基于智能天线浅谈其在移动通信中的延伸发展

浅谈关于移动通信的发展趋势【摘要】：21世纪移动通信技术和市场飞速发展，在新技术和市场需求的共同作用下，未来移动通信技术将呈现以下几大趋势：网络业务数据化、分组化，移动互联网逐步形成；网络技术数字化、宽带化；网络设备智能化、小型化；应用于更高的频段，有效利用频率；移动网络的综合化、全球化、个人化；各种网络的融合；高速率、高质量、低费用。

这正是第四代（4g）移动通信技术发展的方向和目标。

【关键词】：移动通信、4g、技术要求、关键技术引言：移动通信技术飞速发展．已经历了3个主要发展阶段。

每一代的发展都是技术的突破和观念的创新。

第一代起源于20纪8 o年代．主要采用模拟和频分多址(fdma)技术。

第二代(2g)起源于90年代初期．主要采用时分多址(tdma)和码分多(cdma)技术。

第三代移动通信系统(3g)可以提供更宽的频带．不仅传输话音．还能传输高速数据，从而提供快捷方便的无线应用。

但是第三代移动通信系统仍是基于地面标准不～的区域性通信系统．尽管其传输速率可高达2mb/s。

仍无法满足多媒体通信的要求．因此第四代移动通信系统(4g)的研究势在必行。

一、4g的定义及技术要求第四代移动通信技术可称为广带(broadband)接入和分布网络．具有非对称超过2mb/s的数据传输能力．对全速移动用户能提供150mb/s的高质量影像服务，将首次实现三维图像的高质量传输。

它包括广带无线固定接入、广带无线局域网、移动广带系统和互操作的广播网络(基于地面和卫星系统)．集成不同模式的无线通信．移动用户可以自由地从一个标准漫游到另一个标准。

其广带无线局域网(wlan)能与b-isdn和atm兼容．实现广带多媒体通信．形威综合广带通信网(1bcn)，他还能提供信息之外的定位定时、数据采集、远程控制等综合功能。

其主要技术要求及特征如下：通信速度更快由于人们研究4g通信的最初目的就是提高蜂窝电话和其他移动装置无线访问internet的速率，因此4g通信的特征莫过于它具有更快的无线通信速度。

5G通信系统下的智能天线设计与优化研究5G通信作为下一代移动通信技术的重要组成部分，将以更快的速度、更大的容量和更低的延迟来满足用户对移动通信的需求。

而作为5G通信系统的关键技术之一，智能天线设计与优化研究将对整个通信系统的性能起到至关重要的作用。

首先，让我们来了解一下智能天线的概念。

所谓智能天线，是指具备天线结构和系统的启发式、自适应和优化特性，能够自动调整其工作频率、辐射方向、极化方式和增益等参数，以适应不同通信环境和信号条件的一种天线。

在5G通信系统中，智能天线的设计与优化将面临一系列挑战。

首先，由于5G 通信系统将采用更高的频率，导致天线的辐射效率和方向性将受到更多的限制。

其次，5G通信系统将涉及更多的天线，例如大规模天线阵列和多输入多输出系统，因此智能天线的设计和优化将更加复杂和多样化。

另外，5G通信系统中的智能天线还需要具备更高的能量效率和更低的功耗，以满足可持续发展的要求。

为了解决这些问题，研究人员提出了一系列智能天线的设计和优化方法。

其中，一种常用的方法是基于人工智能和机器学习算法来实现智能天线的自适应和优化。

通过采集和分析实时的信号和环境数据，利用人工智能算法来优化天线的工作参数，从而实现更好的通信性能。

例如，利用深度学习算法，在多路径信号和干扰信号环境下对天线进行自适应波束成形，提高信号的传输效率和质量。

除了基于人工智能的方法，还有一些传统的优化算法被应用于智能天线的设计与优化。

例如，粒子群优化算法、遗传算法和模拟退火算法等。

这些算法通过优化天线的结构、参数或工作方式，来提高通信系统的性能。

同时，还可以通过对不同通信场景和应用需求的建模和仿真，来指导智能天线的设计与优化。

此外，智能天线的设计与优化还可以结合其他5G关键技术来实现更好的性能。

例如，将智能天线与大规模天线阵列、自组织网络和非正交多址接入等技术相结合，可以进一步提高通信系统的容量和覆盖范围。

另外，利用智能天线的自适应性和优化能力，可以构建更加灵活和高效的无线资源管理机制，实现对网络负载和干扰的实时监测和调整。

智能天线技术原理及其应用发表时间：2009-04-08T12:34:28.153Z 来源：《科海故事博览•科教创新》2009年第3期供稿作者：龙金林[导读] 本文介绍了智能天线技术的原理，其在移动通信中的应用以及应用进展。

