摘 要：在分析目前中國移動多媒體廣播（CMMB）監(jiān)測系統(tǒng)信號接收存在問題基礎(chǔ)上，提出了將智能天線技術(shù)應(yīng)用于CMMB監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計思路，同時簡要介紹了智能天線工作原理及優(yōu)點(diǎn)，并由仿真結(jié)果展示了智能天線的應(yīng)用。結(jié)果表明，此舉可以大大提高CMMB監(jiān)測系統(tǒng)接收信號性能指標(biāo)，最后給出了具體的實(shí)現(xiàn)方案。
　　關(guān)鍵詞：智能天線 多徑干擾 波達(dá)方向 波束形成
　　中圖分類號：TN82文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1672-3791（2012）09（a）-0007-01
　　“中國移動多媒體廣播”（China Mobile Multimedia Broadcasting，簡稱CMMB）是指利用數(shù)字廣播電視技術(shù)、通過地面或衛(wèi)星廣播電視覆蓋網(wǎng)，面向七寸以下小屏幕、小尺寸多種便攜移動終端，如手機(jī)、PDA、MP3、MP4、數(shù)碼相機(jī)、筆記本電腦等接收設(shè)備以及在火車、汽車、輪船、飛機(jī)上的小型車載接收終端，隨時隨地的、點(diǎn)對面的提供廣播電視節(jié)目和信息服務(wù)。
　　中國移動多媒體廣播（CMMB）是實(shí)現(xiàn)廣播電視多元化覆蓋的重要新手段與新媒體，目前已經(jīng)建成為全世界最大的移動廣播覆蓋網(wǎng)，為完善廣播電視監(jiān)測手段，保護(hù)CMMB用戶的基本權(quán)益，對CMMB進(jìn)行監(jiān)測是非常必要的。
　　1 中國移動多媒體廣播傳輸信道特性
　　1.1 信號傳輸覆蓋方式
　　在CMMB的覆蓋系統(tǒng)構(gòu)成中，主要采用S波段大功率衛(wèi)星與地面同頻增補(bǔ)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的技術(shù)體制，同時結(jié)合U波段地面覆蓋網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信號傳輸與覆蓋。S波段衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)廣播信道用于直接接收，Ku波段上行，S波段下行；分發(fā)信道用于地面增補(bǔ)轉(zhuǎn)發(fā)接收，Ku波段上行，Ku波段下行，由地面增補(bǔ)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)器轉(zhuǎn)為S波段發(fā)送到移動終端；同時為實(shí)現(xiàn)城市人口密集區(qū)域移動多媒體廣播電視信號的有效覆蓋，采用U波段地面無線發(fā)射構(gòu)建城市U波段地面覆蓋網(wǎng)絡(luò)。
　　1.2 CMMB信號接收存在的問題
　　CMMB信號頻段范圍包括S波段和U波段，其中S波段占用頻率為2.633～2.660GHz，屬于微波范疇。U波段占用頻率為470～798MHz，屬于超短波范疇，占用頻率與模擬開路電視相同。微波和超短波主要的傳播方式采用的是空間波傳播。由于S波段廣播衛(wèi)星尚未發(fā)射，所以對S波段信號進(jìn)行監(jiān)測暫不做考慮。目前通過天線對CMMB信號進(jìn)行接收與監(jiān)測主要存在以下問題。
　　1.2.1 多徑衰落
　　根據(jù)CMMB信號覆蓋規(guī)劃，目前主要實(shí)現(xiàn)了對310多個地級以上城市CMMB信號的基本覆蓋。在人口稠密、人為噪聲源眾多、傳輸環(huán)境較為復(fù)雜的城市地區(qū)進(jìn)行CMMB信號傳播時，由于信道為隨參信道，傳輸特性不理想，CMMB信號主要會受到干涉型傳輸衰落的影響。干涉型衰落主要是由隨機(jī)多徑干涉現(xiàn)象引起的。
　　1.2.2 傳輸路徑損耗
　　此外在城市地區(qū)進(jìn)行傳播時還會受到由眾多人造結(jié)構(gòu)（建筑物、高塔、障礙物）所產(chǎn)生的傳輸路徑損耗。由電磁傳播理論可知，頻率越高的電磁波，波長愈短，繞過障礙物的能力愈弱，所以頻率愈高，傳輸損耗愈大。
　　上述問題降低了CMMB監(jiān)測系統(tǒng)的接收效果，制約了CMMB監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)揮。因而，有必要加以解決，而智能天線技術(shù)可以有效的解決以上問題。
　　2 監(jiān)測用智能天線的應(yīng)用分析
　　2.1 智能天線工作原理
