专利名称：一种在4g移动终端采用mimo实现波束赋形的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线移动通信技术领域，特别是涉及一种在4G移动终端采用MIMO实现波束赋形的装置。
背景技术：
随着各种无线通信业务和宽带数据业务的不断发展，无线资源，尤其是频谱资源变得越来越紧张，如何更高效地利用这些有限的通信资源成为无线通信新技术发展的焦点所在。智能天线在这种环境下应运而生，智能天线的基本思想是利用信号传输的空间特性自适应地控制波束成形，调整其方向图，跟踪强信号，减少或抵消干扰信号，提高性干比，从而达到降低信号发送功率、提高系统容量的目的。MIMO(Multiple-Input Multiple-Out-put)技术作为智能天线技术的扩展，在无线通信系统的发送端和接受端都安置了多根天线，MIMO技术的核心思想是空时信号处理， 即在原来时间维的基础上，通过使用多根天线来增加空间维，从而实现多维信号处理，获得空间复用增益或者空间分集增益。MIMO仍具有传统智能天线的优点，因为MIMO系统的数据经过的是矩阵信道而非矢量信道，这为改善性能或者提高速率提供了更大的可能。MIMO系统不仅可以提供更多的空间分集增益，而且如果事先知道信道信息，MIMO系统还可以通过信号组合来提供阵列增益。实际上，MIMO系统将多径无线信道与发射、接收视为一个整体进行优化，从而实现高的通信容量和频谱利用率。但是，上述现有技术还存在以下缺点和不足传统的智能天线终端只在发射端或接收端配备多个天线元，通常是在基站，无线链路的信道容量提升有限；信号传输过程由于多径效应引起的频域选择性衰落，频谱利用率有限；系统辐射大，电路复杂，制作成本高。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是针对上述现有技术中存在的问题，提供一种在4G移动终端采用MMO实现波束赋形的装置。为此，本发明提供了一种在4G移动终端采用MIMO实现波束赋形的装置，所述在4G 移动终端采用MIMO实现波束赋形的装置由馈电系统、功分器、移相器、T/R组件和天线连接组成，馈电系统与功分器相连接，移相器与功分器相连接，功分器与T/R组件相连接，T/R组件与天线相连接。优选的，在所述的一种在4G移动终端采用MIMO实现波束赋形的装置中，馈电系统与功分器I相连接，功分器I与功分器II相连接，功分器II与T/R组件I相连接，T/R组件I与天线I相连接；功分器II与T/R组件III相连接，T/R组件III与天线III相连接； 功分器I与移相器相连接，移相器与功分器III相连接，功分器III与T/R组件II相连接， T/R组件II与天线II相连接；功分器III与T/R组件IV相连接，T/R组件IV与天线IV相连接。优选的，所述天线为MIMO天线。
优选的，所述天线是偶极子类型天线或环形天线或微带贴片天线。优选的，所述移相器采用直接数字式频率合成器和片内电感电容相结合。由以上本发明提供的技术方案可见，本发明具有以下技术效果使用MIMO技术能够充分利用空间资源，在不增加系统带宽和天线总发射功率的情况下，可有效对抗无线信道衰落的影响，大大提高系统的频谱资源利用率和信道容量，采用了创新的设计在提高系统性能的同时，降低了电路的复杂度，减少了系统的成本，具有重大的生产实践意义。
图1为本发明提供的一种在4G移动终端采用MIMO实现波束赋形的装置的电路原理图。
具体实施例方式为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。为避免多径效应引起的频域选择性衰落，提高频谱利用率和信道容量，降低系统辐射、复杂度和成本，本发明实例提供了一种在4G移动终端采用MIMO实现波束赋形的装置，详见下文描述传统的移动终端由于采用的是单天线，信道容量和频谱利用率较低，无法满足高速增长的移动用户和基于高速数据传输效率的移动多媒体业务，此外，由于移动通信的自身特征，数据在传输过程中将受到空间各种地势、建筑以及人的活动的影响，导致信号衰落，信号质量下降；再者，各信号之间的干扰以及信号的多径效应也将引起信号衰落，降低信号质量。采用MIMO技术的多天线通信系统，可以有效的利用多径效应结合空间分集与空间复用，在不增加额外的频段和功率的情况下，成倍的提高通信系统的信道容量、频谱利用率、质量以及传输速率，故本发明实例优选采用MIMO天线的4G移动终端。所述一种在4G移动终端采用MIMO实现波束赋形的装置由馈电系统、功分器、移相器、T/R组件和天线连接组成，馈电系统与功分器相连接，移相器与功分器相连接，功分器与 T/R组件相连接，T/R组件与天线相连接。