3G无线网络规划中的智能天线应用技术浅析
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摘要：随着3g的广泛使用，迅速增加的业务量和有限的频谱资源之间的矛盾日益突出。智能天线技术的出现有效的提高了系统的频谱利用率，从根本上解决了两者之间的问题.本文从智能天线技术的原理出发，进一步分析智能天线在3G网络规划中的应用，并得到结论。无线技术在未来通信领域的发展是非常乐观的。
关键词：3G；天线技术；应用；分析
中图分类号：TN929 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 10-0000-01
The Smart Antenna Application Technology in 3G Wireless Network Planning
Wu Di
(Guizhou Electronic Industrial School,Guiyang550025,China)
Abstract:With the wide spread use of 3G,the contradictions between the rapid increase in business and limited frequency resource will be more and more outstanding.The emergence of smart antenna technology effectively improved the system spectrum efficiency,fundamentally solve the problems between of them.This paper based on the theory of intelligent antenna technology,further analyzing the smart antenna on the 3G network planning applications,and get conclusion:Wireless technology in the development of future communication field is very optimistic.
Keywords:3G;Antenna technology;Application;Analysis
一、智能天线技术简介
（一）智能天线技术的发展。最初的智能天线技术主要用于雷达、声纳、军事抗干扰通信，用来完成空间滤波和定位等。近年来，随着移动通信的发展及对移动通信电波传播、组网技术、天线理论等方面的研究逐渐深入，现代数字信号处理技术发展迅速，数字信号处理芯片处理能力不断提高，利用数字技术在基带形成天线波束成为可能，提高了天线系统的可靠性与灵活程度。智能天线技术因此用于具有复杂电波传播环境的移动通信。
（二）智能天线技术的分支。
1.波转换天线。波束转换天线具有有限数目的、固定的、预定义的方向图，通过阵列天线技术在同一信道中利用多个波束同时给多个用户发送不同的信号，它从几个预定义的、固定波束中选择其一，检测信号强度，当移动台越过扇区时，从一个波束切换到另一个波束。在特定的方向上提高灵敏度，从而提高通信容量和质量。
2.自适应天线阵。自适应天线阵是自适应数字处理技术与智能天线技术的两者融合，利用数字信号处理的算法去测量不同波束的信号强度，因而能够动态地改变波束使天线的传输功率集中。应用空间处理技术可以增强信号能力，使多个用户共同使用一个信道。
二、智能天线技术原理
智能天线以多个高增益窄波束动态地跟踪多个期望用户，在接收模式下，来自窄波束之外的信号被抑制，在发射模式下，能使期望用户接收的信号功率最大，同时使窄波束照射范围以外的非期望用户受到的干扰最小。智能天线引入空分多址（SDMA），即在相同时隙、相同频率或相同地址码的情况下，仍然可以根据信号不同的中间传播路径而区分。
三、智能天线在3G网络规划中的应用
智能天线技术在3G中的应用在欧、美、日等国家已展开了大量的理论研究，并且部分技术已经取得了很大的成果，我国也早已将智能天线技术的研究列入了国家863-317通信技术主题研究中的个人通信技术分项。
（一）在CDMA2000和WCDMA中的应用。在CDMA2000和WCDMA中应用智能天线主要是通过智能天线的自适应天线阵技术，可进行话务均衡，将高话务扇区的部分话务量转移到容量资源未充分利用的扇区；通过智能天线灵活的辐射模式和定向性，可进行软／硬切换控制；智能天线的空间域滤波可改善远近效应，简化功率控制，降低系统成本，也可减少多址干扰，提高系统性能。，并且在出台的3G标准中表示，将会在上行和下行链路为每个移动用户分配专门的导信频道，并且要求使用智能天线技术。智能天线技术作为CDMA2000和WCDMA的推荐配置在其基站产品的开发中已经开始应用。
（二）在TD-SCDMA中的应用。TD-SCDMA系统采用智能天线的TDD（时分双工）方式，使上下射频信道完全对称，可同时解决诸如天线上下行波束赋形、抗多径干扰和抗多址干扰等问题，提高系统的C/I指标，据研究，用4个30°天线代替传统的120°天线，C/I可提高6dB，在满足GSM系统C/I指标最小的前提下，提高频率复用洗漱，增加系统的容量，进而使得TD-SCDMA系统的定位功能更加精准，并且可实现接力切换，减少信道资源浪费。
四、智能天线技术的发展
1998年中国邮电电信科学技术研究院代表我国电信主管部门向国际电联提交的TD-SCDMA建议和现在成为国际第三代移动通信标准之一的CDMA TDD技术，就是第一次提出以智能天线为核心技术的CDMA通信系统，在国内外获得了广泛的认可和支持，并己制定了相关标准。
智能天线设计的主要目的集中在达到某一种增益，如波束成形、分集增益、复用增益。最近这些增益之间的相互折衷已经成为研究的焦点。在未来智能天线设计中，需要可以适用于各种通信环境的信号处理技术，因此未来智能天线设计的初始阶段必须认真地考虑在性能和复杂度之间折衷地优化。但是对于3G运营商来说，智能天线其共同的选择，随着通讯技术的发展，智能天线的技术同样需要大跨度前进，随着智能天线研究的进一步深入，其市场需求将会越来越大。
五、结论
在无线电通信领域，智能天线的发展前景是非常乐观的，智能天线自身可以分析到达无线阵列的信号，灵活、优化地使用波束，减少干扰和扰的机会。提高了频率的利用率，改善了系统性能。这就是自适应天线阵列的智能化，它体现了自适应、自优化和自选择的概念，对当前移动通信系统的完善起到重大的推动作用。理论与实践总是存在一定的差距，将智能天线的理论研究真正的应用于实践仍然需要很长的时间，但是我们相信，在不久的将来，智能天线技术将会在不断的研究和实践应用中发生翻天覆地的变化。
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