中国提出的智能天线技术是一个好技术吗，具不具备实用性？

看了智能天线的技术介绍，个人感觉技术很粗糙的样子，但是又似乎宣传得很好，想要了解下这个技术好不好，实用吗？

【Wang Xu的回答(20票)】:

智能天线不算我国提出来的吧，只是在 TD-SCDMA 里使用了而已

智能天线又叫自适应天线阵列（AAA），利用数字信号处理技术，将多根天线接收到的信号进行处理，从而形成定向性很强的所谓波束，区分不同位置的终端，降低其他位置的终端的干扰。这个技术实际上在军事/雷达技术中，很早就采用了，就是所谓的相控阵雷达，嗯，宙斯盾听说过吧，就是类似的技术。

优点：波束定位的越精确，不同终端之间的干扰就越小，因为两个终端能在同一个位置的可能性大大降低了，从而提高了频谱利用率。同时，这个技术主要是在基站端计算，对终端的要求不是特别高，所以，不太消耗终端的计算能力。

缺点：

• 基站天线体积大，TD的是8根天线，不论是定向的面板，还是无向的圆桶，体积都很大，安装天线的工程复杂度和审批要求都高，还容易引起周围居民的恐慌，基站到天线的馈管也因此也一根变8根，安装复杂度和成本都变高了，在移动的努力投入下，这些都有了不少改进，但还是不可能从根本上解决

• 过于依赖信号处理技术，不但提高了计算量需求，而且因为发送接收都要根据移动台发射的信号进行精确地信道估计，遇到高速移动等无法有效估算信道的情况，通信质量必然大幅度下降。

为什么TD要采用智能天线，或者为什么只有TD采用智能天线。这是由TD的特点决定的：

• TD的带宽低，是非对称1.6MHz，WCDMA 是对称5MHz，上下行一共10MHz，两者是6倍的关系，所以要达到3G要求的速率，TD必须有更高的频谱利用率，智能天线就是为了提高频谱利用率而采用的。
• TD 的上下行在一个频率上，接收到的上行信号可以用来估算下行信道，进行联合接收、联合发送，而 WCDMA 有 190MHz 的上下行双工间隔，无法利用上行估算下行信道，智能天线的作用会大打折扣，所以也就没什么采用的必要了

很久不干这个了，嗯，不一定全，凑合看吧

【知乎用户的回答(4票)】:

楼上两位攻城狮说的已经相当详尽了 ）w（

其实通信这块技术的发展趋势都是往越来越复杂，设备也越来越复杂的方向上的发展……看未来软件无线电如何解决这个问题吧……

已经有人说出来的就不提了 = =

题主说到自己疑惑的是TD-SCDMA的智能天线是否是一个好技术，是否具有实践性，那么答案挺显然的，如果这个本身就不算简单的技术没有用的话那还要留着它干嘛，但至于智能天线为什么又是如何起作用，又和TD-SCDMA本身有很密切的关系。

现在手机天线已经发展了很多代了，从最早的外置天线到现在的内置和LDS天线，但是这些天线的特性基本是固定的；早期移动通信系统基站的天线大体也是如此。智能天线则不同，可以事实动态调整自己的一些特性（比如辐射和阻抗），而这种调整建立在某种对于多天线信号加权算法的技术上，这种算法又建立在两个关键技术的基础上：自适应滤波和阵列信号处理。当然智能天线雏形初现的很早，半个世纪以前的雷达阵列就可以视为是研究对象，但后来进入90年代，随着DSP的计算能力逐渐上升价格开始下降，从而使得自适应天线波束赋形技术发展，逐步开始进入民用。

现在移动通信面临的最大问题是什么？

无线通信频谱资源的短缺

无线通信面临的最有特色的难题是什么？

多径衰落

CDMA通信系统最有特色的干扰是什么？

多址干扰

而这些问题，都可以靠自适应波束赋形在一定程度上解决

比较典型的智能天线组成，通过多个天线单元和加权器组成，之后一个加法器做合并输出，可以对付空域处理。

如果要进行时域处理则需要加入延时抽头，由于多径问题一个信号不会完整的到达，如果追求最大信噪比则需要将不同时刻到达的同一信号的不同分量合并。

当然智能天线本身是不具备智能的，需要依靠人写的一些算法来实现，需要借助参考信号的算法有MMSE、LMS、LS等，也有不需要借助参考信号的，但比较浪费系统资源。

目前TD-SCDMA系统的智能天线是8个天线单元的同心阵列组成，直径25cm，对比同等全向天线对比有8db的增益，可以用DSP器件使得波束自适应指向移动台方向，但这需要TD-SCDMA的一个特性才能做到如此高效：上下行链路对称。

如果是频分双工系统，上下行链路的无线环境和传输条件不尽相同，则没有这么好的效果。

另外就是可以提高小区内外的频率复用系数，可以提高频谱利用率，从而增加CDMA系统容量（CDMA系统容量是干扰受限系统，智能天线恰好可以降低小区内外干扰）。

但是智能天线除了前两位提到的问题还有几个硬伤

• 不适应高速移动环境下的通信
• 时延超过码片宽度则无能为力
• 如果用户只处在接受而不发射信号状态时，则系统无法计算出用户所处位置，只能全向发射
• 智能天线校准问题（利用上行波束赋形系数来决定下行，只是近似认为相等，但实际上每一条无线链路不可能完全相同）
• 设备复杂（可以参考前面二位攻城狮答案~）

一个比较典型的应用实例，如果确定了移动台方向就可以让该方向的天线加权变大，这样一来就可以覆盖更远的距离（比如离基站较远一侧有个小村庄，只有2-3户人，建立新基站不经济的情况……）

【知乎用户的回答(2票)】:

谢邀。

@Norman Karma @Wang Xu 的答案针对 TD 中智能天线技术的解答，已经相当完整。

我的回答从其他方面略作补充。

我国提出的智能天线技术是一个好技术吗？

首先，Smart Antenna （或称 Adaptive Array Antennas）并不是我国提出的，Beamforming（波束成形）的概念在学界是1988年由两位美国教授提出：http://www.engr.wisc.edu/ece/faculty/vanveen_barry/ASSP_Mag_88.pdf

TD 作为 “我国自主标准” ，官方语言不可避免地有粉饰之处，兼听则明吧。

在当前的无线通信系统中，智能天线技术不仅包含 AAA，Beamforming，通常还会指代 多进多出 （MIMO）等等。

就技术本身而言，毫无疑问是好技术，Beamforming 和 MIMO 的数学模型都很精彩。但在实际应用中，应用智能天线技术引入了相当的复杂度，能否带来相应的性能提升，还要考量很多因素。

具不具备实用性？

实用性的水准根据不同技术的特点和应用场景而定，技术的发展在解决旧问题的同时，也会带来新问题。

以 MIMO 为例，它对于 HSPA+ 和 LTE 而言，都是接入侧的关键技术之一。目前无论是WCDMA，还是 LTE 采用的 OFDM 调制技术，在频域，码域复用的带宽潜力已经基本用尽。因此依靠 MIMO 的多天线达成更大的时空域复用，是提升无线带宽最有效的方法之一。MIMO 从最早的 Alamouti 2*2，到 4*4 乃至 8*8，以致到将来会采用更庞大的天线阵列，理论性能提升的同时，带来的是明显的复杂度提升，对于实际性能会造成相当大的挑战。

【知乎用户的回答(0票)】:

提高信号的定向性，减少频道的干扰，根据环境改变发射功率，利用多天线自适应环境，改善数据的传输效率，这种技术与软件无线电的核心意图差不多，更好改善当今无线电利用效率。所以很实用

原文地址:知乎