摘要: 智能天线是一种安装在基站现场的双向天线,通过一组带有可编程电子相位关系的固定天线单元获取方向性,并可以同时获取基站和移动台之间各个链路的方向特性。

与其它日渐深入和成熟的干扰削除技术相比,智能天线技术在移动通信中的应用研究更显得方兴未艾并显示出巨大潜力。

本文介绍了智能天线技术的原理，其在移动通信中的应用以及应用进展。

关键词: 智能天线技术原理应用一、智能天线技术的原理智能天线原名自适应天线阵列(AAA,Adaptive Antenna Array)。

最初的智能天线技术主要用于雷达、声纳、抗干扰通信等,用来完成空间滤波和定位,后来被引入移动通信系统中。

智能天线通常包括波束转换智能天线(Switched Beam Antenna)和自适应阵列智能天线(Adaptive Array Antenna)。

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DOA(DirectionofArrinal),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。

总之, 自适应阵列智能天线利用基带数字信号处理技术, 通过先进的算法处理, 对基站的接收和发射波束进行自适应的赋形, 从而达到降低干扰、增加容量、扩大覆盖和提高无线数据传输速率的目的。

移动通信信道传输环境较恶劣。

该 技术 可 能会 使 用在 ＤＳ— 测技术能够使 系统在高 速运 动的
Ｃ ＭＡ Ｄ 通信标准 中 其 中信道编解 信 道环境 中达到较好 的性能 。多 码主 要是降低信号传播 功率和解 用户 检测技术是通 过去除小 区内
决信号 在无线传播环境 中不可避 干扰 来改进系统性 能 增加系统
力 Ｐ Ｓ是 利用较低 的功率发 射 寻址 ，编 号在 业务控制 区内将编 计算机 的ｃ ｕ Ｈ Ｐ 一样 ， 被誉 为Ｄ Ｐ Ｓ的
无线 电 波 信 号 ．故 涵盖 范 围 较 号转为相应 的路 由号码 ，供最 终 心脏 ，大量 的算法和操作 都得 通 小． 较适合城市 型 区域 ， 相对地 ． 选择 路由和 建立呼 叫。 过它来完成 ．因此该 内核结构 的
天线 技术对移动 通信 系统所带来 进入屏 蔽 区或信 道繁忙而无法 与 随着人们 的生活空 间，活动 的优 势是 目前任何技 术所难 以替 新 基站 联系 时 ．掉话就 会产 生 ． 空 间和参 与 领域 在不 断 地扩 大 ． 代 的。智能 天线技术 已经成 为移 Ｃ ＭＡ Ｄ 技术采 用的是 软切换 在 ． 对移动手机 的功能要 求 ，也不仅 动 通信 中最具 有吸引力 的技 术之 越 区切换 时 ，手机并不断 掉与原 仅是 对话和 通讯 ，还有许 许多 多 智能 天线技术是利用 自适 应 基站 的联系而同时与新基站联系 ．
．
本 电报公司所 开发出来的 ，它利 提供终端 可移动性 ． Ｎ用 以标识 出 一系列 更 高档 的新 技 术平 台 ． Ｒ 用数 码传送方式结合 先进 的无线 被 呼用户 当前 的网络接人点 ．用 人 们又开始注重 Ｄ Ｐ的内核技 术 Ｓ 电接取 技术和智 能型数码 网络能 户利用Ｐ Ｎ 号 ， Ｔ拨 为了对被 呼用户 的开发 ， 为Ｄ Ｐ 内核就相 当于 因 Ｓ的

技术作 为 ３ 未来移动通信 的关键技 术之 一 ， 为全球移 Ｇ及 成
动通信 研究的热点 。
器是根据 自 适应空 间滤波 ／ 波束成型算法和估计的来 波方向
等产生权值 ， 波束成型网络进行动态自适应加权处理以产生
希望的 自 应波束。从 接受的角度来看 ， 适 基站利用智 能天线
１ 智能 天线 的基 本原 理
来的 ， 工程 师们希望用智能天线来提 高移 动通 信系统 的 通信
信道复用率、 基站覆盖面积 ， 并克服共信道、 多径衰落等 日 益
严重 的干扰 问题 。智能天线采用空分复用 的概念 ， 利用信号 在 入射 方向上 的差别 ， 同频率 、 将 同时隙 、 道的信号 区分 同码
ｄ ｔ （）
硕士研究 生
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第 ３期
田雨 ： 动 通信 中的智能天 线技 术 移
１ ５
２ 智能天线的自适应波束成型技术
智能天线核心问题是波束成型技术， 因此 自 适应波束成 型算法是人们研究智能天线的关键， 它决定智能天线暂态响 应的速率和数字信号处理的复杂性。按照算法是否利用参 考信号可将 自 适应算法分为盲算法、 非盲算法和半盲算法。 盲算法无须参考信号或导频信号， 而是充分利用调制信 号本身固有的与具体承载信息比特无关的一此特征（ 如恒包 络、 子空间、 有限符号集、 循环平稳等） 来调整权值 以使输出 误差尽量小。常见的算法有常数模算法（ Ｍ ）子空间算 ｃ Ａ 、
束， 使天线主波束对准期望用户信号到达方向， 旁瓣或零陷 对准干扰信号到达方向， 从而达到充分利用移动用户信号， 并抑制干扰信号的目的。智能天线类似一个空问滤波器， 发
射机把 高增 益天线波束对 准通信 中的接 收机 ， 这样既可增大

