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固定寬帶無線接入技術的發展( 二 )

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2.1 天線系統
隨著移動通信技術的發展，寬帶無線接入技術也由原來的固定寬帶無線接入逐漸向移動寬帶無線接入方向發展 。這種發展對寬帶無線接入技術提出了新的要求，即在復雜多變的無線信道條件下能夠實現數據高速可靠的傳輸 。具體到天線系統中，自適應陣列和多輸入多輸出(MIMO)天線技術成為提高系統性能的主要手段[2]，其中，MIMO技術更是成為研究熱點 。
窄波束天線是目前運行的固定寬帶無線系統中最常見的天線形式，它只能將信號發送給一個接收位置或從一個接收位置接收信號，主要用于點到點的網絡；固定寬波束天線有較大的覆蓋范圍，服務于一個區域，為多個用戶持有設備(CPE)提供信號 。分集天線系統利用多天線進行空間分集接收，是無線通信系統中幾種常見的分集方法之一 。通過空間分集，從兩個或多個天線接收到的信號通過一定的方式進行合并，能夠減弱由于多徑傳播所造成的信號幅度衰落的影響 。基本的線性分集合并技術主要有3種：選擇性合并、最大比率合并(MRC)和等增益合并(EGC) 。
自適應陣列天線系統能夠自動調整其參數實現某個預定的性能，如最大化信號干擾噪聲比(SINR)等，主要有3種實現方式：

(1)波束選擇
對于一個給定的遠程終端，基站端有多個天線可供信號發送和接收，通過比較，選擇一個最優波束為遠程終端服務 。
(2)波束定向
波束定向搜索遠程終端信號的最大增益天線方向，以提高信號干擾噪聲比(SINR) 。
(3)最優SINR合并
采用最優SINR合并的天線基本上是一個最優線性空間濾波器，天線進行自適應調整，使得最終的輸出匹配于一個參考信號 。濾波過程就是抑制干擾和噪聲的過程 。由于是一個反饋系統，需要一個周期更新的參考信號與輸入信號進行比較，同時需要一個高速率的濾波器參數(加權因子)更新來減弱干擾的影響 。
自適應天線能夠帶來的潛在好處[3]有：
(1)在基站端能夠對一個用戶形成窄波束，使其他扇區的干擾得到有效抑制，從而增加系統容量 。
(2)在基站端用于降低干擾，提高接收信號的載干比(CIR) 。
(3)在用戶端用于降低干擾，提高載干比 。
MIMO天線系統的發射機和接收機都有多個天線 。利用MIMO技術可以提高信道的容量，同時也可以提高信道的可靠性，降低誤碼率 。
利用MIMO提高無線信道容量，在不增加帶寬和天線發送功率的情況下，頻譜利用率可以成倍地提高 。
通常，MIMO技術可以分成三大類 。第一類是僅在接收端進行MIMO處理的技術(以V-BLAST為代表)；第二類是同時在發送和接收端進行MIMO處理的技術(基于SVD技術)；第三類技術只在發送端進行MIMO處理，以減少接收機的復雜度 。
目前，MIMO研究的一個熱點是發送和接收的信號處理技術 。通常，發送/接收的處理模塊是對不同途徑得到的信號乘以不同的權重，這樣得到的結果實質上是對信號進行不同方式合并后的輸出 。通常，這樣的合并利用到空間辨識，即所謂的空間處理技術 。然而，這種處理技術也可以被應用到時間域中，以對抗信元串擾(ISI)，即所謂的空時處理技術 。
在基站端，上行鏈路采用多天線接收，利用不同天線接收到的數據經歷獨立的衰落，彼此間的相關性不高，可以有效地對抗衰落信道對系統性能造成的影響 。主要的方法有空間分集、極化分集和圖案分集 。當采用分集技術仍無法解決一些強干擾的時候，可以采用智能天線或者自適應天線陣列技術調整天線波束的外形以增強有用信號的強度，抑制干擾 。
從理論上來說，上行鏈路采用的技術同樣也適用于下行鏈路 。但是一個需要解決的問題是發送端無法確切地知道信道狀態信息(CSI) 。有兩種解決途徑：一是尋求不需要CSI的分集合并方法，二是設法讓基站端從上行鏈路中獲得下行鏈路的CSI 。

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