智能天線(xiàn)為無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)添加精彩

　　擁有固定波束和自適應天線(xiàn)陣的智能天線(xiàn)能夠為wlan(無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng))提供范圍擴大、多徑分集、干擾抑制和增加的容量等功能。

　　隨著(zhù)基于ieee 802.11b(wi-fi)標準的廉價(jià)的、每秒速度達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、機場(chǎng)、火車(chē)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(cháng)

　　wlan技術(shù)爆炸式增長(cháng)的原因在于那些目前可以買(mǎi)得到的使用方便的設備。廠(chǎng)商直接把wi-fi技術(shù)作為便攜式計算機和通信器等產(chǎn)品的標準配置也推動(dòng)了wlan技術(shù)的增長(cháng)。無(wú)數的報告詳細介紹了wlan和wi-fi的增長(cháng)，所有的跡象都表明要繼續推進(jìn)移動(dòng)性和無(wú)線(xiàn)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實(shí)，但是，許多因素限制了無(wú)線(xiàn)通信系統的性能和容量。這些因素包括：有限的頻譜、時(shí)延擴展、同信道干擾和多徑衰減。這些因素將導致最終用戶(hù)會(huì )遇到整個(gè)音域的服務(wù)質(zhì)量問(wèn)題，包括從根本就沒(méi)有聲音到極快的傳輸速度等許多問(wèn)題。最終用戶(hù)可以在距離接入點(diǎn)很遠的地方使用這個(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wlan在實(shí)際應用時(shí)往往達不到預期的傳輸距離。

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

　　智能天線(xiàn)來(lái)解決問(wèn)題

　　為了解決這個(gè)問(wèn)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(xiàn)技術(shù)。智能天線(xiàn)能夠壓制干擾信號、抗信號衰減和提高信號傳輸距離，從而提高無(wú)線(xiàn)系統的性能和容量。雖然智能天線(xiàn)改善了wlan的性能，但是，各種空間處理技術(shù)在各種類(lèi)型的系統中有不同的優(yōu)勢和劣勢，因此，全面了解各項技術(shù)是非常重要的。

　　智能天線(xiàn)一般定義為多波束天線(xiàn)或自適應陣天線(xiàn)，能夠跟蹤用戶(hù)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(lèi)型的智能天線(xiàn)請見(jiàn)圖1。

　　圖1 多波束和自適應陣天線(xiàn)

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

　　自適應天線(xiàn)陣--這種信號由幾個(gè)天線(xiàn)單元接收，每一個(gè)單元都采用相同的天線(xiàn)模式，接收的信號經(jīng)過(guò)加權和結合在一起之后組成輸出的信號。

　　多波束天線(xiàn)的應用比較簡(jiǎn)單，因為波束成形器是固定的。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(hù)的移動(dòng)，而自適應天線(xiàn)陣必須計算復雜的波束成形加權，計算速度之快至少要超過(guò)信號的衰減率。這就意味著(zhù)每個(gè)普通用戶(hù)僅占用幾赫茲的頻率。

　　這兩種智能天線(xiàn)都能夠通過(guò)提供更高的天線(xiàn)增益顯著(zhù)地改善無(wú)線(xiàn)系統的性能。這兩種技術(shù)的關(guān)鍵區別在于多波束天線(xiàn)僅在視距系統中提供m(本文中的“m”是指天線(xiàn)單元或者智能天線(xiàn)中波束的數量)增益。在非視距系統中，例如在室內環(huán)境或者具有很多多路徑戶(hù)外環(huán)境中，接收的信號可以通過(guò)許多路徑和角度到達。因此，這種信號能量也許不是集中在一個(gè)波束。于是，增益將減少。

　　然而，自適應天線(xiàn)陣無(wú)論在什么環(huán)境(視距或者多路徑)下都能夠達到全面的m增益。自適應天線(xiàn)陣還提供m倍的分集增益(本文將詳細介紹這個(gè)問(wèn)題)以緩解多路徑衰竭的影響。多波束天線(xiàn)不能提供這種好處。最后，通過(guò)在發(fā)射機和接收機上都使用m自適應天線(xiàn)，mimo(多入多出)技術(shù)還可以用來(lái)將數據數率提高m倍。這是為下一代wlan的ieee 802.11n標準提出的建議。在這個(gè)提議的標準中，很可能讓兩個(gè)或者兩個(gè)以上的收發(fā)天線(xiàn)與mimo技術(shù)一起使用以提供每秒100mb以上的數據傳輸速率(某些802.11n建議考慮數據數率超過(guò)每秒500mb)。

　　自適應天線(xiàn)陣的益處

　　對于為多徑衰落提供分集增益的自適應天線(xiàn)陣來(lái)說(shuō)，每個(gè)天線(xiàn)單元的衰落應該是接近獨立的。然而，各個(gè)天線(xiàn)衰落的相關(guān)性在性能下降超過(guò)1db之前最高可達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：