天线技术论文范文1
第四代移动通信技术中采用了智能天线技术，智能天线一般是指安装在基站的天线，主要是通过能够编程的电子相位关系来确定方向性。智能天线技术采用的是SDMA，而SDMA是卫星通信方式的一种，主要是利用天线的方向性来确定范围，也就是频域，从而减少了成本，增加了收益。SDMA是利用空间分割来划分信道，采用智能天线技术可以改善信号质量，4G移动通信技术广泛采用这一能够降低建设成本的技术。另外，为了提高移动通信系统的性能，4G移动移动技术还采用了无线链路增强技术，像分集技术和多输入多输出（MIMO）技术，为数据的高速传输提供了技术支持。
2、4G移动通信技术的安全缺陷继解决措施
病毒，一般来说，是有些计算机操作人员恶意制造的一些计算机操作指令，载入在一些人们常用的软件和网页当中传播，破坏计算机的信息安全。病毒对网络通信的破坏是猝不及防的，而且其传播速度很快，在很短的时间内能让成千上万的文件或者程序受到攻击。而且病毒自身繁殖性也很强，一旦遭到病毒侵害的程序就会自身复制，能够像生物病毒一样繁殖下去，对通信安全将造成巨大的危害。黑客，一般都拥有大量的计算机相关的技能，能够轻易侵入别人的电脑或者拿别人的电脑当跳板再入侵其他的电脑来窃取用户信息，或者破坏通信信息安全。黑客非法地对国家政府、军事情报机关的网络、军事指挥系统、公司企业的计算机系统进行窃听、篡改，以达到危害国家安全，破坏社会稳定，致使企业造成损失，这将对用户的通信安全产生巨大的威胁。网络服务器或者浏览器本身存在的安全缺陷，极易被一些恶意软件携带的病毒攻击，而这些病毒经常不容易被发现，最终对通信和信息交换造成破坏。科技不断地发展，我们有信心解决以上提出的安全问题，为了有效地解决，我们在4G移动通信技术研究和开发的过程中一定要严密把控各方面的环节，确保第四代移动通信技术对于用户数据的信息安全。采取增加网络防火墙，使用更加复杂的秘钥等措施，提高系统的抗攻击能力，在不影响数据安全和完整性的前提下，同时提高系统的恢复能力。同时，各国政府也要成立专门的机构，出台相关的法律法规，增加对网络安全管理人员的培养，普及安全知识，同时加大对安全保护措施的投资力度，对危害通信安全和网络安全的不法分子严惩不贷。
3、结语
天线技术论文范文2
关键词：蝶形，微带天线，阵列
引言
微带天线作为一种新型的天线，与普通天线相比，具有不可替代的优势。它具有体积小、重量轻、平面结构等特点，可以很容易地与导弹和卫星等结合。此外，微带天线也有结构紧凑，性能稳定等特性，易于使用的印刷电路技术和大批量制造技术。因此，微带天线以其独特的优势得到在无线通信系统更广泛的应用。近年来，许多研究人员通过努力研究了多种天线技术来克服或减少微带天线一些不足之处[1~3]。然而，以上这些天线定向性不能满足无线通信的要求。因此，有必要研究低成本、高增益的WiMAX阵列天线。
本文提出了一种用于WiMAX的新型微带阵列天线。天线采用独特的布局，包括两层辐射带，该天线提供了一个由5.3至5.9GHz的带宽，能很好应用于WiMAX通信系统中。
一.天线结构
蝶形微带阵列天线结构如图1所示，天线的辐射单元包括两个对称的印刷带。天线的上层辐射带包括八个辐射单元，辐射单元的长度为a=10mm，宽为b=8mm，底部辐射带结构与顶层相反。微带天线的尺寸354mm×50mm。两层辐射层均印制在teflon基体上，其介电常数为2.65，厚度为1mm。上下两层对称的辐射单元与相邻的馈线网络单元连接，结构形状如同蝶形。科技论文，微带天线。科技论文，微带天线。
图1 蝶形微带阵列天线结构
二. 仿真与实测结果分析
制作的微带阵列天线如图2所示，天线的测量结果由R3765CH网络分析仪给出。科技论文，微带天线。图3~5为微带天线仿真与实测辐射模式。科技论文，微带天线。仿真结果（虚线）与实测结果（实线）相对应。从图3~5中可以看出，仿真与实测结果一致。阵列天线在5.3GHz时，E面的最大增益达到22.14dBi。良好的定向性能。所测天线在5.9GHz时H面半波束宽度达到最大，为105.44°，增益为6.53dBi。以上辐射模式结果表明在整个频段内天线具有较好的辐射效率，同时天线具有重量轻，低剖面，易于平面电路集成等特点。
图2 阵列天线的照片
图3远场辐射模式，f=5.3GHz
图4 远场辐射模式，f=5.5GHz
图5 远场辐射模式，f=5.9GHz
三. 总结
本文提出了一种16单元的蝶形振子阵列天线，所测天线在驻波比小于1.45时带宽为5.3~5.9GHz。科技论文，微带天线。天线在5.3GHz时E面的最大增益为22.14dBi，H面在5.9GHz时最大波束宽度为105.44°。科技论文，微带天线。测量结果表明该天线能够满足WiMAX频段通信要求。
参考文献
[1]Z.Du,K.Gong,J.S.Fu.Anovelcompactwide-bandplanarantennaformobilehandsets.IEEEtransactionsonantennasandpropagation,2,2006:613~619.
