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固定宽带无线接入技术的发展( 二 )

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2.1 天线系统
随着移动通信技术的发展，宽带无线接入技术也由原来的固定宽带无线接入逐渐向移动宽带无线接入方向发展 。这种发展对宽带无线接入技术提出了新的要求，即在复杂多变的无线信道条件下能够实现数据高速可靠的传输 。具体到天线系统中，自适应阵列和多输入多输出(MIMO)天线技术成为提高系统性能的主要手段[2]，其中，MIMO技术更是成为研究热点 。
窄波束天线是目前运行的固定宽带无线系统中最常见的天线形式，它只能将信号发送给一个接收位置或从一个接收位置接收信号，主要用于点到点的网络；固定宽波束天线有较大的覆盖范围，服务于一个区域，为多个用户持有设备(CPE)提供信号 。分集天线系统利用多天线进行空间分集接收，是无线通信系统中几种常见的分集方法之一 。通过空间分集，从两个或多个天线接收到的信号通过一定的方式进行合并，能够减弱由于多径传播所造成的信号幅度衰落的影响 。基本的线性分集合并技术主要有3种：选择性合并、最大比率合并(MRC)和等增益合并(EGC) 。
自适应阵列天线系统能够自动调整其参数实现某个预定的性能，如最大化信号干扰噪声比(SINR)等，主要有3种实现方式：

(1)波束选择
对于一个给定的远程终端，基站端有多个天线可供信号发送和接收，通过比较，选择一个最优波束为远程终端服务 。
(2)波束定向
波束定向搜索远程终端信号的最大增益天线方向，以提高信号干扰噪声比(SINR) 。
(3)最优SINR合并
采用最优SINR合并的天线基本上是一个最优线性空间滤波器，天线进行自适应调整，使得最终的输出匹配于一个参考信号 。滤波过程就是抑制干扰和噪声的过程 。由于是一个反馈系统，需要一个周期更新的参考信号与输入信号进行比较，同时需要一个高速率的滤波器参数(加权因子)更新来减弱干扰的影响 。
自适应天线能够带来的潜在好处[3]有：
(1)在基站端能够对一个用户形成窄波束，使其他扇区的干扰得到有效抑制，从而增加系统容量 。
(2)在基站端用于降低干扰，提高接收信号的载干比(CIR) 。
(3)在用户端用于降低干扰，提高载干比 。
MIMO天线系统的发射机和接收机都有多个天线 。利用MIMO技术可以提高信道的容量，同时也可以提高信道的可靠性，降低误码率 。
利用MIMO提高无线信道容量，在不增加带宽和天线发送功率的情况下，频谱利用率可以成倍地提高 。
通常，MIMO技术可以分成三大类 。第一类是仅在接收端进行MIMO处理的技术(以V-BLAST为代表)；第二类是同时在发送和接收端进行MIMO处理的技术(基于SVD技术)；第三类技术只在发送端进行MIMO处理，以减少接收机的复杂度 。
目前，MIMO研究的一个热点是发送和接收的信号处理技术 。通常，发送/接收的处理模块是对不同途径得到的信号乘以不同的权重，这样得到的结果实质上是对信号进行不同方式合并后的输出 。通常，这样的合并利用到空间辨识，即所谓的空间处理技术 。然而，这种处理技术也可以被应用到时间域中，以对抗信元串扰(ISI)，即所谓的空时处理技术 。
在基站端，上行链路采用多天线接收，利用不同天线接收到的数据经历独立的衰落，彼此间的相关性不高，可以有效地对抗衰落信道对系统性能造成的影响 。主要的方法有空间分集、极化分集和图案分集 。当采用分集技术仍无法解决一些强干扰的时候，可以采用智能天线或者自适应天线阵列技术调整天线波束的外形以增强有用信号的强度，抑制干扰 。
从理论上来说，上行链路采用的技术同样也适用于下行链路 。但是一个需要解决的问题是发送端无法确切地知道信道状态信息(CSI) 。有两种解决途径：一是寻求不需要CSI的分集合并方法，二是设法让基站端从上行链路中获得下行链路的CSI 。

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