WIMAX系统中的多天线技术及应用

WiMAX(全球互通微波接入)技术是以IEEE 802.16系列标准为基础的宽带无线接入技术，可以在固定和移动的环境中提供高速的数据、语音和视频等业务，兼具了移动、宽带和IP化的特点，近年来发展迅速，逐渐成为宽带无线接入领域的发展热点之一。

多天线技术在提高频谱效率、支持更高速的数据传输、提高传输信号质量、增加系统覆盖范围和解决热点地区的高容量要求等方面有无可比拟的优势，已经成为目前研究的热点问题，并广泛应用于各种移动通信系统中[1-5]。

作为解决最后一公里的最佳接入方式的无线宽带接入技术，WiMAX必须采用多天线技术来提高自身的竞争力。

1 多天线技术的优势 

随着无线通信技术的快速发展，频谱资源的严重不足已经日益成为无线通信事业发展的“瓶颈”。如何充分开发利用有限的频谱资源，提高频谱利用率，是当前通信界研究的热点课题之一。

多天线技术因其能在不增加带宽的情况下提高传输效率和频谱利用率而获得广泛的青睐。

1.1 多天线相比于单天线的优势

多天线技术相比单天线技术具有如下优势：

(1)阵列增益

使用多天线后增加了信号的相干性，从而获得阵列增益。

(2)分集增益

提高了分集增益。分集增益是通过利用多径来获得的，当某一条路径性能变坏时不会影响系统的性能。在无线衰落信道里，可以增加接收信号强度的稳定性从而提高传输信息的可靠性。分集增益可以在空间(天线)、时域(时间)和频域(频率)3个维度上获得。

(3)共信道干扰消除

消除了共信道干扰。使用多天线后通过分析干扰的不同信道响应，消除共信道的干扰信号。

1.2 多天线技术的经济性

(1)提高传输容量，降低高话务区域建网成本

随着数据业务的不断推广，尤其是手机电视、高速无线上网等业务的应用，用户对数据业务的需求不断增加，在密集城区、热点地区等高话务区域，网络的部署将受限于容量。另外由于数据业务的不对称性，容量的大小往往受限于下行速率的高低。基于这些特点，以混合组网为例，使用2