优选的，在所述的一种在4G移动终端采用MIMO实现波束赋形的装置中，馈电系统与功分器I相连接，功分器I与功分器II相连接，功分器II与T/R组件I相连接，T/R组件I与天线I相连接；功分器II与T/R组件III相连接，T/R组件III与天线III相连接； 功分器I与移相器相连接，移相器与功分器III相连接，功分器III与T/R组件II相连接， T/R组件II与天线II相连接；功分器III与T/R组件IV相连接，T/R组件IV与天线IV相连接。所述天线为MIMO天线。采用4根MMO天线产生一个具有指向性的尖锐窄波束， 将能量集中在欲传输的方向，提高信号品质，并减少与其他用户间的干扰，同时可以实现在 2. 4G、2. 6G和3. 6G三个频段通信。采用MIMO技术使信道具有丰富的散射环境，使各个信道之间尽量独立，从而更好的利用多用户分集增益，提高传输的可靠性。所述天线是偶极子类型天线或环形天线或微带贴片天线。具体实现时，本发明实例对此不作限制。 为了提高数控便捷性，所述移相器可以采用直接数字式频率合成器和片内电感电容相结合的方法，具体实现时，还可以采用其他的方案来调相，本发明实例对此不作限制。4根天线既可以作为发射天线也可以作为接收天线；所述移相器调整天线相位， 产生具有指向性的尖锐波束，提高信号品质，并减少与其他用户间的干扰；所述功分器I与所述馈电系统相连，为每个天线提供相同功率；所述馈电系统转换外接电源为本系统装置提供所需电压。进一步地，不用对T/R组件、功分器和馈电系统再进行加工改造，可以拿来商业上已经生产好的器件直接使用，节省了再加工时所需的成本，使适用的范围扩大，具体实现时，本发明实例对此不作限制。综上所述，本发明实例提供了一种在4G移动终端采用MIMO实现波束赋形的装置， 通过采用MIMO天线代替传统的单天线实现波束赋形，可以充分利用空间资源，在不增加系统带宽和天线总发射功率的情况下，降低了无线信道衰落的影响，降低了系统辐射，提高了系统的频谱资源利用率和信道容量；通过安装4根MIMO天线实现可在2. 4G、2. 6G和3. 6G 三个频段下通信，采用尖锐波束天线，提高了通信的稳健性；采用DDS与片内电感电容相结合的移相方法，提高了处理器数控的便捷性；合理安排T/R组件、移相器、功分器和馈电系统的电路分布，降低了电路的复杂度，减少了系统的成本。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种在4G移动终端采用MIMO实现波束赋形的装置，其特征在于所述在4G移动终端采用MIMO实现波束赋形的装置由馈电系统、功分器、移相器、T/R组件和天线连接组成， 馈电系统与功分器相连接，移相器与功分器相连接，功分器与T/R组件相连接，T/R组件与天线相连接。
2.根据权利要求1所述的一种在4G移动终端采用MIMO实现波束赋形的装置，其特征在于在所述的一种在4G移动终端采用MIMO实现波束赋形的装置中，馈电系统与功分器I 相连接，功分器I与功分器II相连接，功分器II与T/R组件I相连接，T/R组件I与天线 I相连接；功分器II与T/R组件III相连接，T/R组件III与天线III相连接；功分器I与移相器相连接，移相器与功分器III相连接，功分器III与T/R组件II相连接，T/R组件II 与天线II相连接；功分器III与T/R组件IV相连接，T/R组件IV与天线IV相连接。
3 根据权利要求1所述的一种在4G移动终端采用MIMO实现波束赋形的装置，其特征在于所述天线为MIMO天线。
4.根据权利要求1所述的一种在4G移动终端采用MIMO实现波束赋形的装置，其特征在于所述天线是偶极子类型天线或环形天线或微带贴片天线。
5.根据权利要求1所述的一种在4G移动终端采用MIMO实现波束赋形的装置，其特征在于所述移相器采用直接数字式频率合成器和片内电感电容相结合。
全文摘要
本发明公开了一种在4G移动终端采用MIMO实现波束赋形的装置，其涉及无线移动通信技术领域，特别是涉及一种在4G移动终端采用MIMO实现波束赋形的装置。所述在4G移动终端采用MIMO实现波束赋形的装置由馈电系统、功分器、移相器、T/R组件和天线连接组成，馈电系统与功分器相连接，移相器与功分器相连接，功分器与T/R组件相连接，T/R组件与天线相连接。本发明使用MIM0技术能够充分利用空间资源，在不增加系统带宽和天线总发射功率的情况下，可有效对抗无线信道衰落的影响，大大提高系统的频谱资源利用率和信道容量，采用了创新的设计在提高系统性能的同时，降低了电路的复杂度，减少了系统的成本。
文档编号H04B7/06GK102412884SQ20111036687
公开日2012年4月11日 申请日期2011年11月18日 优先权日2011年11月18日
发明者吴龙, 张世林, 毛陆虹, 胡焙剑, 谢生 申请人:天津大学