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高速建設發展期，智能天線技術將會迎來廣闊的發展空間。

　　智能天線技術的起源和發展

　　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展是在20世紀90年代初，隨著移動通信的發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射多個移動用戶信號而不發生相互干擾，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切換、擴大小區覆蓋范圍、靈活的小區管理、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域，使空間資源之間的交疊最小、干擾最小。