Ｏｃ ２ ０ ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱｔ． ０ ７
浅 谈 智 能 天线 的原 理 及在 Ｔ — Ｓ Ｄ Ａ系统 中的应 用 Ｄ ＣＭ
张 丽
（ 邢台职业技术学院 教务处，河北 邢台 ０４ ３） ５ ０５ 摘 要：近年来，智能天线技术 已经成为移动通信 中最具有吸 引力的技术之一。本文对移动通 信 中的智能天线技术的原理和在 Ｔ－ ＣＭ Ｄ ＳＤＡ系统中的实现做一个简要的介绍。 关键 词 ：智 能天 线； 移动 通信 ；Ｄ ＳＤＡ系统 Ｔ － ＣＭ 中图 分类号 ：Ｔ ２ ．１ Ｎ８ １ 文献标 识码 ： Ａ ９ 文章编 号 ：０ ８－ １９ （０７ ５ ０５ ３ １０－６ ２ ２ ０ ）０—０ ７—０ －
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第２ ４卷 第 ５期 ２０ 年 １ ０７ Ｏ月
邢 台 职 业 技 术 学 院 学 报
Ｊ ｕ ａ ｆ ｎ ｔ ｉ ｌｔ ｃ ｎ ｃＣｏ ｌｇ ｏ ｒ ｌ Ｘｉ ｇ ａ ｙ ｅ ｈ ｉ ｌ ｅ ｎ ｏ Ｐｏ ｅ
Ｖｌ ． Ｎ ０． ０ ２４ １ ５
第 三 代 移 动通 信 中 的核 心 技 术 是 无 线传 输 技 术 （Ｔ ） ＲＴ 。在 ２０ ００年 ５月 ５日，国际 电联最 后确 认 了 ＩＴ２ ０ Ｍ － ００的无 线传输 技术 ，其 中，主 流 为 Ｃ Ｍ ＤＡ 技 术 。在 国际 电联 ２０ ００年 ３月份 的会议 上 ，更 是 提 出要 重视在 Ｃ Ｍ Ｄ Ａ系统 中使用 智 能天线 技术 。 智 能 天 线是 在 自适应 滤 波 和 阵 列信 号处 理 技 术 的基础 上 发展起 来 的， 是通 信 系统 中能通 过 调整 接 收或 发射特 性来 增强天 线性 能 的一种 天线 。 它利 用信 号传 输 的空 间特 性 ， 空间位 置及 入射 角度 上 从 区分所 需 信号 与干扰 信号 ， 而控 制 天线 阵的方 向 从

