如何使用智能天線技術(shù)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(shù)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(shù)所面臨解決的核心問題。尤其是當(dāng)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(yù)言，在我國，頻率資源不再無償使用的日子已為期不遠(yuǎn)了。因此，如何采取新技術(shù)提高有限頻率資源的使用效率已成為人們?nèi)找骊P(guān)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┠陙恚S著微電子技術(shù)的高速發(fā)展，智能天線技術(shù)作為有效解決這一問題的新技術(shù)已成功應(yīng)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(yīng)用于雷達(dá)、聲納及軍事通信領(lǐng)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(zhuǎn)換智能天線 （Switched Beam Antenna） 和自適應(yīng)陣列智能天線（Adaptive Array Antenna）。自適應(yīng)陣列智能天線利用基帶數(shù)字信號處理技術(shù)，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(yīng)的賦形，從而達(dá)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(yīng)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(fù)雜，多徑衰落、時延擴展造成的符號間串?dāng)_ ISI（Inter-Symbol Interference）、 FDMA TDMA系統(tǒng)（如GSM）由于頻率復(fù)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(yīng)陣列天線技術(shù)是近30年中最先進的無線技術(shù)之一，它利用基帶數(shù)字信號處理技術(shù)，產(chǎn)生空間定向波束，使天線主波束即最大增益點對準(zhǔn)用戶信號到達(dá)方向，旁瓣或零陷對準(zhǔn)干擾信號到達(dá)方向，從而給有用信號帶來最大增益，有效的減少多徑效應(yīng)所帶來的影響，同時達(dá)到對干擾信號刪除和抑制的目的（如圖1所示）。使用自適應(yīng)陣列天線技術(shù)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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