智能天線在未來移動通信中的應用

　　近年來，隨著微電子技術的高速發(fā)展，智能天線技術已成功應用于移動通信系統，并通過對無線數字信號的高速時空處理，極大地改善了頻譜的使用效率。今后幾年我國將進入3G高速建設發(fā)展期，智能天線技術將會迎來廣闊的發(fā)展空間。

　　智能天線技術的起源和發(fā)展

　　一般說來，智能天線包括多波束智能天線和自適應陣列智能天線，自適應陣列智能天線已經成為智能天線發(fā)展的主流。

最初的自適應陣列智能天線技術主要用于雷達、聲納、軍事抗干擾通信，用來完成空間濾波和定位等功能，提高系統的性能和電子對抗的能力，但由于價格等因素一直未能普及到其它通信領域。而智能天線真正的發(fā)展是在20世紀90年代初，隨著移動通信的發(fā)展及對移動通信電波傳播、組網技術、天線理論等方面的研究逐漸深入，微計算器和數字信號處理技術的飛速發(fā)展，DSP數字信號處理芯片的處理能力日益提高，利用數字技術在基帶形成天線波束成為可能，提高了天線系統的可靠性與靈活程度；同時數字芯片的價格已經為現代通信系統所接受。因此，智能天線技術開始用于具有復雜電波傳播環(huán)境的移動通信。

智能天線可將無線電的信號導向具體的方向，產生空間定向波束，使天線主波束對準用戶信號到達方向DOA（direction of arrinal），旁瓣或零陷對準干擾信號到達方向，達到充分高效利用移動用戶信號并刪除或抑制干擾信號的目的。同時，利用各個移動用戶間信號空間特征的差異，通過陣列天線技術在同一信道上接收和發(fā)射多個移動用戶信號而不發(fā)生相互干擾，使無線電頻譜的利用和信號的傳輸更為有效。在不增加系統復雜度的情況下，使用智能天線可滿足服務質量和網絡擴容的需要。

　　智能天線的主要作用

　　智能天線潛在的性能效益表現在多方面，例如，抗多徑衰落、減小時延擴展、支持高數據速率、抑制干擾、減少遠近效應、減小中斷概率、改善比特差錯率性能、增加系統容量、提高頻譜效率、支持靈活有效的越區(qū)切換、擴大小區(qū)覆蓋范圍、靈活的小區(qū)管理、延長移動臺電池壽命以及維護和運營成本較低等等。簡單歸納起來智能天線的主要作用在以下兩方面。

——改善系統性能，提高通信質量。采用智能天線技術可提高第三代移動通信系統的容量及服務質量，WCDMA系統就采用自適應天線陣列技術，增加系統容量。我國TD－SCDMA系統是應用智能天線技術的典型范例。TD－SCDMA系統采用TDD方式，使上下射頻信道完全對稱，可同時解決諸如天線上下行波束賦形、抗多徑干擾和抗多址干擾等問題。該系統具有準確的定位功能，可實現接力切換，減少信道資源浪費。

——提高頻譜利用效率，增加網絡質量。智能天線通過空分多址，將基站天線的收發(fā)限定在一定的方向角范圍內，其實質是分配移動通信系統工作的空間區(qū)域，使空間資源之間的交疊最小、干擾最小。