天线阵列在移动通信中的应用研究分析一、引言在当今数字化、信息化的时代，移动通信已经成为人们生活中不可或缺的一部分。

从语音通话到高清视频流，从在线游戏到物联网应用，我们对移动通信的速度、容量和质量的需求不断增长。

为了满足这些日益苛刻的要求，天线阵列技术应运而生，并在移动通信领域发挥着至关重要的作用。

二、天线阵列的基本原理天线阵列，简单来说，就是由多个天线单元组成的系统。

这些天线单元按照一定的规则排列，可以是线性排列、平面排列或者立体排列。

通过合理地控制每个天线单元的信号发射和接收，可以实现波束的形成和控制。

当信号从天线阵列发射时，不同天线单元发出的信号在空间中相互叠加，形成特定方向的波束。

这个波束可以指向特定的用户终端，从而提高信号的传输效率和质量。

同样，在接收信号时，天线阵列可以通过对不同天线单元接收的信号进行处理，增强来自特定方向的有用信号，同时抑制来自其他方向的干扰信号。

三、天线阵列在移动通信中的优势（一）提高频谱效率频谱资源是有限的，而移动通信的需求却在不断增长。

天线阵列通过波束成形技术，可以将信号集中在特定的方向上，减少信号的散射和干扰，从而提高频谱的利用率。

这意味着在相同的频谱带宽下，可以传输更多的数据，满足更多用户的需求。

（二）增强信号覆盖在一些信号覆盖困难的区域，如山区、地下室等，传统的单个天线往往难以提供稳定的信号。

天线阵列可以通过调整波束的方向和形状，有效地覆盖这些区域，为用户提供更好的服务体验。

（三）提高系统容量通过同时为多个用户提供独立的波束，天线阵列可以实现空间复用，即在同一时间和频率资源上为多个用户传输数据，从而大大提高系统的容量。

（四）降低干扰天线阵列可以精确地控制波束的方向和范围，减少对其他小区或用户的干扰，提高整个移动通信网络的性能。

四、天线阵列在移动通信中的应用场景（一） 5G 通信5G 通信对高速率、低延迟和大容量有着极高的要求。

天线阵列技术在 5G 中得到了广泛的应用，如大规模 MIMO（多输入多输出）系统。

对 于 ＷＣ ＭＡ和 Ｃ ＭＡ ０ ０系 统 而 肓 ， Ｄ Ｄ ２０ 智 能天线虽然是推荐配置，但是 当今 的一些 ＷＣ — Ｄ ＭＡ和 Ｃ ＭＡ２０ Ｄ ０ ０的基 站产 品 已经开 始 支持 智能
天线 了 。
２ 在 Ｔ ＳＤ ． ２ Ｄ－Ｃ ＭＡ 系 统 中 的 应 用 。 Ｔ Ｄ—
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信 』 ｆ 学 息 科 Ｉ
科
赵 全 军
智能天线及其在 ３ Ｇ中的应用
唐晓字 唐 宏
（ 重庆 邮 电大 学 移 动 通信 技 术 重点 实验 室 ， 重庆 ４ ０６ ） ０ ０ ５
摘 要： 近年 来， 着全球移动通信用户数量 的不断增加 以及无线新业务的开发 ， 随 如何有效地利用有限的频谱 资源， 高系统容量 ， 提 己成 为第三 代移动通信 系统（ＭＴ ２０ 的关键 问题 。 Ｉ 一 ００） 智能天线技 术作 为解决上述 问题 的有效手段 ， 越来越受到无线通信工作者的关注。 简单介绍 了智能天线技 术并对智能天线技 术在 第三代移动通信 系统 中的应 用进行 了简单 的综述 。 关键词 ： 智能 天 线 ；Ｇ； 用 ３ 应 ｒａＣ ｍ 引言 ： 移动通信替代固定 电话业务的现象正 智能天线。而美国的 Ａ ｒｙ ｏ ｍ公 司和中国电信 在全球范围迅猛扩展． 为了最大限度地实现全球统 科学研究院信威公司也研制出应用于无线本地环 ＷＬ ） 频段、统一制式和无缝漫游 ，开拓新的频谱资 路（ Ｌ 智能天线系统 。我国也早 已将研究智能 源、 应对 中高速数据和多媒体业务的市场需求 ， 进 天线技术列入国家 ８ ３３ ７通信技术主题研究中 ６－ １ 步提高频谱效率 、 增加系统容量和降低运营成 的个人通信技术分项 ，许多专家及大学正在进行 。 本，由２ Ｇ向 ３ Ｇ移动通信发展已成为必然趋势。 相关 的研 究 智能天线利用数字信号处理 的能力 ，合成天线阵 ２ ． ＷＣ ＭＡ和 Ｃ ＭＡ ０ ０中的应用。 １在 Ｄ Ｄ ２０ 第 列输入和输出， 以白适应的方式发射和接收信号。 ３ 代系统被设计为 一个可以提供相当高速的数据

