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智能天线技术的工作原理、特征和技术优势分析

资料介绍
智能天线技术的工作原理、特征和技术优势分析
智能天线(SmartAntenna或IntelligentAntenna)最初应用于雷达、声纳及军用通信领
域。近年来,现代数字信号处理技术发展迅速,DSP芯片处理能力的不断提高和芯片价格
的不断下降,使得利用数字技术在基带形成天线波束成为可行,促使智能天线技术开始
在无线通信中广泛应用。由于智能天线能显著提高系统的性能和容量,并增加了天线系
统的灵活性,未来几乎所有先进的移动通信系统都将采用该技术。

  智能天线提高系统性能的原理

  智能天线分为两大类:多波束天线与自适应天线阵列。多波束天线利用多个并行波
束覆盖整个用户区,每个波束的指向是固定的,波束宽度也随天线元数目而确定。当用
户在小区中移动时,基站在不同的相应波束中进行选择,使接收信号最强。因为用户信
号并不一定在波束中心,当用户位于波束边缘及干扰信号位于波束中央时,接收效果最
差,所以多波束天线不能实现信号最佳接收,一般只用作接收天线。但是与自适应天线
阵列相比,多波束天线具有结构简单、无须判定用户信号到达方向的优点。自适应天线
阵列一般采用4~16天线阵元结构,阵元间距为半个波长。天线阵元分布方式有直线型、
圆环型和平面型。自适应天线阵列是智能天线的主要类型,可以完成用户信号接收和发
送。自适应天线阵列系统采用数字信号处理技术识别用户信号到达方向,并在此方向形
成天线主波束。

  现在,简要地介绍一下智能天线如何克服无线通信中的时延扩展和多径衰落来提高
系统的性能和容量。设天线阵列的不同天线元对信号施以不同的权值,然后相加,产生
一个输出信号。如果定义“天线增益”为在一定输出信噪比的情况下所需要输入信号功率
的降低,“分集增益”为在有衰落的情况下给定误码率所需要输入信噪比的降低,那么一
般来说,M元的天线阵列可以提供M倍的天线增益加上一个分集增益,具体提高的值决定
于天线阵元间的相关性。

  首先我……
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