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智能天線將成4G系統(tǒng)關鍵技術-上海正偉
智能天線技術在TD-SCDMA系統(tǒng)中的成功應用，成為第三代移動通信TDD模式的一大亮點。但是，常規(guī)的智能天線因為沒有利用多徑傳播，在高強度多徑分量比較豐富的環(huán)境下抗衰落能力相當有限。因此，在未來寬帶無線移動通信系統(tǒng)中，進一步發(fā)展智能天線技術，充分利用多徑傳播，提高無線傳輸性能成為4G中的關鍵技術之一。
4G要求能夠對多個網(wǎng)絡互通建模，靈活處理不同環(huán)境中的混合無線接入技術的組合，必須實現(xiàn)對異構環(huán)境中多種接入技術進行智能化管理。在4G系統(tǒng)中智能天線就是強大物理層必須具備的技術能力。
4G系統(tǒng)應用智能天線的優(yōu)勢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)對功率的要求，增強信通的抗干擾特性以及降低比特費率等。而4G系統(tǒng)應用智能天線的缺點是增加了收發(fā)信機以及無線資源管理的復雜性，同時需要高層的支持。
4G系統(tǒng)的接入層允許用戶使用各種終端通過各種形式接入到4G通信系統(tǒng)中，這是移動通信革命性的演進。對于這種演進，如果仍采用常規(guī)的智能天線技術已不足以解決4G系統(tǒng)的大容量與高可靠性需求問題。此時，結合空時處理的多天線技術——MIMO(多入多出)多天線技術，提供了解決問題的新途徑�？梢哉f，MIMO多天線系統(tǒng)是常規(guī)智能天線演進的必然成果。
因為常規(guī)智能天線的核心是利用聯(lián)合空間維度與天線分集，通過最優(yōu)加權合并而最大化信干噪比，使信號出錯的概率隨獨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)目呈對數(shù)增長。
然而，開關波束陣列僅適于信號角度擴展較小的傳播環(huán)境，且自適應陣列雖可以用于信號角度擴展較大的多徑傳播環(huán)境，但在高強度的多徑分量比較豐富的環(huán)境下，自適應天線系統(tǒng)抗衰落的能力相當有限，這是因為常規(guī)智能天線技術沒有利用多徑傳播。
因此，結合天線發(fā)射分集與接收分集技術，充分利用而不是抑制多徑傳播，進一步開發(fā)空域資源，提高無線傳輸性能，成為必然的發(fā)展趨勢，即從常規(guī)智能天線向MIMO多天線系統(tǒng)演進。
MIMO多天線系統(tǒng)是指在發(fā)射端和接收端同時使用多個天線的通信系統(tǒng)，它可有效地利用隨機衰落和可能存在的多徑傳播成倍地提高業(yè)務傳輸速率。其核心技術是空時信號處理，即利用在空間中分布的多個時間域和空間域結合進行信號處理。因此，可以被看作是常規(guī)智能天線的擴展。
4G系統(tǒng)中智能天線是不可或缺的關鍵技術，因此從常規(guī)智能天線演進而來的MIMO多天線系統(tǒng)成為4G發(fā)展中炙手可熱的課題。
而TD智能天線技術的成熟與應用，正是為TD向4G演進的MIMO多天線技術奠定了良好的基礎。
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