智能天線技術改善頻譜使用效率

三、自適應智能天線技術提高頻譜使用率

自 適應智能天線技術是一種物理層技術，它并不影響系統的高層協議，因此，它適用于各種無線接口。按照對傳統的智能天線的理解，自適應智能天線技術由于其技術 特點的限制僅適用于TDD系統，而現在隨著這一新技術的不斷完善，它在FDD系統中的應用同樣能達到理想的效果。實驗及現場測試表明，自適應智能天線技術 能應用于PHS，WLL，GSM/GPR/EDGE，WCDMA，CDMA2000等系統，使系統的容量及覆蓋范圍都成倍地提高。

在現 有的PHS商用系統中，有近十萬臺基站裝備了自適應智能天線系統，而其中近五萬臺裝備在中國。由于使用了自適應智能天線技術，基站通過上行信息分析每個用 戶及干擾源的位置，為每個用戶波束賦形，以增強用戶的信號增益，同時最大限度地降低對其他用戶的干擾，這樣，網絡的頻率復用模式可以從傳統的（7，3）復 用，改為（4，3）復用，甚至（1，3）復用，頻率的復用距離可以減小一倍或數倍，且網絡的服務質量不變。在此基礎上，SDMA技術的應用，可以使系統增 加多達一倍的空分信道。系統的總容量達到數倍地增加。

對于GSM/GPRS/EDGE系統而言，跳頻技術的應用是傳統的提高系統容量的方 式，但跳頻技術只能起到平均網絡干擾的作用，并不能主動地降低網絡的干擾電平，雖然它也在一定程度上緩解了熱點地區(qū)的容量與頻譜間的矛盾，但它只是對網絡 容量的一種優(yōu)化調整，并沒有在根本上改善頻譜的使用效率。而采取自適應智能天線技術，結合傳統的調頻技術，可以使傳統的跳頻負載的限制由原來的50%提高 到100%，且頻率的復用模式可以由原來的（1，3）改為更緊密地（1，1）復用。網絡的仿真及現場測試表明，采用自適應智能天線技術后，跳頻負載提高到 100%后，網絡的服務質量不低于調整前。也就是說，頻譜的使用效率較傳統的提高四倍（在采取四天線陣的情況下）。

CDMA系統是一種自 干擾系統，無論IS-95CDMA，WCDMA還是CDMA2000，系統的射頻污染是影響系統容量的重要因素。由于自適應智能天線系統采用有選擇性的空 間傳輸，因此基站發(fā)射的功率可以遠遠低于普通的基站，從而可減少網絡內的射頻污染，同時減小功率放大器的規(guī)格。首先，功率可分配到每個單元，然后，由于能 量根據方向而提供，所以輸送到每個單元的功率就隨之減少。如果陣列部署有10個單元，則每個單元的放大器只需發(fā)射來自相關天線系統的1%的功率。而且能量 只集中在有效用戶的位置，對其他用戶位置的能量輻射最小，從而最大限度地減少網絡空間的射頻污染，降低干擾電平，提高系統容量。

表1及表2是加入自適應智能天線技術后各種無線接口標準下基站的容量及頻譜使用效率。

表1 系統容量增加（8天線陣）

四、軟件無線電技術的雛形

從 自適應智能天線技術的實現原理可以看出，自適應智能天線的核心在于基帶的數字處理部分，它由數個軟件功能模塊組成。自適應智能天線系統針對不同的通信標準 以及不同的應用環(huán)境有不同的解決方案，基站系統只需通過軟件置換即可實現基站設備的重新配置，而基站系統的射頻結構及其它硬件結構則不需作任何調整。這正 是當今軟件無線電的概念。雖然現在的自適應智能天線系統硬件平臺的通用性還有一定的限制，但這種限制并不是來源于自適應智能天線技術本身。因此，從自適應 智能天線的技術特點上來看，它已具備了軟件無線電技術的基本構成要件，是軟件無線電技術的雛形。

結束語：

自 適應智能天線技術以其技術的先進性正越來越多地被人們所重視，隨著無線通信業(yè)務的發(fā)展，自適應智能天線技術將可以幫助運營商經濟高效地完成系統的部署，從 而提供優(yōu)質的服務。用戶則將是這種技術的最終受益者，能夠以較低的費用獲得清晰的通話質量，而這就將成為通信發(fā)展的原動力，推動通信技術的不斷發(fā)展。