[2]H.Wang.X.B.Huang,D.G.Fang.AsinglelayerwidebandU-slotmicrostrippatchantennaarray.IEEEantennasandwirelesspropagationletters,7,2008:9~12.
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天线技术论文范文3
关键词：RFID；标签天线；远程宠物管理系统
中图分类号：TP391.44 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 24-0000-01
一、RFID标签天线
RFID是无线射频识别技术，也叫做电子标签。RFID标签天线是一种通信的感应天线，能够利用射频识别技术自动识别特定的对象[1]。电子标签目前已经被广泛应用在现代人们生活的方方面面。本论文通过对远程宠物管理系统这一项目的介绍，来简要分析对适用于多种环境的RFID标签天线的研究。
二、环境对RFID标签天线的影响
在应用的过程中，都要将RFID标签放到需要识别的物体上。在设计和使用的过程中，一定要考虑实际情况，因为读写器与标签之间还可能隔着包装等。
同时我们还应该意识到，天线的性能也会受到环境等因素的影响。天线周围有水和金属时，这种影响会十分明显。本论文设计的RFID标签天线是一个远程宠物管理系统，经实际验证，这个RFID标签天线能够适用于多种环境。
三、远程宠物管理系统总体描述
（一）主要组成部分
本论文所设计的远程宠物管理系统，采用了最新的双频识别技术，实现了对宠物的远程管理，系统主要由远程宠物电子身份证、远程宠物电子身份识别器、手持PDA读写器和中心服务器四个部分组成。四个部分的具体介绍如下：（1）远程宠物电子身份证：采用2.4～2.5GHz与13.56MHz波段，可存储大量信息，低功耗、低辐射，对宠物健康无负面影响。（2）远程宠物电子身份识别器：识别距离可在50米范围内调节，可穿透障碍物识别宠物电子身份证；（3）手持PDA读写器：基于PDA直接对宠物电子身份证进行识别，手持PDA读写器与PDA之间可通过蓝牙、串口、CF口相连；（4）中心服务器：手持PDA读写器与中心服务器通过蓝牙、无线局域网或GPRS相连。
远程宠物管理系统的产品式样主要分为两种：手持PDA识别器和远程电子身份证。
（二）主要功能
本论文的远程宠物管理系统的主要功能有：（1）宠物电子身份证的远距离识别和读写；（2）宠物定位和搜索；（3）信息公告和；（4）丢失宠物查找。
（三）主要性能指标
（1）宠物识别距离不低于50米；（2）宠物移动速度不大于80公里/小时时，对宠物识别没有影响；（3）同时识别的最大宠物数量，不小于300只；（4）电子身份证发射功率小于-3db；（5）识别器的识别速度，不低于300个/秒；（6）宠物电子身份证的功耗小于0.3mW，普通纽扣电池的使用寿命大于2年。
四、远程宠物管理系统技术原理
宠物电子身份证使用了128个频道、2.4G到2.5GHzISM的微波段，频道带宽13.56MHz以及8MHz的双频识别技术，每张宠物电子身份证的ID号全球唯一，并可存储主人、地址、电话、出生日期、防疫信息、图片等大量信息。同时宠物电子身份证可远程加密读写。
远程宠物身份识别器可远距离穿透障碍物搜寻、定位宠物，当宠物防疫过期或为失踪宠物，远程身份识别器可发出报警音和振动提醒，并锁定宠物。
手持PDA读写器可和PDA通过蓝牙、串口、CF口相联，实时读取宠物信息，并发送到PDA上显示，手持PDA读写器可通过蓝牙、无线局域网、GPRS和中心数据库联接，获取最新的宠物信息。中心服务器为数据库服务系统，可以对宠物的相应信息进行查询。
五、项目创新内容
（一）应用创新
目前，对宠物的身份识别主要通过传统犬牌、二维条码、植入式芯片这三种方式。