移动通信中的MIMO技术在当今数字化和信息化飞速发展的时代，移动通信已经成为人们生活中不可或缺的一部分。

从简单的语音通话到高清视频流，从即时通讯到物联网应用，我们对移动通信的速度、质量和稳定性的要求越来越高。

而 MIMO 技术（MultipleInput MultipleOutput，多输入多输出）的出现，无疑为满足这些需求提供了强大的支持。

MIMO 技术的核心原理其实并不复杂，但却极其精妙。

简单来说，它就是通过在发射端和接收端同时使用多个天线，来实现更高效的数据传输。

想象一下，传统的通信方式就像是一条单车道的公路，车辆只能依次通过，速度和流量都受到很大限制。

而 MIMO 技术则像是将这条公路拓宽成了多条车道，允许更多的车辆同时并行，大大提高了交通的效率和容量。

在具体的实现过程中，MIMO 技术主要有两种工作模式：空间复用和空间分集。

空间复用模式下，多个独立的数据信息流可以同时在不同的天线上传输，从而在相同的频谱资源下大大提高了数据传输速率。

比如说，在一个 2×2 的 MIMO 系统中，如果每个天线的传输速率是100Mbps，那么通过空间复用，总的传输速率可以达到 200Mbps。

而空间分集模式则是通过在多个天线上发送相同的数据，然后在接收端通过合并处理来提高信号的可靠性和抗衰落能力。

这就好比我们在邮寄重要信件时，为了确保对方能够收到，会同时通过多个不同的渠道发送相同的内容，只要有一个渠道成功，信件就能送达。

MIMO 技术为移动通信带来了诸多显著的优势。

首先，它大幅提升了频谱效率。

频谱资源就像土地一样，是有限且珍贵的。

通过 MIMO技术，我们能够在相同的频谱带宽内传输更多的数据，这就相当于在有限的土地上建造出了更高的建筑，实现了资源的更高效利用。

其次，MIMO 技术增强了系统的可靠性和稳定性。

在复杂多变的无线环境中，信号容易受到衰减、干扰和多径衰落等影响。

而 MIMO 系统通过多个天线的协同工作，可以有效地抵抗这些不利因素，保证数据的准确传输。

１ 智 能 天 线
智 能天 线 （ｍ ｒａ ｔ ｎ ） 义 为波 束 间没有 切换 的多波 束 或 自适 应 阵列 天线 … ． 波 束 天线 在 一 个 扇 ｓ ａｔ ｎ ｎ ａ定 ｅ 多 区中使用 多个 固定波 束 ， 在 自适 应 阵 列 中 ， 而 多个 天 线 的 接 收 信 号 被 加 权 并 且 合 成 在 一 起 使 （ Ｎ ｉ ｄ Ｓ Ｒ Ｓ ｎ ｇ Ｎ ｉ ａ ｉ） 噪 比达 到最 大 ． 固定 波束 天 线 相 比， 线 阵 列 的 优 点 是 ， 了 提 供 高 的 天 线 增 益 外 ， 能 ０ ｅＲ ｄ 信 ｓ ｏ 与 天 除 还
提供 相应 倍数 的 分集 增 益 ． 是 ， 但 它们 要求 每 个天 线有 一个 接 收机 ， 以衰落 速率 对 天 线加 权进 行 跟踪 ｊ 并 ． 智 能天线 最 初用 于 雷达 、 纳及 军事 通信 领域 ， 声 近年来 ， 代数 字 信号 处 理技 术 发展 迅 速 ， 现 数字 信号 处
－
收稿 日期 ：０ ２—０ ２０ ９—０ １
作 者 简 介 ： 志 盟 （９３ ， ， 江 绍 兴 人 ， 教 授 ， 事 电 磁 场 数 值 计 算 和 通 讯 理 论 研 究 谢 １ 一） 男 浙 ６ 副 从
Ｄｖｓ ｎＭ ｌｐｅＡ ｃｓ） ｉ ｉ ｕｔ ｌ ｃｅｓ 方式 不 同 ， 能 天 线 引 入 了第 四维 多址 方式 ： 分 多址 （ ｐｃ ｉ ｓ ｎＭ ｌｐｅＡ ． ｉｏ ｉ 智 空 Ｓ ａｅＤｖ ｉ ｕｔ ｌ ｃ ｉｏ ｉ ｃｓ，Ｓ Ｍ 方式 ． ｅｓ Ｄ Ａ） 即在相 同时隙 、 同频率 或 相 同地址 码情 况 下 ， 统 仍 可 以根 据 信 号不 同 的空 间传 播 路 相 系
径来 区分 用户 ， 以显 著 降低 用 户信 号彼 此 间的干 扰 ． 可

方向 ， 波束 零点对准 干扰方 向。 而将 波束形成 方法一 般 有两种 ： 阵元 空间处理 方式 和波束 空间处理 方式 。
滤波 处理 ， 消除符 号间干扰 和用 户 间干扰 。 与开关 波 束 天 线不 同 ， 自适应 天线能 准确估 计用 户位置 ， 利用
基站 分配 的波束进 行上下行链 路 通信 。 通信时 ， 波束 直 接对 准 用 户 ，以减 小 多径 形 成及 其 他 用 户 的 干
位覆盖 。 由于每个波束 能 量集 中方 向不 同 ， 相互 间以
一
定角 度区分 。 操作 时 ， 系统扫 描并计算 所 有波束 的
扰 ， 终 的好 处就 是 降低 发 射 功 率 ， 大 基站 覆
输 出功率 ， 出最 大波束 ， 找 向用 户 定 向发 射 或 接收 ， 然后在该 波束 内进 行信 号滤波 ， 估计 出所需 信号 。 若
干扰 ， 提高系统性 能 。
未来移 动智能 天线均 采用数 字方 法实现波 束形 成， 即数字 波束形成 （ Ｂ ） Ｄ Ｆ 天线 。 因此 可用软件 设计
完 成 自适 应算 法更 新 ，以在不改 变 系统硬件配 置前 提下 ， 加 系统灵 活性 。Ｄ Ｆ对 阵元 接 收信号 进行 增 Ｂ 加权求和 处理 ， 形成天线 波束 ， 主波 束对准期 望用户
述 了智能 天线 的原理 、 分类 、 波束 形成方 法及其在 ３ 系统 中的应 用。 Ｇ 关键 词
随着 全球通信业 务 的迅速 发展 ，作 为 未来个人
通信 主要 手段的无线 移动 通信 技术 正引起 人们极 大 关注 。如何消 除同信道 干 扰（ Ｃ ）多址 干扰 （ Ｃ Ｉ、 ＭＡＩ ） 和多 径衰落的影 响 ，已成 为提高无 线移 动通信 系统 性能 的主要因素 。 能 天线利 用数字 信号处 理技术 ， 智

