天线技术移动通信论文

摘要：在移动通讯设备中使用的智能天线是采用空分复用技术行运作的，在对信号的传播过程中存在着些许差异，要将同频率、同时隙的信号在空域中区分开来。下面小编整理了一些《天线技术移动通信论文(精选3篇)》的文章，希望能够很好的帮助到大家，谢谢大家对小编的支持和鼓励。

天线技术移动通信论文 篇1：

浅谈移动通信中的智能天线技术及应用实例

【摘 要】本文浅述了移动通信中传统天线的局限性、多波束智能天线的基本情况、自适应天线阵、智能天线的发展概况及智能天线的应用实例，并简述了它们在日常维护和网络优化中的作用。

【关键词】移动通信；智能天线

1.传统天线的局限性

近年来，随着通信需求的不断发展，智能天线技术成为人们关注的焦点，它帮助无线网络运营商达到了2个极具价值的目的：提供更高的数据传输速率和增加了网络的容量。在GPRS、EDGE和3G网络中，运营商开始利用无线网络为用户提供分组数据业务。与话音业务一样，数据业务要达到规定的传输速率同样需要一定质量的无线信号，这就取决于网络的载干比（C/I）。载干比过低将严重影响传输速率和服务质量；而在GSM网络的中后期，系统容量不断增加，小区不断分裂，而随之增加的干扰则阻碍了系统容量的进一步增加，传统的全向天线和定向天线已不能满足需要。智能天线利用数字信号处理技术产生空间定向波束，为每个用户提供一个窄的定向波束，使信号在有效的方向区域内发送和接收，充分利用信号的有效发射功率，降低信号全向发射带来的电磁污染和相互干扰，从而提高了载干比，而载干比提高了，就可以提供更高的数据传输速率和更大的网络容量。

干扰是蜂窝系统性能和容量限制的重要因素，它引起串音、通话丢失或通话信号跌落并使用户心烦意乱，最重要的是干扰限制了经营商可复用频率的紧密度，因此也限制了从固定射频频谱中提取通信承载容量的程度。干扰可来自另一移动终端、在同一频率工作的其它蜂窝站址、或泄入分配频谱的带外射频能量。蜂窝干扰最通常的种类有同信道干扰和相邻信道干扰。同信道干扰是由使用同一频率的非相邻蜂窝的发射引起的。这种干扰在接近蜂窝边界时最明显，此时与使用相同频率的邻近蜂窝的物理分隔处于最低程度。相邻信道干扰是由使用相邻频率的邻近蜂窝对用户信道的漏泄而造成的。在相邻信道，用户在极靠近电话用户接收机处工作时，或者用户信号大大弱于相邻信道用户的信号时会发生这种情况。载干比是通话质量的重要标志，对用户而言，较高的C/I比就是较低的干扰、更少的掉话以及改善的音频质量；对经营商而言，较高的C/I比可以使信号距离延伸以及采用更为紧密的频率复用方式，因此增加了整个系统的容量。

2.多波束智能天线

在介绍智能天线前，先简单介绍下空间分集接受技术，有利于理解。

由于传播环境的恶劣，无线信号会产生深度衰落和多普勒频移等，使接收电平下降到热噪声电平附近，相位亦随时间产生随机变化，从而导致通信质量下降。对此，我们可以采用分集接收技术减轻衰落的影响，获得分集增益，提高接收灵敏度。分集天线有空间分集、方向分集、极化分集和场成分分集等。空间分集是利用多副接收天线来实现的。在发端采用一副天线发射，而在接收端采用多副天线接收。接收端天线之间的距离d≥λ/2（λ为工作波长），以保证接收天线输出信号的衰落特性是相互独立的，也就是说，当某一副接收天线的输出信号很低时，其他接收天线的输出则不一定在这同一时刻也出现幅度低的现象，经相应的合并电路从中选出信号幅度较大、信噪比最佳的一路，得到一个总的接收天线输出信号，如图1所示。这样就降低了信道衰落的影响，改善了传输的可靠性。该技术在模拟频分移动通信系统（FDMA）、数字时分系统（TDMA）及码分系统（CDMA）中都有应用。