传统犬牌容易伪造，通过人眼近距离识别，已基本上被淘汰；二维条码较难伪造，但识别距离只有几个厘米，识别时必须抓住宠物，识别效率低；植入式芯片是目前最新出现的宠物识别技术，植入式芯片无法伪造，识别距离可达到几十厘米。但植入式芯片也存在以下两个缺陷：（1）识别距离短，无法在户外识别屋内的宠物；（2）植入方式对宠物存在一定健康影响，许多宠物主人无法接受。
采用双频识别技术的远程宠物管理系统，有很多优势：（1）无法伪造；（2）可远距离穿透障碍物识别，识别距离可在50米范围内调节，可户外对屋内宠物进行身份识别；（3）可授权读写，可根据宠物的状况对识别体进行读写，存储最新的宠物信息；（4）对宠物健康无负面影响；（5）识别速度快，每秒可识别300只宠物，无需抓住、靠近宠物；（6）产品已通过浙江省计量科学研究院检测，相关技术指标满足全部要求。
（二）结构创新
电子犬牌结构小，可悬挂于宠物上，质量轻，对宠物无负面影响，具有卡通、精灵、宠物等多种造型。
六、项目技术开发可行性
（一）项目技术发展现状
本项目涉及的核心技术包括：2.4G～2.5GHz射频识别技术，13.56MHz射频识别技术。下面对目前这些相关技术的研究、开况做如下的简要介绍。（1）2.4G～2.5GHz射频识别技术。2.4G～2.5GHzISM频段是使用最多的短距离无线通信频段，基于该频段的短距离无线通信技术已经比较成熟[2]，具有公认的标准和产品，如ZigBee、Wi-Fi、蓝牙、无线USB、无线局域网等。（2）13.56MHz射频识别技术。基于13.56MHz射频识别技术的无线标准有NFC，ISO15693等。主要产品有Philips公司的RC500芯片，Melexis公司的MLX12115等。
七、结束语
本论文简要介绍了远程宠物管理系统，从中我们可以看出RFID标签天线能够适用于多种环境。RFID标签天线技术有着非常广阔的发展前景。
参考文献：
天线技术论文范文4
1第四代无线通信简介
目前被国际电信联盟（ITU）正式收纳的4G标准总共有4种，分别是LTE、LTE-Advanced、WiMax、WirelessMAN-Advanced。LTE（LongTimeEvolution，长期演进）是3G的演进，始于2004年底由第三代合作伙伴计划（The3rdGenerationPartnershipProject，3GPP）提出来的，2005年正式确定了其系统目标，成为4G标准之一[1]。LTE改进并增强了3G其空中接口技术，并且采用多输入多输出（MultipleInputandMultipleOutput，MIMO）和正交频分复用（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，OFDM）技术作为其无线网络演进的唯一标准。
在20MHz的频谱带宽下至少能够提供下行100Mbit/s和上行50Mbit/s的峰值速率[1]。其主要特点是较高的频谱利用率，灵活的带宽配置，严格的QoS机制以及较低的网络延迟。LTE-Advanced，从字面上看就可以知道它是LTE的升级版，其完全兼容LTE，增加了频谱的带宽，在最大带宽100MHz下能够提供下行链路1Gbit/s和上行链路500Mbit/s的峰值速率，如果结合MIMO技术，那么可以提供数倍于原来的传输速率。
LTE和LTE-Advanced可分为频分双工（FDD）和时分双工（TDD）两种制式。由中国移动主导的TD-SCDMA网络能够直接演化到TD-LTE网络。由于LTE符合目前多种无线通信标准的直接演进，因此LTE获得了国际上大多无线网络供应商的支持，也将成为未来4G标准的主流。在国内，电信的CDMA2000、联通的WCDMA以及移动的TD-SCDMA也都明确了3G向LTE演进的方向。其中LTE采用的OFDM和MIMO技术也是目前国际上最热门的研究课题。
2.OFDM和多天线技术
