智能天線原名自適應天線陣列（AAA，Adaptive Antenna Array)。最初的智能天線技術主要用于雷達、抗干擾通信、定位及軍事通信方面等，完成空間濾波和定位功能。近年來，隨著移動通信的發展以及對移動通信電波傳播、組網技術、天線理論等方面的研究逐漸深入，智能天線開始用于具有復雜電波傳播環境下的移動通信。為此，移動通信研究者給應用于移動通信的自適應天線陣起了一個較吸引人的名字--智能天線（英文名為Smart Antenna或Intelligent Antenna）。

智能天線技術利用基帶數字信號處理技術產生空間定向波束，使天線主波束即最大增益點對準用戶信號到達方向，旁瓣或零陷對準干擾信號到達方向，從而給有用信號帶來最大增益，有效減少多徑效應所帶來的影響，達到對干擾信號刪除和抑制的目的。使用自適應陣列天線技術能帶來很多好處，如擴大系統覆蓋區域，提高系統容量，提高數據傳輸速率，提高頻譜利用效率，降低基站發射功率，減少信號間干擾與電磁環境污染等。

智能天線系統在無線鏈路的發射端和/或接收端帶有多根天線，為了利用移動無線信道的空間特征，智能天線系統中的信號都進行了自適應處理。根據信號處理是位于通信鏈路的發射端還是接收端，智能天線技術被定義為多入單出（MISO，Multiple Input Single Output）、單入多出（SIMO，Single Input Multiple Output）和多入多出（MIMO，Multiple Input Multiple Output)。充分利用空間維數可以增加無線網絡的容量。

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1、智能天線的分類

智能天線分為兩大類：多波束天線與自適應天線陣列。多波束天線利用多個并行波束覆蓋整個用戶區，每個波束的指向是固定的，波束寬度也隨天線元數目而確定。當用戶在小區中移動時，基站在不同的相應波束中進行選擇，使接收信號最強。因為用戶信號并不一定在波束中心，當用戶位于波束邊緣及干擾信號位于波束中央時，接收效果最差，所以多波束天線不能實現信號最佳接收，一般只用作接收天線。但是與自適應天線陣列相比，多波束天線具有結構簡單、無須判定用戶信號到達方向的優點。自適應天線陣列一般采用4~16天線陣元結構，陣元間距為半個波長。天線陣元分布方式有直線型、圓環型和平面型。自適應天線陣列是智能天線的主要類型，可以完成用戶信號接收和發送。自適應天線陣列系統采用數字信號處理技術識別用戶信號到達方向，并在此方向形成天線主波束。

2、智能天線的陣列結構

智能天線一般采用4~16天線陣元結構，陣列的方向圖和陣元間距可看成濾波器在時域上的離散信號的幅度響應和取樣周期。在時域，根據Nyquist采樣定理，一個帶限信號有最高頻率，此信號由它的離散取樣唯一決定，取樣率等于或大于2倍最高頻率。如果取樣率小于2倍最高頻率，則會出現重疊混淆。在空域，取樣率對應于規范化的陣元間距的逆，最高頻率對應于1。根據Nyquist采樣定理，為避免空間混淆，陣列的陣元間距應該小于或等于載波的半波長。然而，陣元間距也不能任意小，因為兩個靠得太近的陣元會有互耦效應。陣元間距應該有足夠的距離以避免空間混淆并使互耦最小。在實際線陣中，陣元間距常保持在半波長。

智能天線系統中陣元分布方式有直線形、圓環形和平面形等多種方式。智能天線采用數字信號處理技術識別用戶信號到達方向，并在此方向形成天線主波束。智能天線根據用戶信號的不同空間傳播方向提供不同的空間信道，等同于有線傳輸的線纜，有效地克服了干擾對系統的影響。

雖然天線陣列是射頻前端的重要設備，但智能天線技術的核心部分還在于基帶處理部分?；鶐幚聿捎脮r域、空域或兩者相結合的自適應算法，將自適應陣列天線接收到的信號進行加權合并，從而使信號與干擾噪聲比最大。采用了智能天線技術的智能基站天線波束具有指向性，可以對通話用戶進行波束指向，對干擾用戶進行零陷波束處理，并自適應地調整波束方向來跟蹤通話用戶。

3、智能天線中的校正技術

智能天線陣元間的非時變誤差可以在投入使用之前予以校正，但時變誤差需要選用在線校正方法予以校正。時變誤差的在線校正方法分為有源校正和無源校正兩類。通信系統對在線校正方法提出了如下表3-1所示的4項基本要求。

表3-1：在線校正方法的基本要求

目前，已經提出了不少滿足上表要求的校正方法。其中比較典型主要的3種：注入參考信號校正方法（有源校正方法）、無線饋入信號校正方法（有源校正方法）和盲校正方法（無源校正方法）。

注入參考信號校正方法主要有下表3-2所示的不足。無線饋入信號校正方法的最大優點在于在校正智能天線各射頻通道幅相誤差的同時，可以校正天饋帶來的幅相誤差。但由于陣列天線與檢測天線間的布局和信號耦合設計難度較大，導致這種方法不易實現。此外，這種方法也存在注入參考信號校正方法的一些不足。

表3-2：注入參考信號校正方法的缺陷

盲校正方法把智能天線在上行鏈路（或下行鏈路）接收到（或發射）的信號作為校正檢測信號，不需要另外產生，這就避免了使用功分器，因此不用校正功分器的非理想性，校正檢測信號也不會對用戶產生干擾，相對簡化了校正系統的設計。這是其最大優點。此外，該方法對上行鏈路和下行鏈路都適用，并且NLMS算法的快收斂性使得該算法能夠跟蹤陣列各通道幅相誤差的變化。

綜合考慮，盲校正方法和注入參考信號校正方法是目前最有前途的兩種在線校正方法，其基礎理論也在不斷深入的研究之中。

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4、智能天線的技術優勢

智能天線具有的技術優勢表現在7個方面，詳細匯總在下表4中。

表4：智能天線具有的技術優勢

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