智能天線在TD系統(tǒng)中的應(yīng)用 將成4G關(guān)鍵技術(shù)

智能天線技術(shù)在TD-SCDMA系統(tǒng)中的成功應(yīng)用，成為第三代移動(dòng)通信TDD模式的一大亮點(diǎn)。但是，常規(guī)的智能天線因?yàn)闆](méi)有利用多徑傳播，在高強(qiáng)度多徑分量比較豐富的環(huán)境下抗衰落能力相當(dāng)有限。因此，在未來(lái)寬帶無(wú)線移動(dòng)通信系統(tǒng)中，進(jìn)一步發(fā)展智能天線技術(shù)，充分利用多徑傳播，提高無(wú)線傳輸性能成為4G中的關(guān)鍵技術(shù)之一。

4G要求能夠?qū)Χ鄠€(gè)網(wǎng)絡(luò)互通建模，靈活處理不同環(huán)境中的混合無(wú)線接入技術(shù)的組合，必須實(shí)現(xiàn)對(duì)異構(gòu)環(huán)境中多種接入技術(shù)進(jìn)行智能化管理。在4G系統(tǒng)中智能天線就是強(qiáng)大物理層必須具備的技術(shù)能力。

4G系統(tǒng)應(yīng)用智能天線的優(yōu)勢(shì)是可以去除更多的干擾，提供更高的信道和系統(tǒng)容量，增加小區(qū)吞吐量，降低系統(tǒng)對(duì)功率的要求，增強(qiáng)信通的抗干擾特性以及降低比特費(fèi)率等。而4G系統(tǒng)應(yīng)用智能天線的缺點(diǎn)是增加了收發(fā)信機(jī)以及無(wú)線資源管理的復(fù)雜性，同時(shí)需要高層的支持。

4G系統(tǒng)的接入層允許用戶使用各種終端通過(guò)各種形式接入到4G通信系統(tǒng)中，這是移動(dòng)通信革命性的演進(jìn)。對(duì)于這種演進(jìn)，如果仍采用常規(guī)的智能天線技術(shù)已不足以解決4G系統(tǒng)的大容量與高可靠性需求問(wèn)題。此時(shí)，結(jié)合空時(shí)處理的多天線技術(shù)——MIMO(多入多出)多天線技術(shù)，提供了解決問(wèn)題的新途徑。可以說(shuō)，MIMO多天線系統(tǒng)是常規(guī)智能天線演進(jìn)的必然成果。

因?yàn)槌Ｒ?guī)智能天線的核心是利用聯(lián)合空間維度與天線分集，通過(guò)最優(yōu)加權(quán)合并而最大化信干噪比，使信號(hào)出錯(cuò)的概率隨獨(dú)立衰落的天線單元數(shù)目呈指數(shù)減小，而系統(tǒng)容量隨天線單元數(shù)目呈對(duì)數(shù)增長(zhǎng)。

然而，開(kāi)關(guān)波束陣列僅適于信號(hào)角度擴(kuò)展較小的傳播環(huán)境，且自適應(yīng)陣列雖可以用于信號(hào)角度擴(kuò)展較大的多徑傳播環(huán)境，但在高強(qiáng)度的多徑分量比較豐富的環(huán)境下，自適應(yīng)天線系統(tǒng)抗衰落的能力相當(dāng)有限，這是因?yàn)槌Ｒ?guī)智能天線技術(shù)沒(méi)有利用多徑傳播。

因此，結(jié)合天線發(fā)射分集與接收分集技術(shù)，充分利用而不是抑制多徑傳播，進(jìn)一步開(kāi)發(fā)空域資源，提高無(wú)線傳輸性能，成為必然的發(fā)展趨勢(shì)，即從常規(guī)智能天線向MIMO多天線系統(tǒng)演進(jìn)。

MIMO多天線系統(tǒng)是指在發(fā)射端和接收端同時(shí)使用多個(gè)天線的通信系統(tǒng)，它可有效地利用隨機(jī)衰落和可能存在的多徑傳播成倍地提高業(yè)務(wù)傳輸速率。其核心技術(shù)是空時(shí)信號(hào)處理，即利用在空間中分布的多個(gè)時(shí)間域和空間域結(jié)合進(jìn)行信號(hào)處理。因此，可以被看作是常規(guī)智能天線的擴(kuò)展。

4G系統(tǒng)中智能天線是不可或缺的關(guān)鍵技術(shù)，因此從常規(guī)智能天線演進(jìn)而來(lái)的MIMO多天線系統(tǒng)成為4G發(fā)展中炙手可熱的課題。

而TD智能天線技術(shù)的成熟與應(yīng)用，正是為TD向4G演進(jìn)的MIMO多天線技術(shù)奠定了良好的基礎(chǔ)。