隨著無線通信業(yè)的高速發(fā)展及無線通信用戶的飛速增長，市場對無線通信技術的不斷改進和更新提出了更高的要求。而如何提高無線頻譜的使用效率則是近些 年來各種新技術所面臨解決的核心問題。尤其是當我國全面進入WTO后，移動通信產(chǎn)業(yè)隨著同世界全面接軌，將面臨新的挑戰(zhàn)。目前，頻率資源的投入已成為全球 各運營商資金投入成本的重要組成部分。可以預言，在我國，頻率資源不再無償使用的日子已為期不遠了。因此，如何采取新技術提高有限頻率資源的使用效率已成 為人們?nèi)找骊P注的課題。全球第一部移動手機的研發(fā)者，被譽為“世界手機之父”的馬丁·庫珀先生曾經(jīng)說過“我們并不缺乏頻率，我們?nèi)狈Φ氖穷l率的使用效 率。”近些年來，隨著微電子技術的高速發(fā)展，智能天線技術作為有效解決這一問題的新技術已成功應用于移動通信系統(tǒng)，并通過對無線數(shù)字信號的高速時空處理， 極大的改善了無線信號的傳輸，成倍地提高了系統(tǒng)的容量和覆蓋范圍，從而極大的改善了頻譜的使用效率。

一、智能天線的原理

智能天線最初廣泛應用于雷達、聲納及軍事通信領域，后來被引入移動通信系統(tǒng)中。智能天線通常包括波束轉換智能天線(Switched Beam Antenna) 和自適應陣列智能天線(Adaptive Array Antenna)。自適應陣列智能天線利用基帶數(shù)字信號處理技術，通過先進的算法處理，對基站的接收和發(fā)射波束進行自適應的賦形，從而達到降低干擾、增加 容量、擴大覆蓋和提高無線數(shù)據(jù)傳輸速率的目的。目前，自適應陣列智能天線已經(jīng)成為智能天線發(fā)展的主流。

移動通信信道傳輸環(huán)境較惡劣。實際 環(huán)境中的干擾和多徑衰落現(xiàn)象異常復雜，多徑衰落、時延擴展造成的符號間串擾ISI（Inter-Symbol Interference）、FDMATDMA系統(tǒng)（如GSM）由于頻率復用引入的同信道干擾（CCI，Co-Channel Interference）、CDMA系統(tǒng)中的MAI（Multiple Access Interference）等都使鏈路性能、系統(tǒng)容量下降。

自適應陣列天線技術是近30年中最先進的無線技術之一，它利用基帶數(shù)字信號處理技術，產(chǎn)生空間定向波束，使天線主波束即最大增益點對準用戶信號到達方向，旁 瓣或零陷對準干擾信號到達方向，從而給有用信號帶來最大增益，有效的減少多徑效應所帶來的影響，同時達到對干擾信號刪除和抑制的目的（如圖1所示）。使用 自適應陣列天線技術能帶來很多好處，如擴大系統(tǒng)覆蓋區(qū)域、提高系統(tǒng)容量、提高數(shù)據(jù)傳輸速率、提高頻譜利用效率、降低基站發(fā)射功率、節(jié)省系統(tǒng)成本、減少信號間干擾與電磁環(huán)境污染等。

自適應陣天線一般采用4～16天線陣元結構，在FDD中陣元間距1／2波長，若陣元間距過大，則接收信號彼此相關程度降低；太小則會在方向圖形成不必要的柵 瓣，故一般取半波長。而在TDD中, 如美國ArrayComm公司在PHS系統(tǒng)中的自適應陣列天線的陣元間距為5個波長。間距寬而波束更窄，而PHS系統(tǒng)中采用TDD模式,因而更容易進行定 位處理。即使旁瓣多，但由于用戶和信道都比較少，因而不會帶來不利的影響。

陣元分布方式有直線型、圓環(huán)型和平面型。自適應天線是智能天線的主要類型，可以實現(xiàn)全向天線，完成用戶信號接收和發(fā)送。自適應陣天線系統(tǒng)采用數(shù)字信號處理技術識別用戶信號到達方向，并在此方向形成天線主波束。自適應陣天線根據(jù)用戶信號的不同空間傳播方向提供不同的空間信道，等同于信號有線傳輸?shù)木€纜，有效克服了干擾對系統(tǒng)的影響。