智能天線是一種安裝在基站現(xiàn)場(chǎng)的雙向天線,通過(guò)一組帶有可編程電子相位關(guān)系的固定天線單元獲取方向性,并可以同時(shí)獲取基站和移動(dòng)臺(tái)之間各個(gè)鏈路的方向特性。TD-SCDMA智能天線的高效率是基于上行鏈路和下行鏈路的無(wú)線路徑的對(duì)稱(chēng)性(無(wú)線環(huán)境和傳輸條件相同)而獲得的。此外,智能天線可減少小區(qū)間干擾也可減少小區(qū)內(nèi)干擾。智能天線的這些特性可顯著提高移動(dòng)通信系統(tǒng)的頻譜效率。
具體而言, TD-SCDMA系統(tǒng)的智能天線是由8個(gè)天線單元的同心陣列組成的,直徑為25cm。同全方向天線相比,它可獲得8dB的增益。其原理是使一組天線和對(duì)應(yīng)的收發(fā)信機(jī)按照一定的方式排列和激勵(lì),利用波的干涉原理可以產(chǎn)生強(qiáng)方向性的輻射方向圖,使用DSP方法使主瓣自適應(yīng)地指向移動(dòng)臺(tái)方向,就可達(dá)到提高信號(hào)的載干比,降低發(fā)射功率等目的。智能天線的上述性能允許更為密集的頻率復(fù)用,使頻譜效率得以顯著地提高。
由于每個(gè)用戶(hù)在小區(qū)內(nèi)的位置都是不同的。這一方面要求天線具有多向性,另一方面則要求在每一獨(dú)立的方向上,系統(tǒng)都可以跟蹤個(gè)別的用戶(hù)。通過(guò)DSP控制用戶(hù)的方向測(cè)量使上述要求可以實(shí)現(xiàn)。每用戶(hù)的跟蹤通過(guò)到達(dá)角進(jìn)行測(cè)量,在TD-SCDMA系統(tǒng)中,由于無(wú)線子幀的長(zhǎng)度是5ms,則至少每秒可測(cè)量200次,每用戶(hù)的上下行傳輸發(fā)生在相同的方向, 通過(guò)智能天線的方向性和跟蹤性,可獲得其最佳的性能。
TDD模式的TD-SCDMA的進(jìn)一步的優(yōu)勢(shì)是用戶(hù)信號(hào)的發(fā)送和接收都發(fā)生在完全相同的頻率上。因此在上行和下行兩個(gè)方向中的傳輸條件是相同的或者說(shuō)是對(duì)稱(chēng)的,使得智能天線能將小區(qū)間干擾降至最低,從而獲得最佳的系統(tǒng)性能。
通過(guò)智能天線獲得的較高的頻譜利用率,使高業(yè)務(wù)密度城市和城區(qū)所要求的基站數(shù)量相應(yīng)地變得較低。此外,在業(yè)務(wù)量稀少的鄉(xiāng)村,智能天線的方向性可使無(wú)線覆蓋范圍增加一倍。無(wú)線覆蓋范圍的增長(zhǎng)使得在主要業(yè)務(wù)覆蓋的寬廣地區(qū)所需的基站數(shù)量降至通常情況的1/4。
因此,TD-SCDMA 中智能天線的應(yīng)用是高經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要部分,可降低運(yùn)營(yíng)商投資和提高其經(jīng)濟(jì)收益。帶有智能天線,聯(lián)合檢測(cè)和具有對(duì)稱(chēng)和非對(duì)稱(chēng)業(yè)務(wù)的自適應(yīng)無(wú)線資源分配能力的TD-SCDMA技術(shù)的先進(jìn)設(shè)計(jì)是邁向軟件無(wú)線電的重要的一步。