WIMAX系統(tǒng)中的多天線技術及應用

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

多天線技術在提高頻譜效率、支持更高速的數(shù)據(jù)傳輸、提高傳輸信號質量、增加系統(tǒng)覆蓋范圍和解決熱點地區(qū)的高容量要求等方面有無可比擬的優(yōu)勢，已經(jīng)成為目前研究的熱點問題，并廣泛應用于各種移動通信系統(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，WiMAX必須采用多天線技術來提高自身的競爭力。

1 多天線技術的優(yōu)勢 

隨著無線通信技術的快速發(fā)展，頻譜資源的嚴重不足已經(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，是當前通信界研究的熱點課題之一。

多天線技術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

多天線技術相比單天線技術具有如下優(yōu)勢：

(1)陣列增益

使用多天線后增加了信號的相干性，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，當某一條路徑性能變壞時不會影響系統(tǒng)的性能。在無線衰落信道里，可以增加接收信號強度的穩(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)、時域(時間)和頻域(頻率)3個維度上獲得。

(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，消除共信道的干擾信號。

1.2 多天線技術的經(jīng)濟性

(1)提高傳輸容量，降低高話務區(qū)域建網(wǎng)成本

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