智能天线在移动通信中的应用

　　摘要　智能天线是移动通信领域的研究热点。作为具有测向和波束形成能力的天线阵列技术，智能天线是提升频谱资源效率、系统容量和通信质量的有效途径之一，被广泛应用于各类移动通信系统中。文章介绍智能天线的基本概念、工作原理、分类及其在第二代和第三代移动通信系统中的应用。

　　0、引言

　　随着移动通信产业的高速发展，用户数量迅速增加，频谱资源越发紧张，如何提高现有频谱的使用效率，扩展网络容量已成为移动通信发展的关键问题。尤其是中国入世后加快了通信行业对外开放步伐，同世界全面接轨，使我国的通信行业面临新的机遇和挑战。从国际上3G牌照拍卖情况看，频率资源的投入已成为全球各运营商资金投入成本的重要组成部分。运营商迫切希望提高系统的频谱利用率，从而提供更大的容量，智能天线作为解决这个矛盾的核心技术之一，受到业界的广泛关注。

　　1、智能天线的基本概念

　　智能天线是一种具有测向和波束形成能力的天线阵列，最初广泛应用于雷达、声纳和军事通信领域。近年来，由于数字信号处理技术的迅速发展、IC处理速度的提高和价格的普及，使其在商用无线通信系统中的应用可能性大幅提高。智能天线主要由天线阵、波束形成单元和自适应控制单元三部分组成。其中天线阵列是收发射频信号的辐射单元，常用的阵列形式有直线阵列与圆形阵列。波束形成单元则将来自每个单元天线的空间感应信号加权相加，其中的权系数为复数。自适应控制单元是智能天线的核心，该单元的功能是根据一定算法和优化准则，主动适应周围电磁环境的变化。它利用数字信号处理技术，通过满足某一准则的算法来调节各个阵元的加权幅度和相位，动态地产生空间定向波束，使天线的主波束跟踪用户信号的到达方向，旁瓣或零辐射方向对准干扰信号的到达方向，进而达到抑制干扰信号，提高所需信号信噪比的目的。