表 １ 移 动通 信 接 入模 式 适 用 范 围示 意 表
高， 这些 要求 集 中体现在 传输 率 的大 幅提升 ， 信质 量 的大 通
幅提 高 、 信 安全 和便 捷 性 的提 高 以及 串线 、 线 、 通 掉 失稳 等 移动通 信 中存在 的 问题 的消 除 。与此 同时， 随着 ３ 网络 的 Ｇ
也成 为军用无 线 网络 的参考 、 借鉴 以及利用 的对象 。 随着社 会 的发展 ，各 个领 域对 移动 通信 的要求 越来 越
同时多元接 入模式采 用多址接入 技术 ， 网络地址 完全 随机 分 配 ， 以极大地 改善甚至 消除移动通 信 中的“ 可 串频 ’ ’ 。自 现象
动选 网 、 化频 率 ， 优 接入 模式 的 多元化可 以使 得未来 的移 动 通信 不在存在“ 区 ” 盲 。
适 用范 围 模 拟接入 适用 于 Ｆ ＤＭＡ、 ＡＭＰ Ｎ Ｓ、 ＭＴ、ＭＴ Ｌ Ｓ等模式
接入方式 适 用 于 Ｔ ＤＭＡ （ Ｍ 、 Ｄ Ａ ＧＳ Ｐ Ｃ、 ＤＣ 等 ） 、 数 字接入 Ｃ ＭＡ （Ｓ９ ）以 及 Ｗ．ＤＭ＝ Ｔ — ＤＭＡ、 Ｄ Ｉ一５ Ｃ Ａ、 Ｄ Ｃ Ｓ ＤＭＡ 等 Ｃ
在 使用 的网络时 ， 又可及 时更换 网络， 而网络之 间的“ 缓冲频 率 ” 以保障 网络转 换 的瞬 间 （ 可 小于 ｌ ） ｓ 通信 不会受 到影响 。
了完整 的移 动通信技术 。目前 ， 移动通 信技术 已经广 泛应用 在 电话 、 网络 、 商业 、 旅游 等 民用领 域 ， 移动通 信 技术 本身 而
一
复用方 式 Ｆ Ｄ、 ＤＤ Ｄ Ｔ
些方 面进行分 析 。 ２ ．数据传 输能 力大幅提 升 移 动通信 的数 据传 输 能力对 于移 动通 信 的质量 与模 式 ４ ．智 通 常只 是

『 关键 词１ ４ （ ； ； 通信 技 术 ； 安全缺 陷； 发展 策略
前， 住全球 ４ ５ 亿 于 机用 户 的基 础 上 ， 移 动 通信 在 一 步 步 的 还便 宜 很 多 。
发展 ｆ 使人 人之 达到了基本上的互联， 而接 下来的就是致力
Ｊ 人 联嘲Ｉ ＇ ｎ Ｊ 的相 互 联通 。在 这 过 程 中 ， ３ Ｇ 移动 通 信 技术 的
僻 。另外， ４ Ｇ 移动通信 可以进行真 正的无线漫游 ， 从 而使各个多 性增 加 ， 从 而 获 得 空 间 复用 技
系统 ， １ ｒ 顾 的 飞跃 。但 与 此 同 时 ， 由于 ３ Ｇ 通信 技 术 在 视 频 、 影 信 道 的划 分 ， 原 有 的 宽频 数 据 流在 被 串并和 分 流 的过 程 中 被划 分
、
以及 数 据传 输量 和 速 度 等 方 面 的缺 陷 ， 也 为 了进 一 步 更 为 多 个 窄 带平 坦 的信 道 ， 通 过 分 流来 获得 频 带 的高 利 用 率 ， 十分
蜂 窝 式 络 ， 其中， 全数字式 Ｉ Ｐ 技术 的采 用 更促 使 ４ Ｇ 超 越 了 原 碍接入 ， 并把相关 的业务 、 传输个控制等程序分开来。而在核心
仃的边缘 能化刚络体系， 向全智能化的网络体系发展 。值得一 网 中 ， Ｉ Ｐ 与 多 种无 线 接 入方 式 间是 可 以兼容 的， 因此， 在进 行 核 心
２ ４ Ｇ 移 动 通 信 技 术 的 支撑 技 术 系 统 ４ Ｇ 之所 以能在 移 动通 信 技 术 中崭 露 头角 ， 其 先进 的技 术支 撑
延川使得智能机在 于机用户 中得到了广泛的普及 ， 更使手机运用 是 关键 。首 先 是 Ｏ Ｆ Ｄ Ｍ （ 正交 频 分 复用 ） 。Ｏ Ｆ Ｄ Ｍ 在４ Ｇ 中主 要运 用 于

