第九章
91智能天线技术
智能天线与软件无线电技术
911智能天线基本概念与发展过程
智能天线（SmartA
te
a）可定义为：天线阵智能算法。其中，智能算法的作用是根据不同的无线电传播环境，调整天线波束，以达到提取期望信号、抑制干扰和滤除噪声的目的。智能天线的本质是一种自适应空分多址技术（SDMA），智能天线软件无线电（Softwareradio）技术是未来无线通信的发展方向。智能天线的发展过程如下：（1）智能天线的概念最早源于雷达和声纳系统中采用的阵列天线。（2）阵列天线根据波束形成方式的不同，又可分为模拟波束成形和数字波束成型两种。模拟波束成形一般可用于中频、射频直接成形，实现难度大、精度低，而数字波束成形一般在中频以下，实现方便、精度高。现阶段移动通信中的智能天线就属于这一类。数字波束成形的发展方向是在射频实现。（3）智能天线技术中，将中频和射频看作是一个线性系统的信道，为了实现在基带数字信号处理与最终的射频调整的一致性和等效性，要求中频和射频系统有较高的线性度。（4）自1959年Va
Atta提出自适应天线阵列的概念以来，到目前已经历了45年发展历程，可分为5个阶段：a1964年IEEETra
AP的特刊为标志，研究工作主要集中在自适应波束的控制上。例如，自适应相控制阵列天线和自适应波束操纵天线等。b1976年IEEETra
AP的特刊为标志，研究工作主要集中在自适应零陷控制上。例如，自适应滤波、自适应调零、自适应旁瓣对消和自适应杂波控制等。c1986年IEEETra
AP的特刊为标志，研究工作主要集中在空间谱估计上。例如，最大似然谱估计、最大熵谱估计和空间正交谱估计等。d1997年Godara对智能天线在移动通信中的应用进行了综述。e2002年Reed出版了专著，首次从无线电工程的角度全面介绍了软件无线电设计方法学，提出了图91所示的软件无线电模型，明确了智能天线在未来无线通信发展中的作用。
图91软件无线电模型图
912智能天线提高移动通信的性能
智能天线能够通过波束形成、空时均衡或分集处理来提高移动通信的性能。1波束形成
f智能天线通过波束形成能够降低同信道干扰，并且增大对期望信号的增益，从而获得比传统天线更好的性能。图92清楚地表明，智能天线使用波束形成来改变阵列的方向性，能够获得比全向天线更有效的抑制同信道干扰的能力。图93b表明，智能天线由于天线的分集作用，减少了来自相邻小区的干扰。图93c表明，智能天线采用SDMA技术，在同一小区可采用相同载频分别向4个独立方向辐射r