二、智能天线算法
智能天线系统的核心是智能的算法，智能的算法决定瞬时响应速率和电路实现的复杂程度，因此重要的是选择较好算法实现波束的智能控制。通过算法自动调整加权值得到所需空间和频率滤波器的作用。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。
三、智能天线技术的研究动向
美国，日本和欧洲等国非常重视未来移动通信中智能天线的作用，已经开展了大量的理论分析和研究。我国也早已将研究智能天线技术列入国家８６３－３１７通信技术主题研究中的个人通信技术分项，许多专家及大学正在进行相关的研究。在连续获得ＩＴＵ和３ＧＰＰ通过的我国自主研发的ＴＤ－ＳＣＤＭＡ技术体制中，就广泛采用了智能天线和软件无线电技术。
欧洲进行了基于ＤＥＣＴ基站的智能天线技术初步研究，于１９９５年初开始现场试验。实验系统验证了智能天线的功能，在两个用户四个空间信道?包括上行和下行链路 下，试验系统比特差错率?ＢＥＲ 优于１０－３。实验评测了采用ＭＵＳＩＣ算法判别用户信号方向的能力，同时，通过现场测试，表明圆环和平面天线适于室内通信环境使用，而像市区环境则采用简单的直线阵更合适。在此基础上又继续进行诸如最优波束形成算法、系统性能评估、多用户检测与自适应天线结构、时空信道特性估计及微蜂窝优化与现场试验等研究。
日本某研究所制作了基于波束空间处理方式的波束转换智能天线。天线阵元布局为间距半波长的１６阵元平面方阵，射频工作频率是１．５４５ＧＨｚ。阵元组件接收信号在模数变换后，进行快速付氏变换?ＦＦＴ 处理，形成正交波束后，分别采用恒模?ＣＭＡ 算法或最大比值合并分集算法，提出了基于智能天线的软件无线概念，即用户所处环境不同，影响系统性能的主要因素亦不同，可通过软件采用相应的算法。
美国的Ｍｅｔａｗａｖｅ公司对用于ＦＤＭＡ、ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ系统的智能天线进行了大量研究开发； ＡｒｒａｙＣｏｍｍ公司也研制了用于无线本地环路的智能天线系统；美国德州大学建立了智能天线试验环境；。加拿大ＭｃＭａｓｔｅｒ大学研究开发了４元阵列天线，采用恒模?ＣＭＡ 算法。
四、智能天线对系统的改善和主要用途
智能天线潜在的性能效益表现在多方面，例如，抗多径衰落、减小时延扩展、支持高数据速率、抑制干扰、减少远近效应、减小中断概率、改善ＢＥＲ?Ｂｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ 性能、增加系统容量、提高频谱效率、支持灵活有效的越区切换、扩大小区覆盖范围、灵活的小区管理、延长移动台电池寿命、以及维护和运营成本较低，等等。
１．改善系统性能
采用智能天线技术可提高第三代移动通信系统的容量及服务质量，Ｗ－ＣＤＭＡ系统就采用自适应天线阵列技术，增加系统容量。我国ＳＣＤＭＡ系统是应用智能天线技术的典型范例。ＳＣＤＭＡ系统采用ＴＤＤ方式，使上下射频信道完全对称，可同时解决诸如天线上下行波束赋形、抗多径干扰和抗多址干扰等问题。该系统具有精确定位功能，可实现接力切换，减少信道资源浪费；
欧洲在ＤＥＣＴ基站中进行智能天线实验时，采用和评估了多种自适应算法，并验证了智能天线的功能。日本在ＰＨＳ系统中的测试表明，采用智能天线可减少基站数量。由于ＰＨＳ等系统的通信距离有限，需要建立很多基站，若采用智能天线技术，则可降低成本；
无线本地环路系统的基站对收到的上行信号进行处理，获得该信号的空间特征矢量，进行上行波束赋形，达到最佳接收效果。天线波束赋形等效于提高天线增益，改善了接收灵敏度和基站发射功率，扩大了通信距离，并在一定程度上减少了多径传播的影响；
ＦＤＭＡ系统采用智能天线技术，与通常的三扇区基站相比，Ｃ／Ｉ值平均提高约８ｄＢ，大大改善了基站覆盖效果；频率复用系数由７改善为４，增加了系统容量。在网络优化时，采用智能天线技术可降低无线掉话率和切换失败率
ＴＤＭＡ系统采用智能天线技术?可提高Ｃ／Ｉ指标。据研究，用４个 ３０°天线代替传统的１２０?天线，Ｃ／Ｉ可提高６ｄＢ，提高了服务质量。在满足ＧＳＭ系统Ｃ／Ｉ比最小的前提下，提高频率复用系数，增加了系统容量；
ＣＤＭＡ系统系统采用智能天线技术，可进行话务均衡，将高话务扇区的部分话务量转移到容量资源未充分利用的扇区；通过智能天线灵活的辐射模式和定向性，可进行软／硬切换控制；智能天线的空间域滤波可改善远近效应，简化功率控制，降低系统成本，也可减少多址干扰，提高系统性能。
２．提高频谱利用效率
容量和频谱利用率的问题是发展移动通信根本性的问题。智能天线通过空分多址，将基站天线的收发限定在一定的方向角范围内，其实质是分配移动通信系统工作的空间区域，使空间资源之间的交叠最小，干扰最小，合理利用无线资源。
对于给定的频谱带宽，系统容量愈大，频谱利用率愈高。因此，增加系统容量与提高频谱效率一致。为了满足移动通信业务的巨大需求，应尽量扩大现有基站容量和覆盖范围。要尽量减少新建网络所需的基站数量，必须通过各种方式提高频谱利用效率。方法之一是采用智能天线技术，用自适应天线代替普通天线。由于天线波束变窄，提高了天线增益及Ｃ／Ｉ指标，减少了移动通信系统的同频干扰，降低了频率复用系数，提高了频谱利用效率。使用智能天线后，无须增加新的基站就可改善系统覆盖质量，扩大系统容量，增强现有移动通信网络基础设施的性能。
未来的智能天线应能允许任一无线信道与任一波束配对，这样就可按需分配信道，保证呼叫阻塞严重的地区获得较多信道资源，等效于增加了此类地区的无线网容量。采用智能天线是解决稠密市区容量难题既经济又高效的方案，可在不影响通话质量的情况下，将基站配置成全向连接，大幅度提高基站容量。
五、结论
在无线电通信领域，智能天线有诱人的前景。智能天线的优越性在于自身可以分析到达无线阵列的信号，灵活、优化地使用波束，减少干扰和被干扰的机会。提高了频率的利用率，改善了系统性能。这就是自适应天线阵列的智能化，它体现了自适应、自优化和自选择的概念，对当前移动通信系统的完善起到重大的推动作用。智能天线虽然从理论上讲可以达到最优，但要实现理想的智能的天线，还需要许多问题有待研究解决。智能天线研究值得关注的有以下内容：智能天线的接收准则及自适应算法；宽带信号波束的高速波束成形处理；用于移动台的智能天线技术；智能天线实现中的硬件技术；智能天线的测试平台及软件无线电技术研究等方面。
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