倍 地提 高 通信 系 统 的容量 与可靠 性 ． 未 来移 动 通信 实现 是
关 键 词 ：智 能 天 线 ； Ｉ Ｍ ＭＯ； 间分 集 ； 时 编 码 空 空 中 图 分 类 号 ：Ｔ ２ ． 文 献 标 识 码 ：Ｂ Ｎ９ ９５
文 章 编 号 ：１ ７ — １ １２ ０ ） ５ ０ ５ ０ ６ ３ １３（０ ８０ —４ — ３
Ｃ ｕｉＮ ａ ｎ Ｘ ｕ ｉ ｎｌ ｎｇ Ｘ ａ ｉ
（． ａ ｇ ｉ １ Ｇｕ ｎ ｘ ｉｉ ｔ ｗ ｅ ｔ ｏ ｃ Ｃｏ ， ｄ．Ｇｕｉ ｎ， ４ ０ ４ Ｃｈ ｎ ． ｅ ａ ｔ ｅ ｔ ｆ ｅ ｔｏ ｉ ｎ ｎｆ ｒ ｔ ｎ Ｇｕ ｌｎ Ｓａ ｏ Ｅｌ ｃ ｒ ｎｉ ．Ｌｔ ， ｌ ５ １ ０ ， ｉ ａ ２ Ｄ ｐ ｒ ｍ ｎ Ｅｌ ｃ ｒ ｎ ｃ ａ ｄ Ｉ ｏ ｍａ ｉ ｉ ｏ ｏ
Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎｇ Ｇｕ ｎ ｄ ｎ Ｉ Ｐ ｌ ｔｃ ｉ ｌ ｇ ， ｇ ｎ ｅ ｉ ， ａ ｇ ｏ ｇＡ Ｂ ｏ ｙ ｅ ｈｎ ｃＣｏ ｌ ｅ Ｇｕａ ｇ ｈｏ ５ ０ ０ ， ｅ ｎ ｚ ｕ， １ ５ ７ Ｃｈｉａ ｎ）
Ａ ｂｓ ｒａｃ ： Ｔｈｅ ｍ ｏ ｌ ｍ ｍ ｕｎｉ ａｔｏ ｓ ｔ ｍ ｉｌｏｆ ｅｒｔ ａｆ ｉ ｔ ｔ ｂｉｅ ｃｏ ｃ ｉ ｎ ｙｓ ｅ ｗ ｌ ｆ ｒ ｆｃ ｄａｔ ａｒ ｐａｃｉｙ ａｎｄ ｈｉ ａ ｏｆ ｌ ｇｅ ｃａ ｔ ｇｈ ｐｅｅ ｓ ｄ．Ｔｏ ｅｎｓ ｅ ｔ ｓ ｕｒ ｈｉ ，
理 技 术 （ｄ ｐ ｉｅ ｓ ｔａ ｉ ｉａ ｒ ｃ ｓ ｉ ｅ ｈｎ ｌｇ ａ ａ ｔｖ ｐａｉｌｄ ｇ ｔｌｐ ｏ ｅ ｓｎｇ ｔｃ ｏｏ ｙ）判
成 能 力 的 天 线 阵 列 ． 用 数 字 信 号 处 理 技 术 产 生 空 间 定 向 利 波 束 ， 天 线 波 束 对 准 期 望 用 户 信 号 到 达 方 向 ， 瓣 或 零 陷 使 旁 对 准 干扰信 号 到达 方向 ． 到充 分利 用 移动 用户 信 号 并删 达 除 抑 制 信 号 的 目的 。 能 天 线 对 于 移 动 通 信 的 贡 献 在 于 能 智 够 成 倍 地 提 高通 信 系统 的 容 量 ． 效 地 抑 制 各 种 干 扰 ， 衰 有 抗 落 ， 低 成本 ， 改善通信 质量 。 降 并

文章编号:1001-893X(2005)01-0007-05M I M O技术的发展与应用3赵亚男,张禄林,吴伟陵(北京邮电大学信息工程学院,北京100876)摘　要:给出了多输入多输出(M I M O)技术的概念,详细叙述了M I M O技术的研究现状,阐述了M I M O 的关键技术和M I M O技术的应用,研究和分析表明无线移动通信领域智能天线技术的重大突破就是多M I M O技术,它能在不增加带宽的情况下成倍地提高通信系统的容量和频谱利用率,是下一代移动通信系统中最富有竞争力的技术之一。

文章最后给出了M I M O技术今后的研究方向。

关键词:多输入多输出技术;贝尔空时分层结构;空时分组码;空时格形码;智能天线中图分类号:T N929.5 文献标识码:ADevelop ment and Appli cati on of M I M O TechnologyZHAO Ya-nan,ZHAN G Lu-lin,WU W ei-ling (School of I nf or mati on Engineering,Beijing University of P osts and T eleco m municati ons,Beijing100876,China)Abstract:The concep t of Multi p le-I nputMulti p le-Out put(M I M O)technol ogy is intr oduced.Research conditi on ofM I M O technol ogy is narrated and the key techniques and app licati on ofM I M O technol ogy are discussed.Analysis indicates thatM I M O technol ogy is the i m portant p r ogress of s mart antenna in wireless communicati on.It can enhance capacity and frequency s pectrum utilizati on efficiency of communicati on syste m while maintaining bandwidth.M I M O is one of the most competitive technol ogies in the next genera2 ti on mobile communicati on syste m.Research trend ofM I M O technol ogy in future is given finally.Key words:Multi p le-I nput Multi p le-Out put(M I M O);Bell Labs layered s pace-ti m e architecture (BLAST);Space-ti m e bl ock codes;Space-ti m e trellis codes;S mart antenna 无线通信技术在不断发展,有限的无线资源面临着通信数据大爆炸的困境,如何用较少的频率资源来传输更多的信息以及抑制无线电干扰技术成为无线通信技术发展的两大挑战。

