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为什么配置波束赋形

发布时间: 2022-10-10 12:13:32

Ⅰ 什么是波束赋形它的作用是什么

波束赋形

就是通过调整阵列天线各阵元的激励,来使天线波束方向图形状变为指定的波束形状。

Ⅱ 什么是波束赋形它的作用是什么

波束赋形
就是通过调整阵列天线各阵元的激励,来使天线波束方向图形状变为指定的波束形状。

Ⅲ 波束赋形的波束赋形原理

在发射端,波束赋形器控制每一个发射装置的相位和信号幅度,从而在发射出的信号波阵中获得需要相长和相消干涉模式。在接收端,不同接收器接收到的信号被以一种恰当的方式组合起来,从而获得期盼中的信号辐射模式。
以水下声纳发射为例,我们希望向远处的船只发送一束集中尖锐的声纳信号。如果声纳发射装置的每个声纳发生器同时向一艘船发声纳信号,由于远方船只的方位角度,有的声纳发射器的信号先到达船只,有的声纳发射器的信号后到达船只,无法做到让所有声纳信号发生器的信号同时到达这条船只。有了波束赋形技术,就可以调整不同声纳发生器的信号发射时间(离船远的先发信号,离船近的后发信号),这样,所有的声纳信号就能同时击中船只,获得一个强大的声纳脉冲信号击中船只的效果。
在被动式声纳系统或者主动式声纳的接收端,波束赋形技术为不同的水下听音器收集到的信号加上不同的时延(离开目标最近的水下听音器加上最长的时延),这样就能同时听到所有水下听音器的声音,就像声音是来自同一个水下听音器,从而获得最佳的效果。
1. 系统模型
根据应用场合的不同,一般可以将波束赋形算法分为上行链路应用以及下行链路应用。无论是哪种情况,总可以用一个时变矢量(MIMO)信道来描述用户端与基站端的信号关系。对于上行链路,多个发射信号实质上是K个用户设备同时发送的信号,基站则使用多个天线单元接收信号,对其进行处理和检测,这时发送端的信号分配仅在各个支路分别进行;对于下行链路,基站仍可能使用多个天线单元向特定用户发射信号,但用户设备使用单天线检测与其有关的信号,这时接收部分降为一维,信号组合也仅对于单路信号进行。
根据系统模型,就可以描述发送端的原始信号与接收端实际接收信号之间的关系,通常根据研究重点的不同,对于原始信号以及实际接收信号的位置会有不同的定义。对于波束赋形技术,一般其研究的范围从发送端扩谱与调制单元的输出端,到接收端解扩与解调单元的输入端,而研究过程中又常将信号分配单元输出端到信号组合单元输入端之间的部分合并,统称为无线移动信道,由于无线移动通信环境的极度复杂,无法得到其输入输出关系的确切描述,一般采用大量测量和理论研究相结合的方法,使用有限的参数描述该信道。采用这种方法后,就可以得到受干扰有噪信号与原始信号的关系,并据此在一定程度上恢复信号。因此,波束赋形的一般过程为:
⑴根据系统性能指标(如误码率、误帧率)的要求确定优化准则(代价函数),一般这是权重矢量与一些参数的函数;
⑵采用一定的方法获得需要的参数;
⑶选用一定的算法求解该优化准则下的最佳解,得到权重矢量的值。
可以发现,由于通信环境复杂,上述过程的每一阶段都可有不同的实现方案,因此产生了大量的波束赋形算法,如何衡量和比较其性能也成为波束赋形技术研究的一个重要方面。

Ⅳ 波束赋形的介绍

波束赋形是一种基于天线阵列的信号预处理技术,波束赋形通过调整天线阵列中每个阵元的加权系数产生具有指向性的波束,从而能够获得明显的阵列增益。因此,波束赋形技术在扩大覆盖范围、改善边缘吞吐量以及干扰抑止等方面都有很大的优势。由于波束赋形带来的空间选择性,使得波束赋形与SDMA之间具有紧密的联系。实际系统中应用的波束赋形技术可能具有不同的目标,如侧重链路质量改善(覆盖范围扩展、用户吞吐量提高)或者针对多用户问题(如小区吞吐量与干扰消除/避免)。

Ⅳ lte波束赋形怎么实现

波束赋形beamforming是应用传感器阵列实现定向信号发送或接收的信号处理技术。波束赋形技术能够在某个特定角度(目标用户)增强信号,在另一个特定角度(非目标用户,或者障碍物)减弱信号。波束赋形能够同时在发送端和接收端实现空间的选择性。相比具有全向接收/发送天线的改善被称为接收/发射增益(或损失)。
Beamforming利用了物理学上的干涉( interference)原理
干涉是两列或两列以上的波在空间中重叠时发生叠加从而形成新波形的现象。例如采用光学分束器将一束来自单色点光源的光分成两束后,再让它们在空间中的某个区域内重叠,将会发现在重叠区域内的光强并不是均匀分布的:其明暗程度随其在空间中位置的不同而变化,最亮的地方超过了原先两束光的光强之和,而最暗的地方光强有可能为零,这种光强的重新分布被称作“干涉条纹”。
两列波在同一介质中传播发生重叠时,重叠范围内介质的质点同时受到两个波的作用。若波的振幅不大,此时重叠范围内介质质点的振动位移等于各别波动所造成位移的矢量和,这称为波的叠加原理。若两波的波峰(或波谷)同时抵达同一地点,称两波在该点同相,干涉波会产生最大的振幅,称为相长干涉(constructive interference 建设性干涉);若两波之一的波峰与另一波的波谷同时抵达同一地点,称两波在该点反相,干涉波会产生最小的振幅,称为相消干涉(destructive interference摧毁性干涉)。

