無(wú)線3G的主流三大制式，想必大家都有所了解。那么，其中的TD無(wú)線技術(shù)中，有一種很特別的，區(qū)別于其它兩種技術(shù)的，獨(dú)特的，先進(jìn)的技術(shù)——智能無(wú)線技術(shù)，即智能天線技術(shù)。

智能天線原名自適應(yīng)天線陣列（AAA，Adaptive Antenna Array），最初應(yīng)用于雷達(dá)、聲納、軍事方面，主要用來(lái)完成空間濾波和定位，大家熟悉的相掛陣?yán)走_(dá)就是一種較簡(jiǎn)單的自適應(yīng)無(wú)線陣。移動(dòng)通信研究者給應(yīng)用于移動(dòng)通信的自適應(yīng)無(wú)線陣起了一個(gè)較吸引入的名字：智能無(wú)線技術(shù)，英文名為smart antenna或Intelligent antenna。   

1.智能無(wú)線的基本結(jié)構(gòu)   

顧名思義自適應(yīng)天線陣由多個(gè)天線單元組成，每一個(gè)天線后接一個(gè)加權(quán)器（即乘以某一個(gè)系數(shù)，這個(gè)系數(shù)通常是復(fù)數(shù)，既調(diào)節(jié)幅度又調(diào)節(jié)相位，而在相控陣?yán)走_(dá)中只有相位可調(diào)），***用相加器進(jìn)行合并。這種結(jié)構(gòu)的智能天線只能完成空域處理，同時(shí)具有空域、時(shí)域處理能刀的智能天線在結(jié)構(gòu)上相對(duì)復(fù)雜些，每個(gè)天線后接的是一個(gè)延時(shí)抽頭加權(quán)網(wǎng)（結(jié)構(gòu)上與時(shí)城FIR均衡器相同）。自適應(yīng)或智能的主要含義是指這些加權(quán)系數(shù)可以恰當(dāng)改變自適應(yīng)調(diào)整。上面介紹的其實(shí)是智能天線用作接收天線時(shí)的結(jié)構(gòu)，當(dāng)用它進(jìn)行發(fā)射時(shí)結(jié)構(gòu)稍有變化，加權(quán)器或加權(quán)網(wǎng)絡(luò)置于天線之前，也沒(méi)有相加合并器。   

2.智能無(wú)線技術(shù)的工作原理   

假設(shè)滿足天線傳輸窄帶條件，即某～人射信號(hào)在各天線單元的響應(yīng)輸出只有相位差異而沒(méi)有幅度變化，這些相位差異由人射信號(hào)到達(dá)各天線所走路線的長(zhǎng)度差決定。若人射信號(hào)為平面波（只有一個(gè)人射方向），則這些相位差由載波波長(zhǎng)、人射角度、天線位置分布唯一確定。給足～粗加權(quán)值，一定的人射信號(hào)強(qiáng)度，不同人射角度的信號(hào)由于在天線問(wèn)的相位差不同，合并器后的輸出信號(hào)強(qiáng)度也會(huì)不同。   

以人射角為橫坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的智能無(wú)線技術(shù)輸出增益（dB）為縱坐標(biāo)所作的圖被稱為方向圖（天線術(shù)語(yǔ)），智能天線的方向圖不同于全向（omni－）天線（理想時(shí)為一直線），而更接近方向（directional）無(wú)線的方向圖，即有主瓣（main lobe、副辯（side lobe）等，但相比而言智能天線通常有較窄的主瓣，較靈活的主，副瓣大小、位置關(guān)系，和較大的天線增益（無(wú)線術(shù)語(yǔ)，天線的一項(xiàng)重要指標(biāo)，是***大向的增益與各方向平均增益之比），另外和固定天線的***區(qū)別是：不同的權(quán)值通常對(duì)應(yīng)不同的方向圖，我們可以通過(guò)改變權(quán)值來(lái)選擇合適的方向圖。即天線模式（antenna Pattern）。   

下面來(lái)解釋一萬(wàn)何謂合適的方向圖，為了***限度地放大有用信號(hào)。抑制干擾信號(hào)，最直觀的是我們可以將主辯對(duì)準(zhǔn)有用信號(hào)的人射方向，而將方向圖中的***增益點(diǎn)（被稱之為零陷）對(duì)準(zhǔn)干擾信號(hào)方向。當(dāng)然這只是理想情況，實(shí)際的無(wú)線通信環(huán)境是很復(fù)雜的，干擾信號(hào)很多，存在多徑傳輸、而天線陣元數(shù)不會(huì)很多精限的自由度）、有用信號(hào)與干擾信號(hào)在人射方向上差異可能不大等都使前面的方案并不可行，但追求***信干噪比SINR依然是最終目標(biāo)。智能無(wú)線技術(shù)的實(shí)際工作原理要比上面介紹的復(fù)雜，特別是當(dāng)進(jìn)行空、時(shí)聯(lián)合處理時(shí)，這時(shí)***是從信號(hào)處理、特別是自適應(yīng)濾波角度解釋，由于這需要較強(qiáng)的理論性、專業(yè)性背景知識(shí)，這里不作介紹。   

