1、智能天线技术及在TD-SCDMA系统中的应用
智能天线是一种自适应阵列天线，其基本原理是利用信号传输的空间特性，通过调整各阵元上发射信号的权值，使有效信号方向上的波束加强，从而达到抑制干扰，提高信干比的目的。智能天线技术具有提高系统容量及频谱效率，降低系统干扰，扩大系统的覆盖范围等优点。
在TD-SCDMA系统中，由于其上下行链路的对称性，使智能天线技术得到了很好的应用。目前在TD系统中主要采用的是8阵元天线和6阵元天线两种。对于单径、高斯白噪声的信道环境而言，8阵元天线下行功率增益和赋形增益理论值为10lg（Ka）=10lg（8）≈9.03 dB，6阵元天线下行功率增益和赋形增益理论值为10lg（Ka）=10lg（6）≈7.8 dB，其中Ka表示智能天线阵元的个数。两者相差约1.2 dB。因此从理论上分析8阵元天线方案不管是功率增益还是赋形增益性能都要优于6阵元天线方案。
本文通过对6阵元和8阵元天线进行多方面的综合对比，包括覆盖能力、容量、赋形能力、工程建设成本等，得出一个最优的大规模网络建设方案。
2、对6阵元和8阵元天线性能的仿真分析
为了更好地进行外场测试，先利用无线电软件对智能6阵元和8阵元天线进行了仿真模拟。智能天线中的单天线阵元为120?定向天线，其天线方向如图1所示。
图1 120?定向天线的天线方向
由图1可得出在AWGN（加性高斯白噪声）下，8阵元和6阵元天线的全向广播信道、赋形业务信道（0?赋形）在等功率下的理论方向图（见图2、图3）。
图2 8阵元天线公共信道和专用信道（0?赋形）的方向图对比
图3 6阵元天线公共信道和专用信道(0?赋形)的方向图对比
从图2、图3可以看出：当采用65?的广播赋形权值时，即使在AWGN的理论环境下，由于8阵元天线阵广播权值在65?的能量聚集，使得8阵元天线阵的功率增益大于9 dB，导致波束赋形增益在理论条件下会小于9 dB。同理，由于广播波束赋形权值的“不圆度”，在某些角度下，波束赋形增益可能会大于9 dB。类似情况下，6阵元天线阵广播权值在65?的能量聚集，导致6阵元天线阵的功率增益大于7.8 dB，使得波束赋形增益在理论条件下会小于7.8 dB，同样，由于广播波束赋形权值的“不圆度”，在某些角度下，波束赋形增益可能会大于7.8 dB。因此，在外场测试分析各项数据时采取了统计平均的方法，希望能在最大程度上接近理论值。
3、针对6阵元和8阵元天线进行的外场测试对比分析
3.1 TD-SCDMA中6阵元和8阵元天线外场对比测试设计
为了对6阵元和8阵元天线的性能进行对比，主要从覆盖能力、容量及赋形增益3方面设计专项测试。
测试环境为：城区和郊区分别在15个以上基站连片区域的中心选择一个小区作为主测小区，相邻的其他小区为加载小区。主测小区和加载小区的N载频配置均为F1、F2、F3的3频点5 MHz组网，业务接入时隙统一预留载频F1的3/6时隙（上行接入使用第3时隙，下行接入使用第6时隙），终端最大发射功率保持在24 dBm。测试时保持主测小区加载50%，第一圈直接相邻小区真实加载50%，其他小区模拟加载50%。测试路线选择一条小区天线正面的径向路线，测试车速度保持为40 km/h。测试时关闭主测小区和其他相邻小区的切换，测试小区分布示意图如图4所示。
图4 测试小区结构分布
在进行覆盖能力的对比测试时，分别对6阵元和8阵元天线打开赋形增益，在基站处使用一个TD-SCDMA终端触发各种业务包括CS12.2 kbit/s、PS64 kbit/s、PS 128 kbit/s。测试车携带TD终端，从基站侧沿径向路线向小区边缘行驶，并在UE和系统侧记录相应数据。如未到达预定边缘时，UE掉话，重新拨叫，建立连接，记录此时的位置及相应的测量值。如果UE在掉话点无法接入，或接入成功但无法维持正常的连接，记录相应的位置及其测量值。最后统计使用不同天线时，各种业务的PCCPCH-RSCP（广播信道接收信号码道功率）值随覆盖距离的变化情况。
在进行容量的对比测试时，分别对6阵元和8阵元天线在主测小区选择两个近点，两个远点，选点要求在120?方向内尽可能均匀分布。记录主测小区分别加载2、4、6、8部终端时，主测小区和真实加载小区的各种参数值。主测小区顺序接入CS12.2 kbit/s语音业务，并保持，直到UE无法接入，或接入成功但无法维持正常的连接时，记录最终接入的UE数。所有接入的UE保持10 min，如果有UE掉话则继续接入该UE。最后统计不同天线情况下，主测小区内最大接入的用户数和平均在线用户数。