探索智能天線技術
文章出處：http://5052h112.com 作者：深圳市彼達通訊設備有限公司 人氣： 發表時間：2011年10月28日
在無線通信領域中，面臨著如何抗同道干擾及多徑衰落等諸多問題。智能天線利用數字信號處理的能力，合成天線陣列的輸入和輸出，以自適應的方式發射和接收信號。也就是說，相應于信號環境的改變，系統能自動改變其輻射方向圖，因而可大大提高系統容量、質量及覆蓋范圍。
智能天線系統涵蓋如智能天線、相控陣、多路空分接入SDMA（Spatial Division Mulitiple Access、空間處理、數字波束成形以及自適應天線等等多個方面。盡管如此，人們在習慣上還是將智能天線系統分為兩類，開關波束和自適應陣列系統。
開關波束具有有限數目的、固定的、預定義的方向圖，其天線系統可形成多個固定的波束，在特定的方向上提高靈敏度。它從幾個預定義的、固定波束中選擇其一，檢測信號強度，當移動臺越過扇區時，從一個波束切換到另一個波束。
自適應天線具有無限數目的、隨時間調整的方向圖，該技術是目前最先進的智能天線方法，它采用多種較新的信號處理算法，可以有效地跟蹤、鎖定各種類型的信號，動態抑制其干擾到最小，而所希望的信號最大。
開關波束和自適應天線這兩種系統都力圖根據用戶的位置來提高增益，但是只有自適應天線系統能提供優化增益。為了處理對方向敏感的信息，需要一個天線陣元陣列（通常４到１２個陣元），其輸入被合成，用于自適應地控制信號的發射。天線陣元可以設計成線性的、環型的或是平板結構，通常安裝在基站內。
在智能天線技術中最復雜的應用是ＳＤＭＡ。它采用先進的處理技術去鎖定和跟蹤固定的或是移動終端，自適應地把發射信號對準用戶，遠離干擾。采用這種自適應技術能獲得較好的干擾抑制，有可能頻率的重復利用模式比標準的固定六角形的重復利用模式更有效。在本質上，這種系統能夠根據多數用戶的位置自適應地進行頻率分配。
智能天線系統的目的是在通過無線電信號的集中發射來提高系統信號質量的同時，通過提高頻率的重復利用來擴大容量。根據覆蓋范圍所需的可用功率的大小，對從多個天線接收到的信號進行優化合成，以集中能量發射，增大基站的覆蓋范圍，同時延長了手機待機時間。通過控制天線方向圖，提高了接收信號的Ｃ／Ｉ值，從而提高頻率復用率，減小簇的半徑，增加了容量。通過將來自陣列的信息合成，可使衰落和其它多徑傳輸中不希望有的結果最小化以降低成本，同時減小信道的有效時延擴展，支持較高的比特率，實現多徑抑制。另外，它還可以利用下行鏈路中多個天線輸入的合成，優化可用的處理增益，降低功放成本，減小功耗，獲得較高的可靠性和功率效率。
智能天線技術還可以大大改善無線系統的性能以及減少用戶投資，能使ＰＣＳ、ＧＳＭ、ＷＬＬ（無線局域網）等的信號質量和系統容量以及覆蓋范圍得到很大的提高。
考慮到目前空分多址接入技術的發展還不是十分成熟，為了解決頻譜日益緊張的問題，應適當考慮利用現有技術作為過渡，一個較好的方法就是采用固定的窄波束技術。對于頻分或時分多址接入方式，只要做好頻率規劃，可以復用距離很近的小區頻率，而不至于引起很強的小區間干擾。
由于ＳＤＭＡ引入空分多址后的容量改善要遠遠大于ＦＤＭＡ及ＴＤＭＡ，還具有容量共享等靈活性。可以想象，隨著ＳＤＭＡ技術的成熟，它與ＣＤＭＡ技術的結合必然會成為潮流和趨勢，且可能成為第三代移動通信中多址技術的核心。
