如何使用智能天線技術改善頻譜的使用效率

　　隨著無線通信業(yè)的高速發(fā)展及無線通信用戶的飛速增長，市場對無線通信技術的不斷改進和更新提出了更高的要求。而如何提高無線頻譜的使用效率則是近些年來各種新技術所面臨解決的核心問題。尤其是當我國全面進入WTO后，移動通信產(chǎn)業(yè)隨著同世界全面接軌，將面臨新的挑戰(zhàn)。目前，頻率資源的投入已成為全球各運營商資金投入成本的重要組成部分?？梢灶A言，在我國，頻率資源不再無償使用的日子已為期不遠了。因此，如何采取新技術提高有限頻率資源的使用效率已成為人們?nèi)找骊P注的課題。全球第一部移動手機的研發(fā)者，被譽為“世界手機之父”的馬丁·庫珀先生曾經(jīng)說過“我們并不缺乏頻率，我們?nèi)狈Φ氖穷l率的使用效率?！苯┠陙?，隨著微電子技術的高速發(fā)展，智能天線技術作為有效解決這一問題的新技術已成功應用于移動通信系統(tǒng)，并通過對無線數(shù)字信號的高速時空處理，極大的改善了無線信號的傳輸，成倍地提高了系統(tǒng)的容量和覆蓋范圍，從而極大的改善了頻譜的使用效率。

　　一、智能天線的原理

　　智能天線最初廣泛應用于雷達、聲納及軍事通信領域，后來被引入移動通信系統(tǒng)中。智能天線通常包括波束轉換智能天線 （Switched Beam Antenna） 和自適應陣列智能天線（Adaptive Array Antenna）。自適應陣列智能天線利用基帶數(shù)字信號處理技術，通過先進的算法處理，對基站的接收和發(fā)射波束進行自適應的賦形，從而達到降低干擾、增加容量、擴大覆蓋和提高無線數(shù)據(jù)傳輸速率的目的。目前，自適應陣列智能天線已經(jīng)成為智能天線發(fā)展的主流。移動通信信道傳輸環(huán)境較惡劣。實際環(huán)境中的干擾和多徑衰落現(xiàn)象異常復雜，多徑衰落、時延擴展造成的符號間串擾 ISI（Inter-Symbol Interference）、 FDMA TDMA系統(tǒng)（如GSM）由于頻率復用引入的同信道干擾（CCI，Co-Channel Interference）、CDMA系統(tǒng)中的MAI（Multiple Access Interference）等都使鏈路性能、系統(tǒng)容量下降。自適應陣列天線技術是近30年中最先進的無線技術之一，它利用基帶數(shù)字信號處理技術，產(chǎn)生空間定向波束，使天線主波束即最大增益點對準用戶信號到達方向，旁瓣或零陷對準干擾信號到達方向，從而給有用信號帶來最大增益，有效的減少多徑效應所帶來的影響，同時達到對干擾信號刪除和抑制的目的（如圖1所示）。使用自適應陣列天線技術能帶來很多好處，如擴大系統(tǒng)覆蓋區(qū)域、提高系統(tǒng)容量、提高數(shù)據(jù)傳輸速率、提高頻譜利用效率、降低基站發(fā)射功率、節(jié)省系統(tǒng)成本、減少信號間干擾與電磁環(huán)境污染等。

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