设等间距直线阵的阵元个数为 ，阵元 间距为 ，则信号到达第 个阵元与到达参 考阵元的 相位差为：
令信号 在 上的响应信号为，则 在第 个阵元上的响应信号为：
则阵列总的输出信号为：
式中， 为阵因子。若
，
则阵因子
归一化方向图：
用
对归一化方向图进行仿真，下
图给出了阵元间距为半波长，８ 阵元天线阵在
和
时的波束指向。如图 ３ 。
和 Ｍ Ｉ Ｍ Ｏ 相结合的多天线技术成为 ４ Ｇ 的研究热点之一。
关键词：多天线 智能天线 Ｍ Ｉ Ｍ Ｏ Ｏ Ｆ Ｄ Ｍ
中图分类号：Ｔ Ｎ ９ １
文献标识码：Ａ
文章编号：１６７３－０５３４（２００７）０５（ｃ）－０００９－０２
１ 引言 第三代移动通信系统（３ Ｇ ）存在一些
不足，包括通信速率较低，提供服务速率的 动态范围不大，不能满足各种业务类型要 求，以及分配给 ３ Ｇ 系统的频率资源已经趋 于饱和等，于是人们提出了第四代移动通信 系统（４ Ｇ ）的构想。研究表明，在基于 Ｃ Ｄ Ｍ Ａ 技术的 ４ Ｇ 中使用多天线技术能够有 效降低多址干扰，空时处理能够极大增加 Ｃ Ｄ Ｍ Ａ 系统容量。凭在提高频谱利用率方面 的卓越表现，Ｍ Ｉ Ｍ Ｏ （多输入多输出）和智能 天线成为 ４Ｇ 发展中新的课题。
须要进行相互的通讯，只有进行了通讯之后 才能进行认证工作。该方案假定在目前网络 中的每个节点都是可信的。可见，这点对于 无线 Ａ ｄ － ｈ ｏ ｃ 网络来说是不合适的。因为该 网络随时都会有节点被俘虏，成为坏节点。如 果刚好这个节点也是认证链中的一个节点， 那么当有新的节点要求它进行认证的时候， 会带来很大的隐患。 ４．３ 局域认证
［ Ｍ ］ ． 电子工业出版社，２ ０ ０ ５ ．
（上接 ８ 页）
密钥对，并将公共密钥及部分个人身份信息 传送给认证中心。认证中心在核实身份后， 将执行一些必要的步骤，以确信该请求确实由 用户发送而来，然后，认证中心将发给用户 一个数字证书，该证书内包含用户的个人信 息和它的公钥信息，同时还附有认证中心的 签名信息。用户就可以使用自己的数字证书 进行相关的各种活动。该方法实现灵活，并 且随着学者们的不断研究，越来越多的策略 被引进到该解决方案中，使得它的性能得到 了广泛提高。 ４．２ 信任链
该模型的前提就是假设大多数无线 Ａ ｄ － ｈｏｃ 网络存在于一个小的区域。认证主要通过 两个最接近的节点来完成的。两个节点通过 一定的协议来确认认证的关系。蓝牙技术和 红外线就是比较广泛的采用了该项技术。从 表面上来看，该方法没有什么特别之处，实际 上在安全性上它是最可靠的。原因在于认证 的节点可以确定它想认证的节点就是它当前 正在认证的节点（ 在它们中间不存在别的节 点）。该项保障来自于物理上的指示—如红外 线连接的认证节点是闪烁的，从而人们可以 知道当前正在操作的设备。由此可见，局域认 证具有很大的局限性：适合单独的终端认证． 对于大型的网络是不可行的。传统的以中心 解决方案由于发展的时间比较长，技术成熟， 因此在各个方面的性能比较好，因此，对于传
２ 智能天线技术 智能天线最初用于雷达、声纳及军事通
信领域。使用智能天线可以在不显著增加系 统复杂程度的情况下满足服务质量和扩充容 量的需要。 ２．１ 基本原理和结构
智能天线利用数字信号处理技术，采用 先进的波束转换技术和自适应空间数字处理 技术，判断有用信号到达方向（Ｄ Ｏ Ａ ）通过 选择适当的合并权值，在此方向上形成天线 主波束，同时将低增益旁瓣或零陷对准干扰 信号方向。在发射时，能使期望用户的接收 信号功率最大化，同时使窄波束照射范围外 的非期望用户受到的干扰最小，甚至为零。
４ 结语 传统的智能天线终端只在发射端或接收
端配备多个天线元，通常是在基站，与智能 天线系统相比，Ｍ Ｉ Ｍ Ｏ 系统在发射端和接收 端都为多天线，其潜力远远超过了传统的智 能天线，可以使无线链路的容量有惊人的提 高。Ｍ Ｉ Ｍ Ｏ 信道的可分离性依赖于丰富多径 的存在，使信道具有空间选择性。多天线系 统凭借其在提高频谱效率方面的卓越表现， 在 ４ Ｇ 中将发挥重要的作用。
智能天线能够获得更大的天线覆盖范 围；有效减少多径衰落的影响，提高通信质 量，并能够减少对其它用户的干扰；增加频 谱效率和信道容量；动态信道分配；实现移 动台定位；提高通信安全性。目前 Ｔ Ｄ － Ｓ Ｃ Ｄ Ｍ Ａ （时分同步码分多址）是世界上惟 一采用智能天线的第三代移动通信系统，国
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因此调节加权因子的相位，就可以控制
波束指向；若幅度和相位同时加权，还可以使
得方向图零点指向干扰方向，达到跟踪移动
用户终端，抑制波束以外的干扰和噪声的目
的，从而使系统处于最佳工作状态，提高系
统性能。
２．２ 智能天线的自适应波束成形技术 波束赋形的目标是根据系统性能指标，
形成对基带信号的最佳组合与分配。软件无 线电系统采用数字波束形成 ＤＢＦ ，实现智能 天线波束形成的方式有两种：阵元空间处理