OFDM技术是一种特殊的多载波传输方案，各子载波之间相互正交，可以有效地提高频谱资源的利用率，同时OFDM将总的带宽分割为若干个窄带子载波，这样可以有效抵抗频率选择性衰落，大大地简化了信道均衡的复杂度。与MIMO技术相结合的MIMO-OFDM系统既可以达到很高的传输效率，又可以通过传输分集达到很高的可靠性，从而成为第四代移动通信系统核心技术的解决方案。
2.1OFDM技术
OFDM是一种高频谱利用率的并行传输技术，其思想是在给定的频域内将传输信道分成多个正交子载波，然后将高速数据信号转换成多个并行的低速子数据流，调制到每个子载波上进行窄带传输[2]。接收端可以利用子载波的正交性来单独地对各子载波数据进行均衡和解调。如图1所示，由于频谱重叠，各个正交的子载波可以部分重叠而又不影响，相对于普通的频分复用技术，OFDM系统可以大大提高频谱的利用率。OFDM传输技术最大的优点在于它可以抵抗频率选择性衰落信道和多径衰落，并且在接收端，经过无线信道后的OFDM信号各子载波间仍保持了原有的正交性，信道对子载波上数据的影响可以简化为一个复数与子载波上的信号相乘。因此，对信号的均衡变成了简单地对接收的单个子载波数据进行除法操作。
OFDM的发射机和接收机结构如图2所示，经过信道编码的串行数据比特通过串并转换和星座映射后，可以得到一串复数符号，然后将这些符号映射到M个子载波上，并通过OFDM解调将这M个子载波上的频域信号转换到时域，在将时域的OFDM信号发射出去之前，还要在每一个OFDM符号之前插入一个循环前缀（CyclicPrefix，CP），CP插入是将时域OFDM符号尾部的一部分信号搬移到其头部，CP的长度必须大于多径延时，这样可以使得前一OFDM符号对当前OFDM符号的干扰只影响到循环前缀部分，而不会对当前OFDM符号造成影响，消除了OFDM符号之间的干扰。最后经过串并传换将时域信号发送出去。在接收端进行着与发射端相反的过程，把数据从接收的信号解调出来。OFDM调制和解调可以采用快速反傅里叶变换（IFFT）和快速傅里叶变换（FFT）方法来实现。FFT是离散傅里叶变换（DFT）的一种快速实现方式，一个N点的DFT表达式为：一个N点的DFT分别需要次复数乘法和复数加法，而基-2分解的FFT算法只要次复数乘法和次复数加法，所以当N的值比较大时，FFT算法可以大大降低了计算复杂度，如图3所示。
2.2多天线技术
多天线技术指在基站和（或）移动台使用多个天线进行接收和发送的技术，能够在不额外增加功率、频率等资源的前提下，有效地提高系统的容量和覆盖能力。理论上，一个独立的多天线无线信道的信道容量与发送天线数目和接收天线数目的最小值成正比（线性增长），即个移动终端的点对多点通信机制，所以增加基站的收发天线数目，既能有效地提升全系统的性能，又不至于增加过多的成本代价。不过信道的相关性将降低MIMO技术的效果。对于多个发送/接收天线构成天线阵，其阵元间隔和极化方向是决定信道相关性的主要因素。
一般来说，不同极化方向的天线间的信道相关性较小，阵元间隔较小的天线间的信道相关性较小。此外，天线的安装和维护、站址等都是进行天线规格选型的重要参考因素，天线间距太大则整个天线阵的尺寸很大，会对天线安装和站址选择造成不便。下面对本文中出现的若干技术词汇进行解释和澄清，这些澄清仅限于简化本文后续说明，其它文献可能有不同的定义：MIMO：本文MIMO指采用空时编码技术的2天线发送和接收方式，包括2天线MIMOMatrixA（Alamouti空间分集发射方式）、2天线MIMOMatrixB（V-BLAST空间复用发射方式）两种不同方式。CDD：CyclicDelayDiversity循环延迟分集，见后文详细介绍。BF：Beamforming波束成形，见后文详细介绍。
2.2.1天线CDD技术
1）技术原理