智能天线是一个天线阵列，如图2所示。它由N个天线单元组成，每个天线单元有M套加权器，可以形成M个不同方向的波束，用户数M可以大于天线单元数N。根据采用的天线方向图形状，智能天线可以分为2类：多波束天线和自适应天线阵。

多波束天线利用多个并行波束覆盖整个用户区，每个波束的指向是固定的，波束宽度随阵元数目而定。随着用户在小区中的移动，基站相应选择不同的波束，使接收信号最强。但是由于它的波束不是任意指向的，而只能对当前传输环境进行部分匹配。当用户不在固定波束的中心处，而处于波束边缘时，且干扰信号处于波束中心时，接收效果最差，所以多波束天线不能实现信号最佳接收。但与自适应天线阵相比，它具有结构简单、无须判断用户信号到达方向以及响应速度快等优点。更主要的是，上行链路的同一波束也可用于下行链路，从而在下行链路上也能提供增益。但是由于扇形失真，如波束间方向图的区别，多波束天线获得的增益与角度成非均匀分布。它在波束间的区别有时会达到2dB，还有可能由于多径或干扰的影响，它们锁定在错误的波束上，因为它们无法抑制和有用信号处在同一波束内的干扰信号。多波束天线又称波束切换天线，实际上我们可将其看作是介于扇形定向天线与全自适应天线间的一种技术。多波束天线中值得研究的有以下内容：如何划分空域，即确定波束的问题，包括数目和形状；挑选波束的准则；波束跟踪的实现，主要指的是实现快速搜索算法等；切换波束与自适应波束成型的理论关系等。

3.自适应天线阵

自适应天线阵（Adaptive Antenna Array），最初应用于雷达、声纳、军事方面，主要用来完成空间滤波和定位，如相控阵雷达就是一种较简单的自适应天线阵。自适应天线是通过反馈控制方式连续调整本身方向图的天线阵，其方向图与变形虫相似，没有固定的形状，随着信号及干扰而变化。一般采用4～16个天线阵元结构，阵元间距1/2波长，间距过大则各接收信号相关程度降低，间距过小则会在方向图形成不必要的副瓣。智能天线采用数字信号处理技术（DSP）识别用户信号到达方向，并在此方向形成天线主波束，提供空间信道。由于自适应天线能形成不同的天线方向图，并且可以用软件设计完成自适应算法更新，自适应地调整方向图，可以在不改变系统硬件配置的前提下，增加系统灵活性，所以又被称为软件天线。自适应天线阵的缺点是算法较复杂，动态响应速度较慢

自适应天线研究的核心是自适应算法，目前已提出很多著名算法，概括地讲有非盲算法和盲算法两大类。非盲算法是指需借助参考信号（导频序列或导频信道）的算法，此时收端知道发送的是什么，进行算法处理时要么先确定信道响应再按一定准则，比如最优的迫零准则（Zero Forcing）确定各加权值，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，判决反馈算法（Decision Feedback）是一类较特殊的盲算法，收端自己估计发送的信号并以此为参考信号进行上述处理，但需注意的是应确保判决信号与实际传送的信号间有较小差错。盲算法一般利用调制信号本身固有的、与具体承载的信息比特无关的一些特征，并调整权值以使输出满足这种特性，常见的是各种基于梯度的使用不同约束量的算法。非盲算法相对盲算法而言，通常误差较小，收敛速度也较快，但需浪费一定的系统资源，将两者结合的有一种半盲算法，即先用非盲算法确定初始权值，再用盲算法进行跟踪和调整，这样做一方面可综合两者的优点，一方面也是与实际的通信系统相一致的，因为通常导频符不会时时发送而是与对应的业务信道时分复用的。

需要注意的是，智能天线对每个用户的上行信号均采用赋形波束，但当用户没有发射，仅处于接收状态时，又是在基站的覆盖区域内移动（空闲状态），基站是不可能知道该用户所处的方位，只能使用全向波束进行发射（如系统中的同步、广播、寻呼等物理信道），即基站必须能提供全向和定向的赋形波束。这样一来，对全向信道来说，将要求高得多的发射功率，这是系统设计时所必须考虑的。