方式和波束空间处理方式。阵元空间处理方 式直接对各阵元按接收信号采样并进行加权 处理后，形成阵列输出，使天线方向图主瓣 对准用户信号到方向，天线阵列各阵元均参 与自适应调整；波束空间处理方式包含两级 处理过程，第一级对各阵元信号进行固定加 权求和，形成指向不同方向的波速，第二级 对一级输出进行自适应加权调整并合成，此 方案不是对全部阵元都从整体最优计算加权 系数，而是只对部分阵元作自适应处理，其 特点是计算量小，收敛快，并且有良好的波 束保形性能。 ２．３ 智能天线的优点及应用
Ｉ Ｔ 技 术
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４Ｇ 移动通信系统中的多天线技术
伍建辉 （ 西 安 电 子 工 程 研 究 所 西安 ７ １ ０ １ ０ ０ ）
摘 要：随着对通信业务范围和业务速率要求的不断提高，人们已经把目光越来越投向第四代移动通信系统（４Ｇ）中，由智能天线
输入数据流经过串并变换后形成 Ｍ Ｔ 路 较低速率的数据流，并在同一时刻经过相同 的频带从 Ｍ Ｔ 根发射天线发射出去。由于多 径传播，每根接收天线所观察到的是所有发 射信号的叠加，而每根发射天线在接收端具 有不同的空间信号，接端利用这些信号的差 异分离出独立的数据流，并将它们合并恢复 出 原 始 信 号 （ 见 图 ５ ）。 ３．２ ＭＩＭＯ 与空时编码
智能天线引入空分多址（Ｓ Ｄ Ｍ Ａ）方式。 在相同时隙、相同频率或相同地址码的情况 下，用户仍可以根据信号空间传播路径的不 同而区分。智能天线系统由天线阵；波束形成 网络；自适应算法控制三部分组成（见图 １）。
通常，智能天线的阵元排列方式有直线 型、圆环型、平面型等几种类型，其中以
等间距直线阵和圆环阵最为常用。这里就以 等间距均匀直线阵为例来说明智能天线的工 作原理见图 ２。
统的网络来说是比较好的选择。对于无线 Ａｄ－ｈｏｃ 网络来说，基于 ＴＴＰ 的解决方法更 加适合。因为它对资源，对网络的规模性没有 特殊的要求，并且对于差错的容忍性要比其 它的方案好，对于无线 Ａｄ－ｈｏｃ 网络民用化 的发展趋势提供了良好的解决途径。
无线 ａｄ ｈｏｃ 网是一种新颖的移动计算机 网络的类型，它既可以成为一种独立的网络 运行，也可以作为当前具有固定设施网络的 一种补充形式。其自身的特殊性，将赋予其具 有巨大的发展前景，应用范围可以覆盖工业、 商业、医疗、家庭、办公环境、军事等各种场 合。与扩频通信技术一样，源于军事领域研究 的移动无线 Ａｄ－ｈｏｃ 网络，必将给民用产品 的开发也带来了巨大的经济和社会效益，以 适应我国未来高技术民用和军事发展的需要。 它的推广不仅具有重要的社会和经济意义， 也具有十分重要的战略意义。
与 Ｍ Ｉ Ｍ Ｏ 技术密切相关的另一种技术是 空时码，空时码是适合于多天线阵信道的一 种编码方案。它综合了空间分集和时间分集 的优点，同时提供分集增益和编码增益。现 有的研究表明，空时码能够获得远远高于传 统单天线系统的频带利用率。按照空时码适 用信道环境的不同，可以将已有的空时编码 分成两大类：一类要求接收端能够准确地估
Ｍ Ｉ Ｍ Ｏ 系统中发射端和接收端结合，得 到一个大的分集阶数（ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｒｄｅｒ）。 假设发射天线 Ｍ Ｔ ，接收天线数 Ｍ Ｒ ，最大
链路数为 Ｍ Ｔ × Ｍ Ｒ ；如果所有这些链路具 有相互独立的衰落， 则得到 Ｍ Ｔ × Ｍ Ｒ 阶分 集。
空分复用利用传播环境中丰富的多径分 量，多个数据通道共用一个频率带宽，从而使 信道容量线性（与天线数成正比）增加，而不 需要额外带宽或功率消耗。
参考文献 ［１］ 杨大成．ＣＤＭＡ２０００ 技术［Ｍ］．北京邮电大
学出版社，２ ０ ０ １ ． ［２］ 杨万全，熊淑华等．现代通信技术［Ｍ］．四
川大学出版社，１ ９ ９ ７ ． ［３］ 郭梯云，邬国扬，李建东等． 移动通信
［Ｍ］．西安电子科技大学出版社，２００１． ［４］ 谢显中．基于 ＴＤＤ 的第四代移动通信技术
该模型的主导思想就是在网络中的任何 节点具有认证的功能。这些节点构成了一条 信任链．当网络初始化的时候可能只有一个节 点具有这样的功能，如果一个节点要加入网 络，它就询问该节点是否可以加入，如果得 到了认可它就成为了网络中的一员，同时它 也成为了认证链中的一员。依此类推，不断 有新的节点加入网络和具有认证的功能。在 执行该方法的大多数情况下当认证一个结点 的时候，认证的节点要拥有被认证节点的公 钥，该公钥是用被认证的节点私钥签名过 的。换句话说也就是两个节点在认证之前必
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际上已经把智能天线技术作为移动通信发展 的主要方向之一。
３ ＭＩＭＯ 技术 移动通信环境中存在多个散射体、反射