CDD(CyclicDelayDiversity)，即循环延迟分集发射技术，如图4所示。其在不同天线上发送相同的信息，但在天线之间引入不同的循环延迟，从而将空间分集等效到OFDM系统的频率分集上。该技术既能够保持对协议和已有终端的完全兼容，又能够通过与编码、交织等技术进行有效结合，在不增加系统额外开销的情况下获得一定的频率分集增益。图5给出了单天线系统与双天线CDD系统在相同信道模型下的信道响应曲线。x轴为频率维度（子载波为单位），y轴为时间维度（OFDM符号为单位），z轴为信道的功率响应（以dB为单位）。从图中可以看出：单天线OFDM系统下，由于多径导致了一个宽频带的深度衰落过程。使用CDD技术后，加快了信道响应在频率维度上的变化，采用冗余编码技术就能够克服这些窄带衰落，从而获得额外的频率分集增益。集发射技术，如图4所示。其在不同天线上发送相同的信息，但在天线之间引入不同的循环延迟，从而将空间分集等效到OFDM系统的频率分集上。该技术既能够保持对协议和已有终端的完全兼容，又能够通过与编码、交织等技术进行有效结合，在不增加系统额外开销的情况下获得一定的频率分集增益。不过采用CDD技术在引入频率选择性的同时，也会引入一定的信道估计误差。频率选择性越强，信道估计误差就越大，因此从理论上，CDD技术在低速移动场景下的性能会优于高速移动场景。2T2R系统天线回退到1T1R的状态转换如图6所示。
2）应用效果（以下增益中包括了功率增益）
从工程上讲，采用2天线CDD发射以后，每个发射通道的发射功率与常规的单天线系统相同（例如：10W），这样不会对射频通道和功率放大器等器件提出额外的要求，能够采用目前成熟的射频技术。此外，2个发射天线还可以互为备份。从功率上讲，采用2天线CDD发射技术，可以获得3dB功率增益，增强下行信号强度，提高信号的接收RSSI值。在一般城区环境中大约可提升20%左右覆盖距离，也即覆盖面积提升50%左右。需要指出的是，如果实际场景是干扰受限的话，则下行功率提升对接收信号质量CINR的提升作用是有限的（城区蜂窝网络一般都是干扰受限的）。
图7分别为站间距为1.5km情况下，不同基站总发射功率场景下的Geometry分布，横轴为Geometry值，纵轴为累积概率分布，图中不同的曲线分别为基站发射功率为35dBm、37dBm、40dBm、43dBm、46dBm、49dBm和功率无穷大时候的Geometry累积分布情况。仿真表明：在覆盖受限场景（如站间距1.5km），增加基站的发射功率能够有效地提升覆盖能力。
CDD双天线发射除了功率增益外，还会带来分集增益.其分集增益大小与无线场景有关。链路仿真场景按照WiMAX论坛的仿真规范《WiMAXSimulationMethodology》中定义设置（下文同样处理），分别针对AWGN、PB3kmph、VA30kmph等不同信道模型，采用WiMAX协议定义的8种不同的编码调制方式下，对1x1、2x1和2x2的链路层解调性能进行了对比（下文如不做特别说明，则均是采用类似规范做仿真实验）。图中，横轴为不同的编码调制方式（QPSK1/2、QPSK3/4、16QAM1/2、16QAM3/4、64QAM1/2、64QAM2/3、64QAM3/4、64QAM5/6等8种，以下皆同），纵轴为1%误码的解调门限值。
仿真结果表明：在衰落信道下（实际的组网环境），2x1两天线CDD技术能够相对于1x1单天线获得3.8~4.8dB增益，2x2两天线CDD技术相对于1x1单天线能够获得9~13.3dB增益，且随着终端移动速度的增加，CDD增益变小。另一方面，在相同的信道模型下，CDD增益随调制阶数的增加而降低。这是因为：采用CDD发射技术以后，会导致信道估计误差增大。随着移动速度的增加，信道估计误差也增大；另一方面，信道估计误差对高阶调制的解调性能的影响比对低阶调制的影响要大。
3）局限性
2发射天线能够提供一定的功率增益，用以提升覆盖，但是功率增益主要体现在覆盖受限的场景下；如果当前系统是干扰受限的系统，作用并不明。由于采用CDD发射技术以后，会导致信道估计误差增大。因此，CDD的增益将随终端移动速度的增加而减小，随调制阶数的增加而减小，但总的来说，2天线CDD技术都能带来一定的增益。
2.2.2天线MIMO技术
1）技术原理