Ⅵ 波束赋形的技术背景

波束赋形的目标是根据系统性能指标,形成对基带(中频)信号的最佳组合或者分配。具体地说,其主要任务是补偿无线传播过程中由空间损耗、多径效应等因素引入的信号衰落与失真,同时降低同信道用户间的干扰。因此,首先需要建立系统模型,描述系统中各处的信号,而后才可能根据系统性能要求,将信号的组合或分配表述为一个数学问题,寻求其最优解。
关于波束赋形的基本原理,可以首先考虑自由空间中电磁波的远场辐射情况。
(1)当只存在单个天线振子时,以同极化方向从各个角度对电场振幅进行观测时,信号是各向同性衰减的,即不存在方向选择性。
(2)如果增加一个同极化方向的振子,且两个振子处于同一位置时,即使两个天线发射信号可能存在一定的相差,但从任何角度观测,两列波的相差并不随观测角度的变化而发生变化,因此信号仍然不存在方向选择性。
(3)如果增加一个同极化方向的振子,且两个振子保持一定间隔,则两列波之间会发生干涉现象,即某些方向振幅增强,某些方向振幅减弱(振幅增强部分的能量来自于振幅减弱部分)。出现上述现象的原因可由图3-23解释,假设观测点距离天线振子很远,可以认为两列波到达观测点的角度是相同的。此时两列波的相位差将随观测角度的变化而变化,在某些角度两列波同相叠加导致振幅增强,而在某些方向反相叠加导致振幅减小。
因此,如果能够根据信道条件,适当地控制每个阵元的加权系数,就有可能在增强期望方向信号强度的同时,尽可能降低对非期望方向的干扰。
对于TDD系统,可以方便地利用信道的互易性,通过上行信号估计信道传播向量或DoA(Direction-of-Arrival)并用其计算波束赋形向量。对于FDD系统,也可以通过上行信号估计DoA等长期统计信息并进行下行赋形。
传统意义上的波束赋形或智能天线特指基于小间距(如阵元间距为波长/2)的单数据流空域预处理过程,而预编码则更多地偏重于基于大间距天线阵的多数据流空间复用预处理过程。实际上,从广义角度考虑,波束赋形和预编码都属于阵列信号的预处理技术,它们所使用的算法可以是完全相同的,而波束赋形技术在无线接入网中也不再仅限于单流传输。在TD-LTE R8和R9中,一般习惯于将基于专用导频进行业务信道解调的传输方式称为波束赋形(如传输模式7和8),而将基于公共导频和下行控制信息中的Precoding Information域进行业务信道解调的传输方式称为预编码。
波束赋形技术已经在TD-SCDMA系统中得到了成功的应用,在TD-LTE R8中也采用了波束赋形技术。在TD-LTE R8的PDSCH传输模式7中定义了基于单端口专用导频的波束赋形传输方案。TD-LTE R9中则将波束赋形技术扩展到了双流传输方案中,通过新定义的传输模式8引入了双流波束赋形技术,并定义了新的双端口专用导频与相应的控制、反馈机制。

Ⅶ 什么是赋形波束

波束赋形是一种基于天线阵列的信号预处理技术,波束赋形通过调整天线阵列中每个阵元的加权系数产生具有指向性的波束,从而能够获得明显的阵列增益。
因此,波束赋形技术在扩大覆盖范围、改善边缘吞吐量以及干扰抑止等方面都有很大的优势。由于波束赋形带来的空间选择性,使得波束赋形与SDMA之间具有紧密的联系。实际系统中应用的波束赋形技术可能具有不同的目标,如侧重链路质量改善(覆盖范围扩展、用户吞吐量提高)或者针对多用户问题(如小区吞吐量与干扰消除/避免)。

Ⅷ 什么是自适应波束赋形,请举例说明

自适应波束赋形
就是系统通过调整阵列天线各阵元的激励,来使天线波束方向图形状变为指定的波束形状,并能根据外界条件的变化,自动适应新的情况

Ⅸ 小米公司对波束赋形技术情有独钟,你对这项技术了解多少

波束赋形技术是一种利用传感器阵列定向发送和接收信号的信号处理技术。

这项技术在目前来说还没有在手机上得到广泛的应用,小米公司近期对他们的小米手机做了一波宣传,宣传的就是隔空充电技术,
隔空充电的原理就运用到了波束赋形技术。

波束赋形技术不会带来一般的技术中带来的问题,比如我们需要做一些比较大规模的硬件升级的时候。就可以发射多个天线的优势来提高整个数据流的总体增益,咱们可以把这个技术简单的看成是在已知信道上的一种分级发射的形式。