智能天線(xiàn)技術(shù)改善頻譜使用效率

三、自適應智能天線(xiàn)技術(shù)提高頻譜使用率

自 適應智能天線(xiàn)技術(shù)是一種物理層技術(shù)，它并不影響系統的高層協(xié)議，因此，它適用于各種無(wú)線(xiàn)接口。按照對傳統的智能天線(xiàn)的理解，自適應智能天線(xiàn)技術(shù)由于其技術(shù) 特點(diǎn)的限制僅適用于TDD系統，而現在隨著(zhù)這一新技術(shù)的不斷完善，它在FDD系統中的應用同樣能達到理想的效果。實(shí)驗及現場(chǎng)測試表明，自適應智能天線(xiàn)技術(shù) 能應用于PHS，WLL，GSM/GPR/EDGE，WCDMA，CDMA2000等系統，使系統的容量及覆蓋范圍都成倍地提高。

在現 有的PHS商用系統中，有近十萬(wàn)臺基站裝備了自適應智能天線(xiàn)系統，而其中近五萬(wàn)臺裝備在中國。由于使用了自適應智能天線(xiàn)技術(shù)，基站通過(guò)上行信息分析每個(gè)用 戶(hù)及干擾源的位置，為每個(gè)用戶(hù)波束賦形，以增強用戶(hù)的信號增益，同時(shí)最大限度地降低對其他用戶(hù)的干擾，這樣，網(wǎng)絡(luò )的頻率復用模式可以從傳統的（7，3）復 用，改為（4，3）復用，甚至（1，3）復用，頻率的復用距離可以減小一倍或數倍，且網(wǎng)絡(luò )的服務(wù)質(zhì)量不變。在此基礎上，SDMA技術(shù)的應用，可以使系統增 加多達一倍的空分信道。系統的總容量達到數倍地增加。

對于GSM/GPRS/EDGE系統而言，跳頻技術(shù)的應用是傳統的提高系統容量的方 式，但跳頻技術(shù)只能起到平均網(wǎng)絡(luò )干擾的作用，并不能主動(dòng)地降低網(wǎng)絡(luò )的干擾電平，雖然它也在一定程度上緩解了熱點(diǎn)地區的容量與頻譜間的矛盾，但它只是對網(wǎng)絡(luò ) 容量的一種優(yōu)化調整，并沒(méi)有在根本上改善頻譜的使用效率。而采取自適應智能天線(xiàn)技術(shù)，結合傳統的調頻技術(shù)，可以使傳統的跳頻負載的限制由原來(lái)的50%提高 到100%，且頻率的復用模式可以由原來(lái)的（1，3）改為更緊密地（1，1）復用。網(wǎng)絡(luò )的仿真及現場(chǎng)測試表明，采用自適應智能天線(xiàn)技術(shù)后，跳頻負載提高到 100%后，網(wǎng)絡(luò )的服務(wù)質(zhì)量不低于調整前。也就是說(shuō)，頻譜的使用效率較傳統的提高四倍（在采取四天線(xiàn)陣的情況下）。

CDMA系統是一種自 干擾系統，無(wú)論IS-95CDMA，WCDMA還是CDMA2000，系統的射頻污染是影響系統容量的重要因素。由于自適應智能天線(xiàn)系統采用有選擇性的空 間傳輸，因此基站發(fā)射的功率可以遠遠低于普通的基站，從而可減少網(wǎng)絡(luò )內的射頻污染，同時(shí)減小功率放大器的規格。首先，功率可分配到每個(gè)單元，然后，由于能 量根據方向而提供，所以輸送到每個(gè)單元的功率就隨之減少。如果陣列部署有10個(gè)單元，則每個(gè)單元的放大器只需發(fā)射來(lái)自相關(guān)天線(xiàn)系統的1%的功率。而且能量 只集中在有效用戶(hù)的位置，對其他用戶(hù)位置的能量輻射最小，從而最大限度地減少網(wǎng)絡(luò )空間的射頻污染，降低干擾電平，提高系統容量。

表1及表2是加入自適應智能天線(xiàn)技術(shù)后各種無(wú)線(xiàn)接口標準下基站的容量及頻譜使用效率。

表1 系統容量增加（8天線(xiàn)陣）

四、軟件無(wú)線(xiàn)電技術(shù)的雛形

從 自適應智能天線(xiàn)技術(shù)的實(shí)現原理可以看出，自適應智能天線(xiàn)的核心在于基帶的數字處理部分，它由數個(gè)軟件功能模塊組成。自適應智能天線(xiàn)系統針對不同的通信標準 以及不同的應用環(huán)境有不同的解決方案，基站系統只需通過(guò)軟件置換即可實(shí)現基站設備的重新配置，而基站系統的射頻結構及其它硬件結構則不需作任何調整。這正 是當今軟件無(wú)線(xiàn)電的概念。雖然現在的自適應智能天線(xiàn)系統硬件平臺的通用性還有一定的限制，但這種限制并不是來(lái)源于自適應智能天線(xiàn)技術(shù)本身。因此，從自適應 智能天線(xiàn)的技術(shù)特點(diǎn)上來(lái)看，它已具備了軟件無(wú)線(xiàn)電技術(shù)的基本構成要件，是軟件無(wú)線(xiàn)電技術(shù)的雛形。

結束語(yǔ)：

自 適應智能天線(xiàn)技術(shù)以其技術(shù)的先進(jìn)性正越來(lái)越多地被人們所重視，隨著(zhù)無(wú)線(xiàn)通信業(yè)務(wù)的發(fā)展，自適應智能天線(xiàn)技術(shù)將可以幫助運營(yíng)商經(jīng)濟高效地完成系統的部署，從 而提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。用戶(hù)則將是這種技術(shù)的最終受益者，能夠以較低的費用獲得清晰的通話(huà)質(zhì)量，而這就將成為通信發(fā)展的原動(dòng)力，推動(dòng)通信技術(shù)的不斷發(fā)展。