4.智能天线的应用实例

目前已经有一些智能天线投入了商用，如上海联通使用了美国Metawave公司的SpotLight GSM智能天线系统，取得了良好的效果。SpotLight GSM天线属于多波束智能天线，它用4个30°天线代替一个120°扇面天线。系统依靠专利的最佳波束选择算法转换发射和接收波束。射频能量在每一时隙在一指定的30°波束内而不是整个120°扇面中作下行线发射，所以同信道干扰在邻近蜂窝中大大减少。同样，对接收同信道干扰的开放波束也有效地从120°减到30°。这样，相对于单一120°扇面天线，30°天线有效地降低了4倍的同信道干扰，理论上相当于6dB的C/I改善。这个增益使得通信信道的上行（手机-基站）和下行（基站-手机）都得到了改善。在上行方面，安装了智能天线系统的小区的载干比得到了增加；而在下行方面，原有的那些可视范围内的同频小区的载干比得到了增加。如果要保持原有的C/I值，则可以采用更密集的频率复用方式，从而提高了系统容量。SpotLight GSM执行波束转换，无须与基站的额外通信，所以SpotLight GSM系统的安装不增加基站通信负荷。事实上，由于无效试呼以及干扰或不良覆盖引起的重拨减少，基站处理器的负荷也降低了。此外，在测试中还发现在使用了智能天线的小区中，不仅小区中的网络容量和质量都得到有效地提高，小区中手机的平均接收功率和发射功率都下降了2～3dB，尤其是手机的发射功率，下降为原来的54%，而手机以满功率发射的比率也从22%下降到8%。SpotLight GSM智能天线通过降低手机的收发功率减少了手机电磁波对人体的辐射，并通过提高网络的容量和质量，减少了小区中所需建立的新基站，因此有“绿色天线”之美称。

5.总结

天线作为移动通信的重要组成部分，在提高网络性能、改善网络质量等方面起着巨大的作用。近年的智能天线更是代表了移动通信天线技术的发展方向，它已经在实际应用中表现出了极大的优势，但在加快波束赋型响应速度及切换等方面还需进一步的研究和改进。

参考文献：

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[5]谈振辉，等.智能天线技术[J].中国无线通信，2001（5）.

[6]杜志敏，等.智能天线技术简介[OL].http：//www.mobileclub.com.

作者简介：高峰（1975—），女，大学本科，山东省广播电影电视局蒙山转播台工程师，从事广播电视发射转播技术方面的工作。

作者：高峰

天线技术移动通信论文 篇2：

移动通信系统中的宽带智能天线技术的应用探讨

摘要：在移动通讯设备中使用的智能天线是采用空分复用技术行运作的，在对信号的传播过程中存在着些许差异，要将同频率、同时隙的信号在空域中区分开来。宽带智能天线可以扩大成倍的通讯量，再将它与其他高新技术相结合，就可以提高频谱资源最大化，这不仅有效减少了移动通信中出现的地形问题和结构复杂的建筑物等对电波传播的影响，还可以通过多层面及时伸延扩展，将不利于通讯因素排除在外。同时能有效地扩大信号覆盖范围，节约铺设通讯系统的费用，设置紧急呼叫定位，提供更加精准的定位，在通讯设备中开发更多的增值业务。本篇以移动通讯的智能天线技术的发展和应用做出简要探讨，为该技术的推广应用提供参考。

关键词：通信系统；宽带智能；天线技术

随着科技越来越发达，通讯系统已经遍布人们的生活范围，根据移动数据的业务增长，人们对移动通讯的要求越来越高，根据调查显示，移动通讯系统随着用户数量的增加也逐渐形成了一个复杂的通讯环境，为了不让接收信号遭到干扰信号的影响，移动通讯系统在发展的基础上加固通讯科技，减少通讯过程中出现中断现象，同时通讯系统的质量降低、系统容量等方面的性能出现的问题也越来越多。国内外近年来对在复杂多变的无线移动通讯时代，智能天线怎样才能有效降低干扰进行了大量的研究，有关专家学者表明，在通讯系统中还需要加强通信质量。从上个世纪70年代开始，为了提高系统收敛速度，在原有的科技设备上，将智能天线技术作为重点的研究对象，将人们带入通讯系统完备的新时代，在高新科技技术下，现代的移动通讯技术随着科技的发展脚步快速前进，宽带乃至超宽带在无线通信中将通信设备带入黄金时代，大量的研究学者通过论证充分说明智能天线技术得到了广大人们的关注。

