智能天線技術(shù)分類

智能天線技術(shù)有兩個(gè)主要分支。波束轉(zhuǎn)換技術(shù)(Switched Beam Technology)和自適應(yīng)空間數(shù)字處理技術(shù)(adaptive spatial digital processing technology)，或簡(jiǎn)稱波束轉(zhuǎn)換天線和自適應(yīng)天線陣。天線以多個(gè)高增益的動(dòng)態(tài)窄波束分別跟蹤多個(gè)期望信號(hào)，來(lái)自窄波束以外的信號(hào)被抑制。但智能天線的波束跟蹤并不意味著一定要將高增益的窄波束指向期望用戶的物理方向，事實(shí)上，在隨機(jī)多徑信道上，移動(dòng)用戶的物理方向是難以確定的，特別是在發(fā)射臺(tái)至接收機(jī)的直射路徑上存在阻擋物時(shí)，用戶的物理方向并不一定是理想的波束方向。智能天線波束跟蹤的真正含義是在最佳路徑方向形成高增益窄波束并跟蹤最佳路徑的變化，充分利用信號(hào)的有效的發(fā)送功率以減小電磁對(duì)其的干擾。

波束切換方式的天線，一般由多個(gè)窄波束天線構(gòu)成，每個(gè)窄波束天線由于角度小，所以通常增益很大，覆蓋距離較遠(yuǎn)。一般在工作時(shí)，對(duì)于一個(gè)用戶，眾多天線中，只有一個(gè)窄波束天線是出于工作狀態(tài)的。當(dāng)用戶更換，或用戶位置轉(zhuǎn)移時(shí)，智能天線系統(tǒng)會(huì)根據(jù)情況更換窄波束天線的工作狀態(tài)，即停掉之前的窄波束天線，然后讓另一個(gè)角度正確的窄波束天線繼續(xù)工作。由于窄波束定向天線通常個(gè)頭較大，所以一般這類智能天線都在室外場(chǎng)景使用，比如TD系統(tǒng)的一些基站就采用這種智能天線裝置。 [6] 波束切換式天線，一般形成的天線角度個(gè)數(shù)，與其窄波束天線個(gè)數(shù)相當(dāng)。所以由于硬件設(shè)計(jì)限制，這種天線不可能有很多或很細(xì)致的天線角度可供選擇。從天線尺寸角度看，這種天線也只能在室外環(huán)境，即對(duì)空間沒(méi)有多少要求的環(huán)境中使用。

自適應(yīng)陣列天線：陣列天線由多個(gè)天線形成陣列，在工作時(shí)，通過(guò)不同天線的組合工作，形成不同的天線波瓣，實(shí)現(xiàn)多種方向、角度、增益都不相同的“虛擬天線”，以適應(yīng)不同工作環(huán)境，不同用戶的位置，以及避免不必要的干擾。自適應(yīng)陣列天線在工作時(shí)通過(guò)對(duì)工作環(huán)境的判斷，以及用戶位置的感知，經(jīng)過(guò)內(nèi)部芯片處理，能夠迅速計(jì)算出最佳的天線組合方式，達(dá)到想覆蓋哪里，就覆蓋哪里的目的。無(wú)線接入設(shè)備可通過(guò)不同天線的組合，形成最多4096種不同的波瓣模式，可以輕松的適應(yīng)各種室內(nèi)環(huán)境，增加覆蓋范圍，達(dá)到穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量之目的。 [6] 硬件智能天線方式：硬件智能天線方式又名“自適應(yīng)波束切換技術(shù)”，該技術(shù)利用具有多個(gè)硬件天線的天線陣列，智能的從中選擇多個(gè)天線陣子進(jìn)行信號(hào)的發(fā)射和接收，不同天線的組合可以形成不同的信號(hào)輻射方向，從而可以為處于不同位置的STA選擇最佳的發(fā)送或接收天線，提高信號(hào)接收質(zhì)量，最終提升系統(tǒng)的吞吐量。

1)在天線陣列上的不同天線之間有一定的物理距離，從各天線上發(fā)出來(lái)的信號(hào)到達(dá)接收方的所經(jīng)歷的路徑有長(zhǎng)有短，從而到達(dá)接收方的信號(hào)具有時(shí)間差。如果接收的信號(hào)相位不一樣，硬件智能天線方式可以從多個(gè)天線中選擇一組信號(hào)疊加效果較好的天線組合，采取自適應(yīng)快速切換，獲得效果遠(yuǎn)好于“On-Chip”方式的信號(hào)覆蓋質(zhì)量。

2)在天線陣列上的不同天線具有不同的定向性，組合而成的定向天線具有比全向天線更大的組合增益，可以增加AP設(shè)備實(shí)際等效發(fā)射功率(EIRP：Effective Isotropic Radiated Power)。硬件智能天線方式相對(duì)于芯片方式的優(yōu)勢(shì)：1)芯片方式會(huì)產(chǎn)生額外的干擾，通過(guò)對(duì)全向天線調(diào)節(jié)相位難以形成單獨(dú)的指向STA的信號(hào)，可能會(huì)對(duì)其它的方向形成干擾，并且會(huì)浪費(fèi)能量;2)芯片方式需要STA的支持，截至2012年8月22日 ，無(wú)線網(wǎng)卡基本都無(wú)法支持; 3)芯片方式有額外的吞吐量開(kāi)銷，芯片方式中AP和STA經(jīng)常需要進(jìn)行低速率的獲取信道信息的報(bào)文的交互，會(huì)影響整體的吞吐量。