智能天线力助无线通信新发展
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更新于2007-03-24 20:56:11


  在无线通信领域中,面临着如何抗同道干扰及多径衰落等诸多问题,智能天线的出现在很大程度上解决了这些问题。智能天线利用数字信号处理的能力,合成天线阵列的输入和输出,以自适应的方式发射和接收信号。使用智能天线,系统根据信号环境的变化自动改变其辐射方向图,因而可大大提高系统容量、质量及覆盖范围。

  质量、容量一个都不能少

  智能天线系统涵盖智能天线、相控阵、SDMA、空间处理、数字波束成形以及自适应天线等多个领域。尽管如此,人们在习惯上还是将智能天线系统分为两类,开关波束和自适应阵列系统。它们在方向图的数目、固定与否、是否预定义上有所区分,但都力图根据用户的位置来提高增益,其中自适应天线系统还能提供优化增益。

  智能天线系统的目的,是在通过无线电信号的集中发射来提高系统信号质量的同时,通过提高频率的重复利用来扩大容量。根据覆盖范围所需的可用功率的大小,对从多个天线接收到的信号进行优化合成,以集中能量发射,扩大基站的覆盖范围,同时延长了手机待机时间。通过控制天线方向图,提高了接收信号的C/I值,从而提高频率复用率,减小簇的半径,增加了容量。通过将来自阵列的信息合成,可使衰落和其他多径传输中不希望有的结果最小化,以降低成本,同时减小信道的有效时延扩展,支持较高的比特率,实现多径抑制。另外,它还可以利用下行链路中多个天线输入的合成,优化可用的处理增益,降低功放成本,减小功耗,获得较高的可靠性和功率效率。智能天线技术大大地改善了无线系统的性能并且减少用户投资,能使GSM、无线局域网等的信号质量和系统容量得到很大提高,并扩大了覆盖范围。

  未来应用很重要现在世界各国都非常重视智能天线在未来移动通信中的应用,并且已经开展了大量的理论分析和研究。

  3G系统采用智能天线技术可提高其容量及系统服务质量,WCDMA系统就采用自适应天线阵列技术,增加系统容量。由我国大唐电信提出并拥有较多的基本专利的TD-SCDMA系统是应用智能天线技术的典型范例。TD-SCDMA系统采用TDD方式,使上下射频信道完全对称,可同时解决诸如天线上下行波束赋形、抗多径干扰和抗多址干扰等问题。TD-SCDMA系统采用了智能天线、联合检测等一系列关键技术。智能天线用于波束的赋形,从而在基站和用户之间建立起一条能量相对集中的无线链路,大大降低系统干扰,提高系统容量。智能天线和联合检测虽然都能抑制系统干扰,但各有侧重,智能天线在抑制区间干扰方面的能力要远远高于联合检测。

  天线技术是当前移动通信发展的瓶颈之一。一方面,要求天线具备小体积、宽频带、多频段、高方向性等特点;另一方面,在目前电磁环境日益恶化的情况下,将空间信号和时间信号处理结合,采用智能天线和软件无线电技术是解决需求及矛盾的根本出路。这一切都要求智能天线的发展必将在更高层次上、更广泛的内涵上将无线通信带入新的时代。



 
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