　　智能天線一般由一組天線陣列組成，組成天線陣列的陣元為全向或者定向天線，通過對天線陣列的各個陣元輸出信號進(jìn)行某種方式的合并，形成特定的天線波束，實(shí)現(xiàn)定向發(fā)送和接收。智能天線通常包括多波束切換智能天線和自適應(yīng)陣列智能天線等形式。
　　多波束切換智能天線類似于傳統(tǒng)的扇區(qū)天線，它在基站利用多個并行波束覆蓋整個區(qū)域，每個波束的指向和波束寬度是固定的，隨著發(fā)射源位置的移動，多波束切換智能天線根據(jù)發(fā)射源位置的不同選擇不同的波束，使得接收到的信號最強(qiáng)。但是，多波束切換智能天線也存在一些局限。
　?。?）對于那些波束到達(dá)方向與期望接收分量方向十分接近的多徑分量系統(tǒng)無法保證期望分量免受其干擾。
　?。?）一般無法充分利用多徑分集合并相干多徑分量。
　　自適應(yīng)智能天線是目前在無線通信領(lǐng)域研究和應(yīng)用較多的智能天線系統(tǒng)。自適應(yīng)智能天線是在傳統(tǒng)的自適應(yīng)天線陣列基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，與自適應(yīng)天線陣列的基本原理相同，都是利用自適應(yīng)波束形成算法，自適應(yīng)地調(diào)整天線陣列加權(quán)向量，使得期望信號的性能達(dá)到最佳。
　　2.2 智能天線在CMMB監(jiān)測中的應(yīng)用
　　智能天線最大的特點(diǎn)就是可以抗多徑干擾，如果用智能天線代替?zhèn)鹘y(tǒng)的天線，可望在以下幾個方面全面提高CMMB監(jiān)測系統(tǒng)接收信號的質(zhì)量。
　　2.2.1 抑制多徑干擾
　　智能天線對來自各個方向的波束進(jìn)行空間濾波。它通過對各天線元的激勵進(jìn)行調(diào)整，優(yōu)化天線陣列方向圖，能對多個目標(biāo)信號進(jìn)行高度完善的快速識別，精確地控制頻譜、時間、幅度和空間這幾個干擾參數(shù)，并將零點(diǎn)對準(zhǔn)干擾方向，對有用信號進(jìn)行大增益跟蹤接收，對無用信號作小增益甚至零增益接收，對多徑信號實(shí)施管理控制，從而提高信道的信噪比，改善系統(tǒng)質(zhì)量，提高系統(tǒng)可靠性。
　　2.2.2 抗傳輸衰落
　　高頻無線信號傳輸?shù)闹饕獑栴}是無線信號的衰落，目前用監(jiān)測天線均采用普通全向天線或定向天線，都會因衰落使信號失真較大。如果采用智能天線控制接收方向，自適應(yīng)地構(gòu)成波束的方向性，可以使得延遲波方向的增益最小，降低信號衰落的影響。智能天線還可用于分集，減少衰落。
　　2.2.3 自動變頻發(fā)現(xiàn)
　　把智能天線用于CMMB信號接收時可以迅速得到CMMB發(fā)射信號的頻率，便于實(shí)施信號監(jiān)測。如果發(fā)射臺改變頻率或產(chǎn)生新的頻率，智能天線可以自動、瞬時地測得改變后的頻率，提高CMMB監(jiān)測系統(tǒng)智能化水平。
　　2.2.4 提高接收平臺的使用效率
　　監(jiān)測系統(tǒng)接收平臺是一個寶貴的資源平臺。智能天線系統(tǒng)是一個高度集成的系統(tǒng)，它可以最大限度地縮小系統(tǒng)體積，取代原有的對數(shù)周期天線等大型天線，實(shí)現(xiàn)多監(jiān)測業(yè)務(wù)系統(tǒng)共用天線，節(jié)約空間，降低天線之間相互干擾，提高信號接收質(zhì)量。
　　3 系統(tǒng)方案
　　通過以上對比分析可知，自適應(yīng)陣列智能天線相比于多波束切換智能天線，在抗多徑干擾，提高天線接收靈敏度方面更能滿足CMMB監(jiān)測系統(tǒng)業(yè)務(wù)要求，因此，在本文中，選擇自適應(yīng)陣列智能天線進(jìn)行分析。
　　智能天線的陣列配置包括均勻直線陣、非均勻直線陣、面陣及圓陣等，在CMMB監(jiān)測系統(tǒng)中，可采用圓陣，因?yàn)閳A陣不僅能形成全向方位圖，也能形成單波束，且方向圖形狀成對稱分布。
　　4 結(jié)語
　　對于CMMB監(jiān)測系統(tǒng)來說，多徑干擾和傳輸信號衰落對接收信號的的影響幾乎不可避免，本文討論了利用智能天線技術(shù)，提高接收信號質(zhì)量?？梢姡悄芴炀€通過自適應(yīng)波束算法來改變天線陣的方向圖，根據(jù)來波動態(tài)形成最高增益方向和0增益方向，從而最大限度抑制多徑干擾，提高所需信號的信噪比，更加有效的增強(qiáng)了CMMB監(jiān)測系統(tǒng)接收信號的質(zhì)量。
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