WIMAX系統(tǒng)中的多天線技術(shù)及應(yīng)用

WiMAX(全球互通微波接入)技術(shù)是以IEEE 802.16系列標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的寬帶無線接入技術(shù)，可以在固定和移動(dòng)的環(huán)境中提供高速的數(shù)據(jù)、語(yǔ)音和視頻等業(yè)務(wù)，兼具了移動(dòng)、寬帶和IP化的特點(diǎn)，近年來發(fā)展迅速，逐漸成為寬帶無線接入領(lǐng)域的發(fā)展熱點(diǎn)之一。

多天線技術(shù)在提高頻譜效率、支持更高速的數(shù)據(jù)傳輸、提高傳輸信號(hào)質(zhì)量、增加系統(tǒng)覆蓋范圍和解決熱點(diǎn)地區(qū)的高容量要求等方面有無可比擬的優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)成為目前研究的熱點(diǎn)問題，并廣泛應(yīng)用于各種移動(dòng)通信系統(tǒng)中[1-5]。

作為解決最后一公里的最佳接入方式的無線寬帶接入技術(shù)，WiMAX必須采用多天線技術(shù)來提高自身的競(jìng)爭(zhēng)力。

1 多天線技術(shù)的優(yōu)勢(shì) 

隨著無線通信技術(shù)的快速發(fā)展，頻譜資源的嚴(yán)重不足已經(jīng)日益成為無線通信事業(yè)發(fā)展的“瓶頸”。如何充分開發(fā)利用有限的頻譜資源，提高頻譜利用率，是當(dāng)前通信界研究的熱點(diǎn)課題之一。

多天線技術(shù)因其能在不增加帶寬的情況下提高傳輸效率和頻譜利用率而獲得廣泛的青睞。

1.1 多天線相比于單天線的優(yōu)勢(shì)

多天線技術(shù)相比單天線技術(shù)具有如下優(yōu)勢(shì)：

(1)陣列增益

使用多天線后增加了信號(hào)的相干性，從而獲得陣列增益。

(2)分集增益

提高了分集增益。分集增益是通過利用多徑來獲得的，當(dāng)某一條路徑性能變壞時(shí)不會(huì)影響系統(tǒng)的性能。在無線衰落信道里，可以增加接收信號(hào)強(qiáng)度的穩(wěn)定性從而提高傳輸信息的可靠性。分集增益可以在空間(天線)、時(shí)域(時(shí)間)和頻域(頻率)3個(gè)維度上獲得。

(3)共信道干擾消除

消除了共信道干擾。使用多天線后通過分析干擾的不同信道響應(yīng)，消除共信道的干擾信號(hào)。

1.2 多天線技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性

(1)提高傳輸容量，降低高話務(wù)區(qū)域建網(wǎng)成本

隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的不斷推廣，尤其是手機(jī)電視、高速無線上網(wǎng)等業(yè)務(wù)的應(yīng)用，用戶對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求不斷增加，在密集城區(qū)、熱點(diǎn)地區(qū)等高話務(wù)區(qū)域，網(wǎng)絡(luò)的部署將受限于容量。另外由于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的不對(duì)稱性，容量的大小往往受限于下行速率的高低?；谶@些特點(diǎn)，以混合組網(wǎng)為例，使用2