隨著全球通信業(yè)務(wù)的迅速發(fā)展，作為未來個(gè)人通信主要手段的無線移動(dòng)通信技術(shù)引起人們極大關(guān)注。如何消除同信道干擾 （CCI）、多址干擾（MAI）與多徑衰落的影響成為人們?cè)谔岣邿o線移動(dòng)通信系統(tǒng)性能時(shí)考慮的主要因素。智能天線利用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，產(chǎn)生空間定向波束，使天線主波束對(duì)準(zhǔn)用戶信號(hào)到達(dá)方向，旁瓣或零陷對(duì)準(zhǔn)干擾信號(hào)到達(dá)方向，達(dá)到充分高效利用移動(dòng)用戶信號(hào)并刪除或抑制干擾信號(hào)的目的。與其它日漸深入和成熟的干擾削除技術(shù)相比，智能天線技術(shù)在移動(dòng)通信中的應(yīng)用研究更顯得方興未艾并顯示出巨大潛力。

　　1 智能天線技術(shù)的起源和發(fā)展智能天線通常包括多波束智能天線和自適應(yīng)陣智能天線。智能天線最初廣泛應(yīng)用于雷達(dá)、聲納及軍事通信領(lǐng)域，由于價(jià)格等因素一直未能普及到其它通信領(lǐng)域。近年來，現(xiàn)代數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)發(fā)展迅速，數(shù)字信號(hào)處理芯片處理能力不斷提高，芯片價(jià)格已經(jīng)可以為現(xiàn)代通信系統(tǒng)所接受。同時(shí)，利用數(shù)字技術(shù)在基帶形成天線波束成為可能，以此代替模擬電路形成天線波束方法，提高了天線系統(tǒng)的可靠性與靈活程度，智能天線技術(shù)因此開始在移動(dòng)通信中得到應(yīng)用。另一方面移動(dòng)通信用戶數(shù)目增加迅速，人們對(duì)移動(dòng)通話質(zhì)量的要求也不斷提高，這要求蜂窩小區(qū)在大容量下仍有高的話音質(zhì)量。使用智能天線可以在不顯著增加系統(tǒng)復(fù)雜度情況下滿足擴(kuò)充容量的需要。不同于常規(guī)的扇區(qū)天線和天線分集方法，通過在基站使用全向收發(fā)智能天線，可以為每個(gè)用戶提供一個(gè)窄的定向波束，使信號(hào)在有限的方向區(qū)域發(fā)送和接收，充分利用了信號(hào)發(fā)射功率，降低了信號(hào)全向發(fā)射帶來的電磁污染與相互干擾。不同于傳統(tǒng)的時(shí)分多址（TDMA）、頻分多址（FDMA）或碼分多址 （CDMA）方式，智能天線引入了第四維多址方式：空分多址（SDMA）方式。在相同時(shí)隙、相同頻率或相同地址碼情況下，用戶仍可以根據(jù)信號(hào)不同的空間傳播路徑而區(qū)分。智能天線相當(dāng)于空時(shí)濾波器，在多個(gè)指向不同用戶的并行天線波束控制下，可以顯著降低用戶信號(hào)彼此間干擾。具體而言，智能天線將在以下方面提高未來移動(dòng)通信系統(tǒng)性能：（1）擴(kuò)大系統(tǒng)的覆蓋區(qū)域；（2） 提高系統(tǒng)容量；（3）提高頻譜利用效率；（4）降低基站發(fā)射功率，節(jié)省系統(tǒng)成本，減少信號(hào)間干擾與電磁環(huán)境污染。智能天線可以通過模擬電路方式實(shí)現(xiàn)：首先根據(jù)天線方向圖確定饋源的激勵(lì)系數(shù)，然后確定饋源的饋電網(wǎng)絡(luò)即波束形成網(wǎng)絡(luò)。由于饋電布線呈矩陣狀，實(shí)現(xiàn)很復(fù)雜，隨著陣元數(shù)目增加，更增加電路復(fù)雜度。為此，未來移動(dòng)通信智能天線采用數(shù)字方法實(shí)現(xiàn)波束成形，即所謂數(shù)字波束形成DBF（Digital Beam-forming）天線。使用軟件設(shè)計(jì)完成自適應(yīng)算法更新，可以在不改變系統(tǒng)硬件配置前提下，增加系統(tǒng)靈活性。

　　2 智能天線技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方案

　　智能天線分為兩大類：多波束智能天線與自適應(yīng)陣智能天線，簡(jiǎn)稱多波束天線和自適應(yīng)陣天線。多波束天線利用多個(gè)并行波束覆蓋整個(gè)用戶區(qū)，每個(gè)波束的指向是固定的，波束寬度也隨陣元數(shù)目的確定而確定。隨著用戶在小區(qū)中的移動(dòng)，基站選擇不同的相應(yīng)波束，使接受信號(hào)最強(qiáng)。因?yàn)橛脩粜盘?hào)并不一定在固定波束的中心處，當(dāng)用戶位于波束邊緣，干擾信號(hào)位于波束中央時(shí)，接收效果最差，所以多波束天線不能實(shí)現(xiàn)信號(hào)最佳接收，一般只用作接收天線。但是與自適應(yīng)陣天線相比，多波束天線具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無需判定用戶信號(hào)到達(dá)方向的優(yōu)點(diǎn)。自適應(yīng)陣天線一般采用4～16天線陣元結(jié)構(gòu)，陣元間距1／2波長(zhǎng)，若陣元間距過大，則接收信號(hào)彼此相關(guān)程度降低，太小則會(huì)在方向圖形成不必要的柵瓣，故一般取半波長(zhǎng)。陣元分布方式有直線型、圓環(huán)型和平面型。自適應(yīng)天線是智能天線的主要類型，可以實(shí)現(xiàn)全向天線，完成用戶信號(hào)接收和發(fā)送。自適應(yīng)陣天線系統(tǒng)采用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)識(shí)別用戶信號(hào)到達(dá)方向，并在此方向形成天線主波束。自適應(yīng)陣天線根據(jù)用戶信號(hào)的不同空間傳播方向提供不同的空間信道，等同于信號(hào)有線傳輸?shù)木€纜，有效克服了干擾對(duì)系統(tǒng)的影響。智能天線采用數(shù)字方法對(duì)陣元接收信號(hào)加權(quán)處理形成天線波束，使主波束對(duì)準(zhǔn)用戶信號(hào)方向，而在干擾信號(hào)方向形成天線方向圖零陷或較低的功率方向圖增益，達(dá)到抑制干擾的目的。根據(jù)天線波束形成的不同過程，實(shí)現(xiàn)智能天線的方式又分為兩類：組件空間處理方式與波束空間處理方式，以下分別討論。