根据目前的SystemProfileRelease1.0定义，MIMOMatrixA在两组天线上发射内容上相关的两路信号，在连续的两个发送时间内，在天线0上发送，在天线1上发送，并且每个天线只发送1/2数量的导频符号，确保两发送天线的导频正交。发射信号经过空间物理环境的影响（反射、折射等），离散成多个相位不同的信号。理论上讲，两路发送信号可以获得3dB的空间分集增益，可以降低接收端的误码率，提高系统的覆盖。MIMOMatrixA发射模式示意如图8。MIMOMatrixA发射模式下每个天线的导频符号数量仅为普通单天线发射模式下导频符号的一半，如图9所示，由此导致了该模式下信道估计能力的下降，会在一定程度上降低MIMOMatrixA所获得的空间分集增益。照既定的映射方式映射到子信道上。在不同的发射天线上发射不同的数据符号，可以获得复用增益，从而提高系统容量。同样，MIMOMatrixB发射模式下两个天线各发送1/2数量的导频符号，确保两发送天线的导频正交，因此，每个天线的导频符号数量仅为普通单天线发射模式下导频符号的一半，会引入一定的信道估计误差。
MIMOMatrixA与MIMOMatrixB还可通过AMS（AdaptiveMIMOSwitching）实现自适应选择切换，具体实现方法分为两种：一种是移动终端通过主动上报的MIMO模式切换请求，基站根据请求消息来调整用户的MIMO模式；另一种是基站根据移动终端的SINR来自主地决定用户的MIMO模式。在低SINR情况下使能MatrixA，在高SINR情况下使能MatrixB，MIMO模式切换的SINR门限值由系统设定，并由基于HARQ的外环模式实际调整，一个典型的取值可以是21dB。这样既保证了理想的频谱效率，又实现了覆盖和容量的平衡。（注：MIMOB是一个复用干扰系统，采用SIC接收时还存在误码扩散，因此在低SINR下，MIMOB系统的性能将很差。）通过采用下行MIMO技术，特别是采用MIMOMatrixA以后，系统的覆盖能够得到很大的提高。
2）应用效果（以下增益中包括了功率增益）
仿真结果表明：在衰落信道下，相比1x1单天线系统，采用MIMOMatrixA技术以后，2x1两天线MIMOMatrixA系统能够获得5.15~7.8dB增益，2x2两天线MIMOMatrixA系统能够获得9.9~15.2dB增益。
3）局限性
MIMO技术需要基于WaveII的终端支持，而已商用的现网中有一部分老终端是基于WaveI的，即无法支持MIMO技术，会导致这部分用户无法享受MIMO技术带来的覆盖提升功能。
由于2天线MIMO技术每个天线只使用了一半的导频符号用以信道估计，所以会增大信道估计误差，对高速移动信道和高阶调制系统的影响更为严重，导致其MIMO增益降低。从前面的仿真结果还可以看出，MIMO的增益与无线信道环境密切相关（多径弥散的环境下将有利于MIMO增益的获取），因此在商用外场实际测试到的增益与仿真结果会有差异。（注：此处提升覆盖的MIMO主要指MIMOMatrixA技术，而MIMOMatrixB是容量增强技术，并不会带来直接的覆盖能力提升。）
3.MIMO和OFDM技术结合4G无线通信需要极高的频谱利用率，而利用OFDM技术来提高频谱的利用率毕竟是有限的，在OFDM的基础上合理开发空间复用性，也就是MIMO-OFDM技术，可以提供更高的数据传输速率。另一方面，多个天线发送的数据占用了同一传输信道和频率资源，没有增加系统的带宽。因此MIMO技术在不增加带宽和天线发送功率的情况下，可以成倍地提高无线信道容量和频谱利用率[4]。
4.4G的挑战