3.智能無(wú)線技術(shù)的用途   

移動(dòng)通信信道傳輸環(huán)境較惡劣，多徑衰落、時(shí)延擴(kuò)展造成的符號(hào)間串?dāng)_ISI（Inter－Symbol Interference）、FDMATDMA系統(tǒng)（如GSM）由于頻率復(fù)用引入的同信道干擾（CCI，Co－ChannelInterference）、CDMA系統(tǒng)中的MAI（Multiple Access Interference）等都使鍵路性能、系統(tǒng)容量下降，我們熟知的均衡、碼匹配濾波、RAKE接收，信道編譯碼技術(shù)等都是為了對(duì)抗或者減小它們的影響。這些技術(shù)實(shí)際利用的都是時(shí)、頻域信息。而實(shí)際上有用信號(hào)的時(shí)延樣本（delay version）和干擾信號(hào)在時(shí)、頻域存在差異的同時(shí)，在空域（人射角DOA，Direction ofArrival）也存在差異，分集天線（antenna dlversty），特別是扇形天線（sector antenna）可看作是對(duì)這部分資源的初步利用，而要更充分地利用它只有采用智能天線技術(shù)。   

智能天線是一種伸縮性較好的技術(shù)。在移動(dòng)通信發(fā)展的早期，運(yùn)營(yíng)商為節(jié)約投資，總是希望用盡可能少的基站覆蓋盡可能大的區(qū)域，這就意味著用戶的信號(hào)在到達(dá)BTS（基站收發(fā)信設(shè)備）前可能經(jīng)歷了較長(zhǎng)的傳播路徑，有較大的路徑損耗（path loss），為使接收到的有用信號(hào)不至于低于門(mén)限，要么增加移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率、要么增加基站天線的接收增益，由于移動(dòng)臺(tái)（特別是手機(jī)〕的發(fā)射功率通常是有限的，真正可行的是增加天線增益，相對(duì)而言用智能無(wú)線技術(shù)實(shí)現(xiàn)較大增益比用單天線容易。   

在移動(dòng)通信發(fā)展中為擴(kuò)大系統(tǒng)容量、支持更多用戶，需要收縮小區(qū)范圍、降低頻率復(fù)用系數(shù)提高頻率利用率，通常采用的方法是小區(qū)分裂和扇區(qū)化，隨之而來(lái)的是干擾增加，原來(lái)被距離（其實(shí)是借助路徑損耗）有效降低的CCI和MAI較大比例地增加了。但利用智能天線，借助有用信號(hào)和干擾信號(hào)在入射角度上的差異，選擇恰當(dāng)?shù)暮喜?quán)值，形成正確的天線接收模式，即將主瓣對(duì)準(zhǔn)有用信號(hào)，低增益副瓣對(duì)準(zhǔn)主要的干擾信號(hào)，從而可更有效地抑制干擾，更大比例地降低頻率復(fù)用因子（比如在GSM中使復(fù)用因子3成為可能）和同時(shí)支持更多用戶（CDMA中）。從某種角度我們可將智能天線看作是更靈活、主瓣更窄的扇形天線。   

智能天線的又一個(gè)好處是可減小多徑效應(yīng)，CDMA中利用RAKE接收機(jī)可對(duì)時(shí)延差大于一個(gè)碼片的多徑進(jìn)行分離和相干合并，而借助智能天線可以對(duì)時(shí)延不可分但角度可分的多徑進(jìn)行進(jìn)一步分離，從而更有效減小多徑效應(yīng)。   

采用智能天線技術(shù)的主要目的是為了更有效地改進(jìn)移動(dòng)通信信道，而時(shí)分，碼分多址系統(tǒng)的信道傳輸環(huán)境從本質(zhì)上講是一樣的，所以除了具體算法上的差異外，智能天線可廣泛應(yīng)用干各種時(shí)分、碼分多址系統(tǒng)包括已商用的第二代系統(tǒng)。   

智能天線另一個(gè)可能的用途是進(jìn)行緊急呼叫定位，并提供更高的定位精度，因?yàn)樵讷@得可用于定位的時(shí)延、強(qiáng)度等信息的同時(shí)它還可獲得波達(dá)角信息。