无线通信技术在不断发展。有限的无线资源面临着通信数据大爆炸的困境，而解决这个问题的一条主要途径就是开发智能天线。 

    智能天线是近年来移动通信领域中的一个研究热点，是解决频率资源匮乏的有效途径，同时还可以提高系统容量和通信质量。智能天线利用数字信号处理技术，产生空间定向波束，使天线主波束对准用户信号到达方向，旁瓣或零陷对准干扰信号到达方向，以达到充分高效利用移动用户信号并消除或抑制干扰信号的目的。智能天线是一个具有良好应用前景且尚未得到充分开发的新技术，是第三代移动通信系统中不可缺的关键技术之一。 

     何谓智能天线？一个简单定义是，该系统能够利用多个天线阵元的组合进行信号处理，自动调整发射和(或)接收方向图，以针对不同的信号环境达到最优性能。 

    我们做个直观的类比。如果你闭上眼睛，和走来走去的同事进行交谈，会发现即便不用看，也能确定同事的位置。这是因为声音到达耳朵的时间和方向不同，你的耳朵就是两个声音传感器，而你的大脑是特殊的信号处理器，可以进行大量的计算，甄别信息，从而得出说话者的位置。如果我们有4只或8只耳朵，自然能更精确地得到信号信息。自适应天线系统的原理也是如此，不过使用天线而不是耳朵。天线不仅能“听”，还可以“说”，自适应天线系统通过判断信号的到来方向，可以向该方向作出应答。如果有另外的同事加入你们的对话，你的体内的信号处理器还能屏蔽掉不希望接收的噪声(干扰)，而集中注意力，在同一时刻只与一方交谈。复杂的自适应天线系统也应具备类似的能力，能够区分期望信号和非期望信号。 

     移动通信信道传输环境较恶劣，实际环境中的干扰和多径衰落异常复杂，多径衰落、时延扩展造成的符号间串扰、FDMA和TDMA系统中（如GSM）由于频率复用引入的同信道干扰、CDMA系统中的多址干扰等都使链路性能和系统容量下降。 

    智能天线通常包括波束转换智能天线和自适应阵列智能天线。自适应阵列智能天线利用基带数字信号处理技术，通过先进的算法处理，对基站的接收和发射波束进行自适应的赋形，从而达到降低干扰、增加容量、扩大覆盖和提高无线数据传输速率的目的。目前，自适应阵列智能天线已经成为智能天线发展的主流。 

    智能天线潜在的性能效益表现在多方面，例如，抗多径衰落、减小时延扩展、支持高数据速率、抑制干扰、减少远近效应、减小中断概率、改善BER ? Bit Error Rate性能、增加系统容量、提高频谱效率、支持灵活有效的越区切换、扩大小区覆盖范围、灵活的小区管理、延长移动台电池寿命、以及维护和运营成本较低，等等。 

    采用智能天线技术可提高第三代移动通信系统的容量及服务质量，W-CDMA系统就采用自适应天线阵列技术，增加系统容量。我国SCDMA系统是应用智能天线技术的典型范例。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。该系统具有精确定位功能，可实现接力切换，减少信道资源浪费。 

    欧洲在DECT基站中进行智能天线实验时，采用和评估了多种自适应算法，并验证了智能天线的功能。日本在PHS系统中的测试表明，采用智能天线可减少基站数量。由于PHS等系统的通信距离有限，需要建立很多基站，若采用智能天线技术，则可降低成本。 

    无线本地环路系统的基站对收到的上行信号进行处理，获得该信号的空间特征矢量，进行上行波束赋形，达到最佳接收效果。天线波束赋形等效于提高天线增益，改善了接收灵敏度和基站发射功率，扩大了通信距离，并在一定程度上减少了多径传播的影响。 

    FDMA系统采用智能天线技术，与通常的三扇区基站相比，C/I值平均提高约8dB，大大改善了基站覆盖效果；频率复用系数由7改善为4，增加了系统容量。在网络优化时，采用智能天线技术可降低无线掉话率和切换失败率。?" 

    TDMA系统采用智能天线技术?可提高C/I指标。据研究，用4个30°天线代替传统的120天线，C/I可提高6dB，提高了服务质量。在满足GSM系统C/I比最小的前提下，提高频率复用系数，增加了系统容量。 

    CDMA系统采用智能天线技术，可进行话务均衡，将高话务扇区的部分话务量转移到容量资源未充分利用的扇区；通过智能天线灵活的辐射模式和定向性，可进行软／硬切换控制；智能天线的空间域滤波可改善远近效应，简化功率控制，降低系统成本，也可减少多址干扰，提高系统性能。 

    容量和频谱利用率的问题是发展移动通信根本性的问题。智能天线通过空分多址，将基站天线的收发限定在一定的方向角范围内，其实质是分配移动通信系统工作的空间区域，使空间资源之间的交叠最小，干扰最小，合理利用无线资源。 

    对于给定的频谱带宽，系统容量愈大，频谱利用率愈高。因此，增加系统容量与提高频谱效率一致。为了满足移动通信业务的巨大需求，应尽量扩大现有基站容量和覆盖范围。要尽量减少新建网络所需的基站数量，必须通过各种方式提高频谱利用效率。方法之一是采用智能天线技术，用自适应天线代替普通天线。由于天线波束变窄，提高了天线增益及C/I指标，减少了移动通信系统的同频干扰，降低了频率复用系数，提高了频谱利用效率。使用智能天线后，无须增加新的基站就可改善系统覆盖质量，扩大系统容量，增强现有移动通信网络基础设施的性能。 

    未来的智能天线应能允许任一无线信道与任一波束配对，这样就可按需分配信道，保证呼叫阻塞严重的地区获得较多信道资源，等效于增加了此类地区的无线网容量。采用智能天线是解决稠密市区容量难题既经济又高效的方案，可在不影响通话质量的情况下，将基站配置成全向连接，大幅度提高基站容量。

（转自：云南省无线电管理委员会办公室）