擁有固定波束和自適應(yīng)天線陣的智能天線能夠?yàn)閣lan(無(wú)線局域網(wǎng))提供范圍擴(kuò)大、多徑分集、干擾抑制和增加的容量等功能。

　　隨著基于ieee 802.11b(wi-fi)標(biāo)準(zhǔn)的廉價(jià)的、每秒速度達(dá)11mb的高性能產(chǎn)品的深入普及，wlan已經(jīng)成為家庭和企業(yè)不可分割的一部分。僅舉幾個(gè)例子：無(wú)論你在家里、辦公室、機(jī)場(chǎng)、火車上和零售商店中，到處都有可以接入wlan的接入點(diǎn)。

　　wlan爆炸式增長(zhǎng)

　　wlan技術(shù)爆炸式增長(zhǎng)的原因在于那些目前可以買得到的使用方便的設(shè)備。廠商直接把wi-fi技術(shù)作為便攜式計(jì)算機(jī)和通信器等產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)配置也推動(dòng)了wlan技術(shù)的增長(zhǎng)。無(wú)數(shù)的報(bào)告詳細(xì)介紹了wlan和wi-fi的增長(zhǎng)，所有的跡象都表明要繼續(xù)推進(jìn)移動(dòng)性和無(wú)線連接性的發(fā)展。

　　然而，盡管wlan看起來(lái)無(wú)處不在并且非?，F(xiàn)實(shí)，但是，許多因素限制了無(wú)線通信系統(tǒng)的性能和容量。這些因素包括：有限的頻譜、時(shí)延擴(kuò)展、同信道干擾和多徑衰減。這些因素將導(dǎo)致最終用戶會(huì)遇到整個(gè)音域的服務(wù)質(zhì)量問題，包括從根本就沒有聲音到極快的傳輸速度等許多問題。最終用戶可以在距離接入點(diǎn)很遠(yuǎn)的地方使用這個(gè)技術(shù)，可以在一個(gè)墻的后面、在一個(gè)“死角”或者使用一臺(tái)筆記本電腦工作。事實(shí)上，網(wǎng)絡(luò)管理員經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)wlan在實(shí)際應(yīng)用時(shí)往往達(dá)不到預(yù)期的傳輸距離。

　　市場(chǎng)營(yíng)銷資料往往都是根據(jù)廠商在理想環(huán)境中的技術(shù)規(guī)范編寫的。例如，一家廠商可能會(huì)指出，這個(gè)無(wú)線系統(tǒng)的傳輸距離是300英尺。然而，正如常識(shí)顯示的那樣，墻壁、桌子和文件柜等障礙物都可以減少無(wú)線通信在某個(gè)方向的傳輸距離，使無(wú)線通信在一些方向的覆蓋范圍不一致。

　　智能天線來(lái)解決問題

　　為了解決這個(gè)問題，克服老式產(chǎn)品中缺陷的一個(gè)技術(shù)就是采用一種新的劃算的智能天線技術(shù)。智能天線能夠壓制干擾信號(hào)、抗信號(hào)衰減和提高信號(hào)傳輸距離，從而提高無(wú)線系統(tǒng)的性能和容量。雖然智能天線改善了wlan的性能，但是，各種空間處理技術(shù)在各種類型的系統(tǒng)中有不同的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，因此，全面了解各項(xiàng)技術(shù)是非常重要的。

　　智能天線一般定義為多波束天線或自適應(yīng)陣天線，能夠跟蹤用戶在環(huán)境中的移動(dòng)，還能夠跟蹤環(huán)境的變化。這兩種基本類型的智能天線請(qǐng)見圖1。

　　圖1 多波束和自適應(yīng)陣天線

　　多波束天線--多波束(相位陣列)天線組成幾個(gè)窄波束并且使用波束選擇器選擇向信號(hào)功率最強(qiáng)的接收方傳輸波束。

　　自適應(yīng)天線陣--這種信號(hào)由幾個(gè)天線單元接收，每一個(gè)單元都采用相同的天線模式，接收的信號(hào)經(jīng)過加權(quán)和結(jié)合在一起之后組成輸出的信號(hào)。

　　多波束天線的應(yīng)用比較簡(jiǎn)單，因?yàn)椴ㄊ尚纹魇枪潭ǖ?。這樣，波束選擇每隔幾秒鐘才需要進(jìn)行一次以便解釋用戶的移動(dòng)，而自適應(yīng)天線陣必須計(jì)算復(fù)雜的波束成形加權(quán)，計(jì)算速度之快至少要超過信號(hào)的衰減率。這就意味著每個(gè)普通用戶僅占用幾赫茲的頻率。

　　這兩種智能天線都能夠通過提供更高的天線增益顯著地改善無(wú)線系統(tǒng)的性能。這兩種技術(shù)的關(guān)鍵區(qū)別在于多波束天線僅在視距系統(tǒng)中提供m(本文中的“m”是指天線單元或者智能天線中波束的數(shù)量)增益。在非視距系統(tǒng)中，例如在室內(nèi)環(huán)境或者具有很多多路徑戶外環(huán)境中，接收的信號(hào)可以通過許多路徑和角度到達(dá)。因此，這種信號(hào)能量也許不是集中在一個(gè)波束。于是，增益將減少。

　　然而，自適應(yīng)天線陣無(wú)論在什么環(huán)境(視距或者多路徑)下都能夠達(dá)到全面的m增益。自適應(yīng)天線陣還提供m倍的分集增益(本文將詳細(xì)介紹這個(gè)問題)以緩解多路徑衰竭的影響。多波束天線不能提供這種好處。最后，通過在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)上都使用m自適應(yīng)天線，mimo(多入多出)技術(shù)還可以用來(lái)將數(shù)據(jù)數(shù)率提高m倍。這是為下一代wlan的ieee 802.11n標(biāo)準(zhǔn)提出的建議。在這個(gè)提議的標(biāo)準(zhǔn)中，很可能讓兩個(gè)或者兩個(gè)以上的收發(fā)天線與mimo技術(shù)一起使用以提供每秒100mb以上的數(shù)據(jù)傳輸速率(某些802.11n建議考慮數(shù)據(jù)數(shù)率超過每秒500mb)。

　　自適應(yīng)天線陣的益處

　　對(duì)于為多徑衰落提供分集增益的自適應(yīng)天線陣來(lái)說(shuō)，每個(gè)天線單元的衰落應(yīng)該是接近獨(dú)立的。然而，各個(gè)天線衰落的相關(guān)性在性能下降超過1db之前最高可達(dá)0.7db。實(shí)際上，這種相關(guān)性能夠很容易地保持在這個(gè)水平之下，可采取如下分集措施：