MIMO-OFDM技术已经成为无线通信领域的关键技术之一，通过近几年的持续发展，MIMO-OFDM技术将越来越多地应用于各种无线通信系统。在无线宽带移动通信系统方面，LTE、WiMax等主流4G标准也都采用了MIMO和OFDM的相结合。但是MIMO-OFDM技术在性能上带来了诸多好处的同时也对实时信号处理提出很大的挑战。目前MIMO-OFDM技术正从前期理论研究转入了理论研究和实际应用相结合的阶段。现在国内外有很多学者正研究MIMO-OFDM技术在实际应用中遇到的实现问题。比如随着使用天线数目的增加，OFDM调制解调、MIMO信道估计和MIMO均衡技术实现的复杂度成指数级增高，这对现有的基带信号处理器提出了很高的要求，特别是在功耗受限的手持设备，只能配备一根天线，从而限制了天线的使用数目，不能充分发挥MIMO技术的优势。目前，如何在保证一定的系统性能的基础上降低MIMO-OFDM技术的算法复杂度和实现复杂度，以及低功耗基带信号处理器的设计技术成为学术界和工业界面对的巨大挑战[5]。
天线技术论文范文5
【关键词】OFDMASC-FDMAMIMO
一、LTE关键技术概述
LTE（Long Term Evolution）项目是3G的演进，它改进并增强了3G的空中接入技术。通过运用OFDMA，SC-FDMA，MIMO这三种技术有效结合，达到3GPP LTE项目规定的主要性能指标。
二、OFDMA技术
2.1OFDMA技术原理
OFDMA：正交频分多址Orthogonal Frequency Division Multiple Access（OFDMA）：主要思想：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，调制到在每个子信道上进行传输，然后在部分子载波上加载传输数据。OFDMA技术优点：频谱效率高，来源于正交传输；采用CP回避用户间干扰，频谱效率高。OFDMA技术克服的是由于多径效应产生的频率选择性衰弱。
由上图分析表明：采用IFFT产生OFDM信号决定了：子载波间隔f=1/T（T为OFDM符号周期）。f不能太小：必须能容忍一定车速下的多普勒频移动效应，起到分隔干扰效果。f不能太大：T过小，则对应CP开销过大，增加系统负担。典型f值：10-20kHZ，LTE实际经验建议值：15kHZ（符号长度66.67us）。CP不能太小：必须能覆盖主要多径的时延扩展，容忍一定的定时误差。CP不能太大：信令开销限制了CP不能无限扩大。CP可以采用多个选项：LTE：常规CP：4.687ms扩展CP：16.67ms超长CP： 33.33。
三、SC-FDMA技术
3.1SC-FDMA技术原理
SC-FDMA（Single-carrier Frequency-Division Multiple Access，单载波频分多址），是LTE推荐的上行链路多址技术。SC-FDMA产生方法：是在OFDM的IFFT调制之前对信号进行DFT扩展， SC-FDMA由于采用单载波的方式，与OFDMA相比之下具有较低的PAPR（峰值/平均功率比，peak-to-average power ratio），比多载波的PAPR低1-3dB左右。较低的PAPR可以使手机降低硬件集成度门槛，减少突发性的高功耗硬件，进而可以延长手机电池的使用时间。
4.4MIMO容量与天线数关系
根据这两幅图各四条不同的曲线我们可以得出结论：
1.当Y轴为定量时，信噪比不变的情况下，信道容量随天线数量的增加而增大。MIMO发射天线在发射天线数量0到5的区间内的斜率较大，说明在该区间随着发射天线的增加，容量的发射提升效果显著。
2.当X轴为定量时，即发射天线和接收天线的数量为定值时，信道容量随信噪比的增大而增大。
3.接收天线在SNR=15这一曲线，随着天线数量增加保持着较高的斜率：较高的容量增长率，其增长率远大于SNR=10，5，0的曲线，这就说明了在信噪比好的情况下，手机的传输速率将会获得质的飞跃，速率将仅受限于网络侧的处理能力，而不再受限于无线信道的传输环境。
4. MIMO发射天线在发射天线5到10天线区间，提升曲线略有提升，而随着天线数量的增加，硬件正本急剧增加。10到15的区间内，提升曲线斜率趋于平缓，即超过10天线的MIMO系统会有硬件成本高，而容量提升不明显的特点。
综上所述，这一实验结论论证了：3GPP提出的MIMO-LTE系统建议天线区间为0到8的这一经验理论，这是综合考虑了MIMO容量提升和硬件成本的结果。
