智能天线的实现原理及特点

智能天线技术前身是一种波束成形(Beamforming)技术。波束成形技术是发送方在获取一定的当前时刻当前位置发送方和接收方之间的信道信息，调整信号发送的参数，使得射频能量向接收方所处位置集中，从而使得接收方接收到的信号质量较好，最终能保持较高的吞吐量。该技术又分为芯片方式(On-Chip) 和硬件智能天线方式 (On-Antenna)的两种。

智能天线的原理是将无线电的信号导向具体的方向，产生空间定向波束，使天线主波束对准用户信号到达方向，旁瓣或零陷对准干扰信号到达方向，达到充分高效利用移动用户信号并删除或抑制干扰信号的目的。同时，智能天线技术利用各个移动用户间信号空间特征的差异，通过阵列天线技术在同一信道上接收和发射多个移动用户信号而不发生相互干扰，使无线电频谱的利用和信号的传输更为有效。在不增加系统复杂度的情况下，使用智能天线可满足服务质量和网络扩容的需要。

智能天线系统的核心是智能算法，智能算法决定瞬时响应速率和电路实现的复杂程度，因此重要的是选择较好算法实现波束的智能控制。通过算法自动调整加权值得到所需空间和频率滤波器的作用。已提出很多著名算法，概括地讲有非盲算法和盲算法两大类。非盲算法是指需借助参考信号(导频序列或导频信道)的算法，此时，接收端知道发送的是什么，进行算法处理时要么先确定信道响应再按一定准则(比如最优的迫零准则zero forcing)确定各加权值，要么直接按一定的准则确定或逐渐调整权值，以使智能天线输出与已知输入最大相关，常用的相关准则有SE(最小均方误差)、LS(最小均方)和LS(最小二乘)等。盲算法则无需发端传送已知的导频信号，判决反馈算法(Decision Feedback)是一种较特殊的算法，接收端自己估计发送的信号并以此为参考信号进行上述处理，但需注意的是应确保判决信号与实际传送的信号间有较小差错。

系统特点

智能天线是一种多天线技术，它采用天线阵列形成可控的波束，指向并随时跟踪用户。它具有增加通信容量和速率、减少电磁干扰、减少手机和基站发射功率，并具有定位功能的优点。智能天线是移动通信领域中的一个研究热点，是解决频率资源匮乏的有效途径，同时还可以提高系统容量和通信质量。智能天线是一个具有良好应用前景且尚未得到充分开发的新技术，是第三代移动通信系统中不可缺的关键技术之一。经过实验证明，通过智能天线技术，WiFi网络将获得以下优势：1.收发信号强度全面提升，并且当AP或STA的位置、角度、方向改变时，仍能保持最佳覆盖效果;2.衰落和多径效应的优化改善，提升终端用户在非视距环境下的信号获取能力，看不见也能传;优化噪声影响，抵抗局部干扰源，保证终端用户最小工作带宽，降低断线几率;3.降低因遮挡或距离增加引起的信号质量下降幅度，保证STA有一定的带宽工作，使得性能不会大幅衰落;4.同步的上下行链路增益，提升单AP和整网容量，再挤也不怕。