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1 前言
GPRS作为中国移动通信公司的2.5代移动通信系统，要在当前越来越激烈的竞争保证用户的稳定增长以及扩大业务范围，就是要增加新业务，在业务数量和质量上赶超对手。应用智能天线技术改善GPRS系统，使GPRS能支持更多的业务种类和承载更高级的业务应用，是比较有效的竞争手段。空分多址(SDMA)下的智能天线技术是移动通信领域近年来的热点，而且自适应阵列天线是智能天线主要的发展方向，本文主要介绍自适应阵列天线以及ArrayComm公司的IntelliCell®技术，并指出在GPRS网络中应用自适应阵列天线的方法和优点。
2 自适应阵列天线
智能天线系统的组成基本可划分为天线阵、收发信机组和智能处理器，
自适应阵列天线是智能天线的主要类型，可以实现全向天线，完成用户信号接收和发送。自适应列天线系统采用数字信号处理技术识别用户信号到达方向，并在此方向肜成天线主波束。自适应阵列天线基本原理
自适应智能天线技术使用了自适应阵列信号处理软件，对所有用户的无线信号进行高速时空处理从而实时调整无线信号的传输，为每位用户提供优质的上行链路和下行链路信号。即使基站在充满噪音和干扰的环境中，也能监测开保持与多个不同用户的通信连接，从而实现空分多址 (SDMA)的效果。在网络中，这种先进的基站性能可以用来增加基站覆盖范围，从而降低网络成本，提高系统容量，最终达到提同频率使用效率的目的。
自适应阵列天线一般采用4-16天线阵元结构，在FDD中阵元间距1/2波长，若阵元间距过大，则接收信号彼此相关程度降低。太小则会在方向图形成不必要的栅瓣，故一股取半波长。而在TDD中，美国的ArrayComm公司在PHS系统中的自适应阵列天线的阵元间距为5个波长。间距宽而波束更窄，而PHS系统中采用TDD模式，因而更容易进行定位处理。即使旁瓣多，但由于用户和信道都比较少，因而不会带来不利的影响。
自适应阵列天线根据用户信号的不同空间传播方向提供不同的空间信道，等同于信号有线传输的线缆，有效克服了干扰对系统的影响。
基带处理部分是自适应阵列天线技术最重要的部分，它将自适应天线阵接收到的信号进行加权和合并，从而使SINR最大。基带处理部分采用复杂的自适应算法，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。目前己提出很多著名算法，概括地讲有非盲算法和盲算法两大类。非肓算法是指需要借助参考信号 (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，迸行算法处理时要么先确定信道响应再按一定的准则确定或逐渐各加权值，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MMSE(最小均方误差)、LMS(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。
自适应智能天线技术是一种物理层技术，它并不影响系统的高层协议，因此，它适用于各种无线接口。按照对传统的智能天线的理解，自适应阵列智能天线技术由于其技术特点的限制仅适用于TDD系统，而现在随着这一新技术的不断完善，它在FDD系统中的应用同样能达到理想的效果。
3 IntelliCell®自适应阵列智能天线
自适应阵列天线技术是近30年中最先进的无线技术之一，而爱瑞通信公司(ArrayComm lnc)的IntelliCell®技术堪称其中杰出的代表。IgntelliCell®技术又被称为完全自适应智能天线解决方案，它利用专利软件和标准阵列天线，连续的实时优化每一个无线用户的信道，从而能够优化发射、减少干扰和降低对频谱的需求，实现在所有空中接口上极大地提高无线语音与数据网络的容量、覆盖范围和传输质量的目的。图3显示出了IntelliCell。基站和传统基站的区别。
IntelliCell®自适应阵列智能天线系统及其使用IntelliCell®自适应阵列智能天线的基站结构
应用自适应阵列天线的GPRS网络结构如图5所示。要实现更多的功能，提高GPRS系统的容量和抗干扰能力，我们需要增加一些相应硬件以及升级控制软件如下:
(1)基站自适应阵列天线。
(2)移动终端智能天线。由于目前SDMA技术还处在开发和继续研究中，要在GPRS系统中网络实现SDMA，初期可以在基站增加智能天线。当技术发展和成熟后再增加移动终端智能天线。
(3)自适应阵列天线和基站收发信台(BTS)的接口。
(4)对基站控制器(BSC)中的软件进行升级，软件主要对其站智能天线传送过来的信号进行处理，并反馈给基站控制器的相应硬件设备以及智能天线使之做相应的动作。
智能天线技术不仅可以使用在TDD系统中，也完全可能使用到FDD系统中。
5 结束语
采用智能天线可以为运营商带来的益处主要是:
（1）增加系统容量，提高系统覆盖
平均而言，发送分集和2-Branch智能接收天线，能够在现有基础上将系统容量提高10%到25%，采用波束赋形发送分集和4-Branch智能接收天线，能够将这一增长扩大到近一倍。并且能够改善链路预算，能够提高系统的覆盖。
（2）提高高速数据业务覆盖
在通常情况下，小区内对高速数据业务的支持仅限于靠近基站的小部分区域，而智能天线技术的采用，将能使小区内支持高速数据的覆盖面积增加非常大的一块，或者在原有区域内支持更多高速数据用户数。
（3）降低用户服务成本虽然在网络中需要增加相应的软硬件才能支持智能天线技术，但由于系统容量得到很大提高，用户的成本和传统天线系统相比，仍会有大幅的降低。
（4）保护运营商现有投资
通过平滑的软硬件升级运营商可以充分利用现有网络资源，在不更改网络结构和增加基站的情况下，实现系统容量的提升。
总之，由于目前蜂窝移动通信系统只能确定移动台所处的小区，因此利用自适应阵列天线实现移动台定位可以使许多与位置有关的新业务得以方便地推出，而发展新业务是目前移动运营商提升ARPU值、加强自身竞争力的必然手段。