4.5MIMO-OFDMA-SCFDMA技术结合及总结
MIMO技术利用空间维度资源在发射端和接收端同时采用多天线技术，而OFDMA技术的实现又帮助弥补了MIMO系统中由于分集产生的时延而带来的选择性衰弱，这两者优缺点完美互补，提高系统容量，提升用户感知。同时在上行链路中采用SC-FDMA，就降低终端的硬件需求，起到延长终端电池使用时间的效果。这三个技术的结合使LTE通信向着更高速率、更大容量、更好性能的方向发展。
参考文献
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[2] Myung，H.G.，Goodman，D.J.， Single Carrier FDMA：A New Air Interface for Long Term Evolution，Wiley
天线技术论文范文6
【关键词】广播电视 无线技术 信号覆盖场强 GIS技术
广播电视信号容易受到外部环境因素的影响而变化，导致接收端接收信号经常出现延迟、相位差和信号强度中值变化，给广播电视无线发射覆盖强场预测带来了难度，因此在传统广播电视无线覆盖场强预测中可引入GIS技术和场强数据计算模型改善覆盖强场预测准确性。
1 广播电视无线覆盖技术
广播电视系统一般由信号源端模块、传输系统、接收端模块组成，信号源端模块就是广播电视节目制作中心；传输系统就是基于电缆、光缆、无线电波等媒介的广播电视数据传输通道；接收模块是广播电视接收设备，无线电视发射系统通过调幅和调频方式将电视信号转换为载波，以电磁波方式发送出去，并接收设备接收广播电视电磁波信息。
2 GIS技术
地理信息系统（GIS）的发展为广播电视信息化建设提供的一种手段，利用GIS技术中的地理数据信息可以准确表达影响广播电视无线信号覆盖的外部因素；GIS技术中的地物等高线、DEM值等与电波强度计算数学模型结合可以提升电场强度计算的准确度；将电波强度计算结果以牌面、立体方式呈现在虚拟环境中，可以进行可视化管理与电磁环境的模拟与仿真，并将相关数值输入到计算机系统中改进计算精度和推进数字的电视的发展。
3 无线覆盖场强预测计算
3.1 场强计算数据准备
广播电视覆盖管理与空间数据和属性数据有关，空间数据包括广播电视台台站地方、分布、覆盖范围等信息，属性数据包括台站具体经纬度信息、区域人口数量、谜底信息、各区域广播电视场强强弱等信息，在具体场强计算前需要在GIS中输入该空间数据和属性数据信息。
3.2 场强数学计算
本文中场强计算主要考虑远场区公式推导与计算，不考虑近场区的影响，以T7天线作为频道发射天线，采用56.5MHz-64MHz发射频率范围，其发射点到检测点间的初始辐射电场计算方法为：
为发射天线功率、为天线增益系数、为发射天线方向图函数，T7的值为：
进行归一化处理后，其发射天线方向图函数效果如图1所示：
根据T7天线水平角度为36度，垂直方向要求28度，设检测点与发射塔距离为330米，则此处的直射波强公式为：
考虑地面反射波影响，其该点接收的最大强场
经过采集频道反功率为=4KW，=4，天线高度为292米，测量的点位置与发射点距离为330米，天线夹角为40度，=0.22，其此点的辐射强度为：
3.3 场强理论计算与实际测量分析
根据3.2中的场强理论计算结果和实际测量结果，其两者对照表如表1所示。
根据理论计算结果其强场为837mV/m，但实际仪器检测结果为527mV/m，两者存在一定的差距，其差产生的原因主要有：
（1）根据理论计算频道发射功率为4KW，而实际发送功率只有2KW，导致理论值偏大。
（2）在理论中地面发射系统为0.8，但实际地面发射系数若更小，则会影响反射波场强大小，也因此造成了理论计算值也实际检测结果有差异。
4 结束语
由此可以看出通过GIS中的地型数据与无线覆盖强场数学预测模型结合可以有效的预测强场覆盖强度。
作者简介
徐红英（1970-），女，汉族，重庆潼南人。现为潼南县广播电视台，无线电工程师。