1 智能天線概述

1.1 智能天线的基本原理

智能天线在通讯研究系统中成为新的通讯传媒介质，是能够自行调节参数和数据的，能够让通信系统处于最佳智能状态。智能天线技术是在按照磁场阵列、微波和射频幅度、自适应天线技术、数字信号处理技术、软件无线电技术等多个科技技术结合在一起的一种新科技。智能天线需要采用空分多址技术，将通讯信号的发送次数分开来计算，最大限度地利用有限的信道资源。

1.2 宽带智能天线优化算法

宽带智能技术的智能化主要是采用的优化结构算法，通常情况下是在信息窄带基础上操作运行的，便于入射信号能量在信息源中心载频中得以集中，入射信号窄带假设是否能够成立是建立在宽带无线通信系统中的智能天线优化算法的修正调整上的。淘汰假设中的不科学通讯传送方法，在上个世纪60年代开始，智能天线技术的初步结构被发明出来，它涉及到宽带阵列，同时也可以自行处理一些通讯信号，雷达、声纳等系统中就已经得到研究与应用。也是在最早的通讯设备中，个人通信领域，随着移动通信系统由窄带向宽带系统不断发展，在科技技术精益求精的情况下，让移动通讯设备走上巅峰，在上个世纪90年代中期，人们开始关注起宽带智能天线阵列。并且开始投入大量的研究力量，使宽带智能天线阵列会出现两种实现形式，分为时域和频域，在传统的宽带智能天线中是要以M元阵列的每个阵元后面加上一个长度为K的抽头延时线结构。在时域中，要通过FFT 转换延时信号就可以变为频域信号，为了更好的降低宽带中的复杂算法，优化宽带结构，人们也提出了一种新的计算方法，是为了更加适应天线技术。所以近年来宽带智能天线的技术突破发展迅速，智能天线的研究多数也是集中在子带结构的智能天线实现上。现在各大研究学者正在研究宽带阵列的计算复杂度问题，但这一问题还是没有得到解决。

2 智能天线的类型

智能天线根据其不同的工作原理可将其分为两种类型，一种是多波束智能天线，一种是自适应智能天线。

2.1 多波束智能天线

多波束智能天线是智能天线中的主要组成部分，是一种介于扇形定向天线与自适应智能天线之间的一种技术，宽带连接需要采用波束转换技术，波束转换技术也被称为波束转换天线。在对用户地区系统分区过程中的应用十分便捷，天线的每个波束都固定指向不同的分区，并送达到每户地区，并行波束多数使用便能够将整个用户区整个覆盖，同时形成一个形状基本保持一致的天线方向图。在用户小区的移动过程中，需要根据各个测量波束的信号强度对移动用户的使用情况进行跟踪，并适时地进行波束的转换，使所收到的信号最强，减少干扰情况，进而让服务质量得以提高。多波束智能天线的应用是近年来的一项新的科技项目，利用多波束天线是一项革新的科技技术。

2.2 自适应智能天线

在智能天线中自动适应智能天线是最为适应通讯系统的一种，其原名被称为自适应天线阵列，是在通讯基站现场安装的一种总接收天线。根据自适应天线原理，利用现代自适应空间记住进行数字处理技术，选择自动适应算法，自动匹配信息源来源，根据信息源的传送途径形成天线振波的动态科技技术，并组成多个独立的高效益窄波束，让天线主波束对准用户信号到达方向，从而提高信息接收效率，为避免干扰信号影响，可对有用信号进行加强，并将干扰信号进行抵消，让信号的接受度提高，并提升系统容量与频谱效率。

3 结语

在现代发达的通讯时代，宽带移动通信系统中信号不再满足能量信号的窄带假设，人们会寻找越来越多的优秀通讯技术能将信息快速送达每一个地方，通訊信号不能集中在中心载频区，这会容易导致传输信息的增多信号发送困难。本文针对宽带智能天线优化算法的高复杂性做出了简要的探讨，将传统的天线计算法做出适当的调整，优化计算结构，同时转化到空时频域进行处理。将复杂的天线结构调节到最优化，可最大限度的降低宽带智能天线的系统优化算法的运算量，让宽带智能天线系统的性能提升，并加快运行效率。

参考文献：

[1]梁奂晖.移动通信系统中的宽带智能天线技术[J].电脑与电信，2014，（6）：5051，57.

