIMO技術(shù)使信道具有豐富的散射環(huán)境，使各個(gè)信道之間盡量獨(dú)立，從而更好的利用多用戶分集增益，提高傳輸?shù)目煽啃浴Ｋ鎏炀€是偶極子類型天線或環(huán)形天線或微帶貼片天線。具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，本發(fā)明實(shí)例對(duì)此不作限制。 為了提高數(shù)控便捷性，所述移相器可以采用直接數(shù)字式頻率合成器和片內(nèi)電感電容相結(jié)合的方法，具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，還可以采用其他的方案來調(diào)相，本發(fā)明實(shí)例對(duì)此不作限制。4根天線既可以作為發(fā)射天線也可以作為接收天線；所述移相器調(diào)整天線相位， 產(chǎn)生具有指向性的尖銳波束，提高信號(hào)品質(zhì)，并減少與其他用戶間的干擾；所述功分器I與所述饋電系統(tǒng)相連，為每個(gè)天線提供相同功率；所述饋電系統(tǒng)轉(zhuǎn)換外接電源為本系統(tǒng)裝置提供所需電壓。進(jìn)一步地，不用對(duì)T/R組件、功分器和饋電系統(tǒng)再進(jìn)行加工改造，可以拿來商業(yè)上已經(jīng)生產(chǎn)好的器件直接使用，節(jié)省了再加工時(shí)所需的成本，使適用的范圍擴(kuò)大，具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，本發(fā)明實(shí)例對(duì)此不作限制。綜上所述，本發(fā)明實(shí)例提供了一種在4G移動(dòng)終端采用MIMO實(shí)現(xiàn)波束賦形的裝置， 通過采用MIMO天線代替?zhèn)鹘y(tǒng)的單天線實(shí)現(xiàn)波束賦形，可以充分利用空間資源，在不增加系統(tǒng)帶寬和天線總發(fā)射功率的情況下，降低了無線信道衰落的影響，降低了系統(tǒng)輻射，提高了系統(tǒng)的頻譜資源利用率和信道容量；通過安裝4根MIMO天線實(shí)現(xiàn)可在2. 4G、2. 6G和3. 6G 三個(gè)頻段下通信，采用尖銳波束天線，提高了通信的穩(wěn)健性；采用DDS與片內(nèi)電感電容相結(jié)合的移相方法，提高了處理器數(shù)控的便捷性；合理安排T/R組件、移相器、功分器和饋電系統(tǒng)的電路分布，降低了電路的復(fù)雜度，減少了系統(tǒng)的成本。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種在4G移動(dòng)終端采用MIMO實(shí)現(xiàn)波束賦形的裝置，其特征在于所述在4G移動(dòng)終端采用MIMO實(shí)現(xiàn)波束賦形的裝置由饋電系統(tǒng)、功分器、移相器、T/R組件和天線連接組成， 饋電系統(tǒng)與功分器相連接，移相器與功分器相連接，功分器與T/R組件相連接，T/R組件與天線相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在4G移動(dòng)終端采用MIMO實(shí)現(xiàn)波束賦形的裝置，其特征在于在所述的一種在4G移動(dòng)終端采用MIMO實(shí)現(xiàn)波束賦形的裝置中，饋電系統(tǒng)與功分器I 相連接，功分器I與功分器II相連接，功分器II與T/R組件I相連接，T/R組件I與天線 I相連接；功分器II與T/R組件III相連接，T/R組件III與天線III相連接；功分器I與移相器相連接，移相器與功分器III相連接，功分器III與T/R組件II相連接，T/R組件II 與天線II相連接；功分器III與T/R組件IV相連接，T/R組件IV與天線IV相連接。
3 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在4G移動(dòng)終端采用MIMO實(shí)現(xiàn)波束賦形的裝置，其特征在于所述天線為MIMO天線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在4G移動(dòng)終端采用MIMO實(shí)現(xiàn)波束賦形的裝置，其特征在于所述天線是偶極子類型天線或環(huán)形天線或微帶貼片天線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在4G移動(dòng)終端采用MIMO實(shí)現(xiàn)波束賦形的裝置，其特征在于所述移相器采用直接數(shù)字式頻率合成器和片內(nèi)電感電容相結(jié)合。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在4G移動(dòng)終端采用MIMO實(shí)現(xiàn)波束賦形的裝置，其涉及無線移動(dòng)通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種在4G移動(dòng)終端采用MIMO實(shí)現(xiàn)波束賦形的裝置。所述在4G移動(dòng)終端采用MIMO實(shí)現(xiàn)波束賦形的裝置由饋電系統(tǒng)、功分器、移相器、T/R組件和天線連接組成，饋電系統(tǒng)與功分器相連接，移相器與功分器相連接，功分器與T/R組件相連接，T/R組件與天線相連接。本發(fā)明使用MIM0技術(shù)能夠充分利用空間資源，在不增加系統(tǒng)帶寬和天線總發(fā)射功率的情況下，可有效對(duì)抗無線信道衰落的影響，大大提高系統(tǒng)的頻譜資源利用率和信道容量，采用了創(chuàng)新的設(shè)計(jì)在提高系統(tǒng)性能的同時(shí)，降低了電路的復(fù)雜度，減少了系統(tǒng)的成本。
文檔編號(hào)H04B7/06GK102412884SQ20111036687
公開日2012年4月11日 申請(qǐng)日期2011年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月18日
發(fā)明者吳龍, 張世林, 毛陸虹, 胡焙劍, 謝生 申請(qǐng)人:天津大學(xué)