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Ｑ：
ＳＣＩ ＮＯｒ ＆ ＴＩ ｔ Ｆ Ｃ｝ＮＯＩＯ０Ｙ Ｎ ｛ ＾ ＴＯＮ Ｉ ＩＯＩＭ Ｉ
Ｔ技
术
移 动 通 信 中 的 智 能 天 线 技 术
罗征
（ 南京邮 电大 学通 信与信息工 程学院 江苏南 京 ２ ０ ３ １ ０） ０
¨
。
根 据接 收信 号情 况选择 桐 应的波 束 ，使 通信 质量达到最优。 ２ ２ 关键技 术 ． ２ ２． 智能化接收 平】 １ ｌ 发射技 术 智 能天 线在接 收 信号 时 ，通过 使 用移 相 器 （ ｝文 中的加 权 ｆ）调节两 个 天线阵 元 ｆ 的相 ｆ ，并将 两 者收到 的 信号进 行 加 ｎ Ｊ 謦 权 ，得 到 最 人 信 号 ， Ｈ 确 认 信 源 方 ｒ 。 女ｌ ． ｎ Ｊ ｌ
Байду номын сангаас
明操 作等 方面 ， 有非常重要的 作用。因此智能 个 方向具 有相 同的 增益 。我 们用 基带 复包络 的 ，这些波 束 覆盖整 个小 区 ， 各个 波束 的指 天线 技术 在 无线移 动通 信 中的 地 位 ，也越 来 ｓｔ 表示 平面调 制波 。则 Ｌ Ｓ阵 元 ｎ上接收 向 与波瓣 宽 度都 已倾 ； 设定 ． 信时 ，基站 （） Ｅ 匕 通
比值 。阵 列因子 决定 了阵 列的 方向 图，也 描 主 瓣对准 有 用信号 到达方 向 ，低增 益 副瓣对 述 ｒ阵 列 。 准 干扰 信号 到达方 向 ，借助有 用 信号和 Ｔ扰 阵 列性 能通 常 由 一 因素决 定 ，阵 列的 些 信号在 人射 方向 上的差 异 ，选择恰 当的合并 尺 寸，或孔 决定 了阵 列所能 取得的 最大 增 权值 ，从而 达到 充分利 用移 动用 户信号 并抑 益 。另 外，阵 元数决 定阵 列方 向【 设计 中的 生 Ｉ 制干扰 信号 的 Ｉ 的 。智能天 线相 当于 守时滤 ］ １ 自由度数 。 波 器，在 多个指 向不 同用 户的并 行天线 波 束

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国 钇 技 ２２第 期 ０年 ３ ０
文 章 编 号 ： ０ — ９Ｘ［１２ ０ — １ ０ １ １ ８３ ２ ） ３ ０２ ０ Ｘ ） ２— ６
ｊ
ｉ题 评 ｌＮ 专 ｌ 述 Ｏ
第三代移动通信智能天线的研究现状 及 发 展 趋 势 分 析＊
自从 １４ ９ ８年 出现 第一 台移 动 电话 以来 ， 动 通 移 信 已经历 了 ２ 世 纪 ６ Ｏ ０年 代初 贝尔 实 验 窒提 出的 蜂 窝 结 构 、０年代 初 以模 拟 技 术 为技 术 特 征 的第 一 代 ８ 移 动通 信 的发 展 和 ９ ０年 代 初 以数 字 技 术 为 主要 特 征 的第二 代 移 动 通 信 的 发 展 。 近 年 来 ， 着 全 球 通 随 信 业 务 剧 增 以 及 个 人 通 信 等 新 概 念 的 出 现 和 Ｉ Ｔ ０ ０标 准化 工 作 的 进 行 ， 一 代 移 动 通 信 系 统 Ｍ ２０ 新
庄 铭杰 林 比宏
（． 门大 学 物 理系 ， 建 厦 门 ３１２ ； ． 美 大 学信 息 学 院 ， １厦 福 ６０１ ２集
福 建 厦 门 ３ １ １ ３ 泉州 师 范学 院 物理 系 ， 建 泉州 ３ ２０ ） ６０ ； ． ２ 福 ６０ ０
摘Leabharlann 要： 本文 首先 简单地介绍移动通信发展 以及 第三代 移动通信 （Ｇ 的技 术特征 和 实现 目标 ， 阐述 了如 ３） 并
Ｋ ｙｗ ｒ ｓ３ ｏ ｕ ｉ ｔ ｎ Ｓ ａ ｎ ｎ ａ Ｓ ； ｈ ｎ ｌ ｏ ｅ；Ａ ａｔ ｅａｔ ｎ ｒ ｙ Ａｇｒｈ Ｓ ｍ ｅ ｏ ｄ ： ｃｍ ｎ ａｏ ；ｍ ｒ ａ ｔ ｎ （ Ａ） Ｃ ａ ｅ ｍ ｄｌ ｄｐｉ ｎｅ ａａｒ ； ｌ ｉ ｍ； ｕ ． Ｇ ｃｉ ｔ ｅ ｎ ｖ ｎ ａ ｏｔ