[2]郭建英.智能天线技术及其在移动通信中的应用研究[J].濮阳职业技术学院学报，2011，（1）：152155.

[3]滕碧红.智能天线技术在移动通信中的应用[J].通信电源技术，2012，（2）：6162，99.

作者简介：贾沛（1986），男 ，汉族，陕西户县人，本科，助理工程师，研究方向：通讯。

作者：贾沛

天线技术移动通信论文 篇3：

ＭＩＭＯ技术的发展

摘要：未来无线通信系统需要更高的数据传输速率和更好的服务质量，因此需要系统容量大幅度提高。在有限的无线频谱资源条件下，只有极大地提高频谱利用率才能使系统容量更高。采用多输入多输出(MIMO)天线技术可以满足要求。MIMO技术的主要研究方向包括：MIMO信道、MIMO收发技术、分布式MIMO和MIMO应用。MIMO技术是无线通信领域重大的技术突破，将成为未来无线宽带移动通信系统和无线宽带接入系统的关键技术。

关键词：多输入多输出；分布式无线通信系统；关键技术；体系结构

Key words: multiple input multiple output; distributed wireless communication system; key technology; architecture

基金项目：国家自然科学基金项目(60496313)；教育部博士点基金项目(20020614001)

下一代无线通信系统将提供用户更高的数据传输速率和更好的服务质量，系统容量需要大幅度提高，因此有限的无线频谱资源迫使下一代无线通信技术必须极大地提高频谱利用率。多输入多输出(MIMO)天线技术正适应未来无线通信技术发展的要求，近年来得到迅猛的发展。MIMO技术是指在发射端通过多个发射天线传送信号，在接收端使用多个接收天线接收信号的无线通信技术，目前理论已经证明应用MIMO技术能极大地提高无线通信系统的性能和容量^[1]。

贝尔实验室的Telestar和Foschini等人首先对MIMO系统的信道容量进行深入分析并提出了贝尔实验室分层空时算法(BLAST)，随后Tarokh等人提出了空时格码(STTC)，Alamouti提出了空时分组码(STBC)，使得MIMO技术的研究迅速成为无线通信领域的研究热点。

1 MIMO信道

研究无线通信技术首先就要研究无线信道。同样，MIMO技术的研究发展总是围绕着人们对MIMO信道的深入研究而继续发展。在早期的MIMO技术研究中为了简化分析，研究者通常假设天线阵列周围存在大量散射物，且天线元间距大于半波长，不同天线的信道衰落是不相关的^[2]，因此早期大量的研究成果在独立信道的前提条件下完成。

随着MIMO信道研究的发展和趋于成熟，人们发现随着MIMO信道相关性逐渐增强，MIMO信道的容量将急剧下降。当信道存在相关性时，早期部分重要MIMO技术研究成果应用于无线通信系统中时，性能将急剧降低甚至于不能正常工作，而在现实环境中具有相关性或相关性强的MIMO信道环境大量存在。随着MIMO技术研究的深入，人们对MIMO信道的研究也越来越考虑接近实际信道环境的MIMO信道模型。现在建立在更为真实的相关性MIMO信道模型下的MIMO技术的研究已成为主要研究发展方向，其中主要研究内容包括：

(1)MIMO信道建模

信道建模从一般的相关性信道和均匀线性阵列天线配置(ULA)的MIMO信道建模向更接近实际情况的各种无线通信环境和可能使用的不同天线配置(如ULA、均匀圆形天线阵列、均匀矩形天线阵列等)方式的MIMO信道建模方向发展，信道模型更接近真实的无线环境。

(2)MIMO信道的容量分析

容量分析从独立信道和一般的相关性MIMO信道的容量分析向具体使用不同发射方案在各种MIMO信道条件下的容量分析方向发展，容量分析更准确。

(3)MIMO关键技术

关键技术包括各种MIMO空时编码、信道估计、信道检测技术，及其在各种应用环境的相关性MIMO信道下的新方法及性能分析。

2 MIMO收发技术

MIMO技术实质上是利用空间资源的信号处理技术，从信号处理方法上主要分为两大类：一类是空间复用技术，如贝尔实验室提出的BLAST^[3]；另一类是空间分集技术，如STBC^[4]。前期的MIMO收发技术主要围绕空间复用和空间分集处理技术，提出了很多发射方案和信号检测技术。发射方案主要有各种空时频编码、BLAST和空时频编码与BLAST相结合的多种发射方案。经典的接收检测技术则包括最大似然检测(ML)、最小均方误差(MMSE)、迫零(ZF)、球形译码(SD)、垂直-贝尔实验室分层空时算法(V-BLAST)及迭代方法等。这些传统的收发技术还在进一步发展和完善。

MIMO技术发展以来，人们已经提出了很多的MIMO系统方案，总结这些较早的MIMO系统可以发现，它们都是在发射端未知信道状态信息条件下从N个发射天线发射信号x₁......x_N，信号经过MIMO信道H后，N个接收天线接收信号y₁......y_N后通过各种信道估计方法获取信道状态信息进行检测，这类系统可以称为信道状态信息接收端已知(CSIR)系统(如图1所示，其中n₁......nN为附加白高斯噪声)。然而对MIMO信道的研究表明，如果信道状态信息在发射端和接收端都可以利用的话，MIMO系统的性能将进一步提高^[5]，特别是当信道状态信息在发射端精确已知(CSIT)时(如图2所示)，发射端可以利用已知的信道状态信息对发射信号进行信号预处理(如图2中w₁......w_N)，MIMO系统的性能可以达到最优。实际上信道状态信息可以在接收端通过信道估计技术获得。在频分双工(FDD)的无线通信系统中，可以利用反向信道将信道状态信息反馈给发射端；在时分双工(TDD)的无线通信系统中，则可以利用反向链路的信道信息估计值近似获得信道状态信息。因此，如何准确地估计信道状态信息，如何准确地反馈信道状态信息，如何在已知信道状态信息条件下设计MIMO收发方案等成为MIMO技术的重要研究方向。目前这方面的研究工作已经展开，例如：MIMO预编码技术、MIMO的发射天线选择技术、MIMO的自适应编码调制技术等等。

在一些实际的MIMO系统中，信道状态信息反馈时可能存在一定的差错或实际的MIMO信道变化太快，系统的发射端不能够获得完美的信道状态信息。另一方面，在CSIT的MIMO系统中，需要反馈的信道状态信息量随着接收端天线数目的增加而急剧增大，但在实际MIMO系统中反向信道的容量有限，反馈的信息太多将严重影响系统容量。因此，部分反馈信道状态信息或发射端部分知道信道状态信息的MIMO收发技术更具有实际的应用价值，发射端部分知道信道状态信息的MIMO系统成为MIMO技术重要的研究方向。已经有学者在研究发射端部分知道信道状态信息条件下，进行发射端和接收端的联合设计，以便最大可能地提高MIMO系统性能^[6]。目前关于发射端部分知道信道状态信息的MIMO技术研究包括：

(1)如何有效地反馈信道状态信息，减少需要反馈的比特数目并保证其鲁棒性。

(2)发射端部分知道信道状态信息的MIMO系统性能分析。

(3)发射端部分知道信道状态信息的MIMO系统发射技术和接收技术的联合设计。

有关这方面的研究已经取得了一些初步的研究成果。

3 MIMO技术的体系结构

为了提高系统容量，下一代的无线宽带移动通信系统将会采用MIMO技术，即在基站端放置多个天线，在移动台也放置多个天线，基站和移动台之间形成MIMO通信链路。应用MIMO技术的无线宽带移动通信系统从基站端的多天线放置方法上可以分为两大类：一类是多个基站天线集中排列形成天线阵列，放置于覆盖小区，这一类可以称为集中式MIMO；另一类是基站的多个天线分散放置在覆盖小区，可以称为分布式MIMO。

MIMO技术可以比较简单地直接应用于传统蜂窝移动通信系统，将基站的单天线换为多个天线构成的天线阵列。如图3所示，基站通过天线阵列与小区内的具有多个天线的移动台进行MIMO通信。从系统结构的角度看，这样的MIMO系统与传统的单入单出(SISO)蜂窝通信系统相比并没有根本的区别。

传统的分布式天线系统^[7]可以克服大尺度衰落和阴影衰落造成的信道路径损耗，能够在小区内形成良好的系统覆盖，解决小区内的通信死角，提高通信服务质量。最近在MIMO技术的研究中发现，传统的分布式天线系统与MIMO技术相结合可以提高系统容量，这种新的分布式MIMO系统结构——分布式无线通信系统(DWCS)^[8]成为MIMO技术的重要的研究热点。

在采用分布式MIMO的DWCS系统中(如图4所示)，分散在小区内的多个天线通过光纤和基站处理器相连接。具有多天线的移动台和分散在附近的基站天线进行通信，与基站建立了MIMO通信链路。这样的系统结构不仅具备了传统的分布式天线系统的优势，减少了路径损耗，克服了阴影效应，同时还通过MIMO技术显著提高了信道容量。与集中式MIMO相比，DWCS的基站天线之间距离较远，不同天线与移动台之间形成的信道衰落可以看作完全不相关，信道容量更大。总体上说，分布式MIMO系统的信道容量更大，系统功耗更小，系统覆盖性能更好，系统具有更好的扩展性和灵活性。

分布式MIMO的DWCS系统也带来了一些新问题。移动台和小区内邻近的天线建立的MIMO链路，由于基站不同天线的位置不同，它们距离移动台的距离不同，使得基站端的多个天线的信号到达移动台的延时也不同，因此带来新的研究问题。目前在这方面研究较多的是进行容量分析。除此之外的研究内容还包括：具体的同步技术、信道估计、天线选择、发射方案、信号检测技术等，这些问题有待于深入研究。

4 MIMO技术的应用

MIMO技术已经成为无线通信领域的关键技术之一，通过近几年的持续发展，MIMO技术将越来越多地应用于各种无线通信系统。在无线宽带移动通信系统方面，第3代移动通信合作计划(3GPP)已经在标准中加入了MIMO技术相关的内容，B3G和4G的系统中也将应用MIMO技术。在无线宽带接入系统中，正在制订中的802.16e、802.11n和802.20等标准也采用了MIMO技术。在其他无线通信系统研究中，如超宽带(UWB)系统、感知无线电系统(CR)，都在考虑应用MIMO技术。

MIMO技术正从前期理论研究进入理论研究和实际应用相结合的阶段。现在有很多学者正研究MIMO技术在实际应用中遇到的实现问题。随着使用天线数目的增加，MIMO技术实现的复杂度大幅度增高，从而限制了天线的使用数目，不能充分发挥MIMO技术的优势。目前，如何在保证一定的系统性能的基础上降低MIMO技术的算法复杂度和实现复杂度成为学术界和业界面对的巨大挑战。

5 结束语

MIMO技术是近十年来无线通信领域重大的技术突破，将成为未来无线宽带移动通信系统和无线宽带接入系统的关键技术。作为无线通信领域近年来发展起来的新技术，MIMO技术在通信理论上还远没有完善，有很多的关键技术需要进一步研究，MIMO技术还在继续发展。同时，人们对高质量的无线通信系统的需求不断催生新的应用，MIMO技术在通信系统中的实际应用将不断促进MIMO技术的进一步发展。

6 参考文献

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收稿日期：2006-01-16

作 者 简 介

罗涛，电子科技大学在读博士研究生。研究方向为无线通信技术，主要包括分布式天线系统、MIMO、智能天线等。

李少谦，电子科技大学教授，博士生导师。国家“863”计划通信技术专家组成员，长期从事移动通信与无线通信、个人通信、抗干扰通信技术研究。

作者：罗　涛　李少谦