智能天线为无线局域网添加精彩

在多径环境中，当发射机和接收机之间各种路径上出现的传播延迟的差异相当于符号周期的时候，频率选择性衰落将导致符号间干扰，从而降低性能。为了克服这种损失，一般可以使用暂时均衡或者正交频分复用(OFDM)技术。这两种技术已经以不同的方式在802.11设备中应用了。在这种情况下，空间处理（也就是以前所说的自适应天线阵）之后的暂时均衡和OFDM调制并不是最佳方案。要得到最佳性能，需要联合使用空间-暂时处理的方法。不过，如果延迟扩散的范围很小，使用前面提到的技术通常也可以达到接近最佳的性能。

模拟或者数字处理智能天线的加权与结合以及加权的形成可以通过模拟或者数字处理的方式实现。对于数字处理，每一个天线接收的模拟信号都要降频转换到基带上，然后再转换成数字信号。接下来使用数字化的信号计算加权，这些数字信号将被结合在一起以生成用于信号调制的数字输出信号。

使用模拟处理，接收到的RF（射频）信号将被加权（也就是相位转换和增益调整），然后在RF频道中结合在一起产生一个RF输出信号。在这种情况下，通过把降频转换到基带上的信号与输出信号关联起来能够计算出这种加权。这种关联采用模拟方式或者模拟-数字方式以及数字电路的方式都可以实现。需要指出的是，为加权和结合进行的数字信号处理比模拟信号处理更容易。但是，需要若干台价格昂贵的模拟-数字转换器。为加权处理实施的数字处理也很容易进行，但是，在加权计算中有延迟时间较长的问题。

智能天线应用的方法

目前802.11的三个物理层标准是802.11b、802.11g和802.11a。所有这三种技术都使用时分双工技术。这种技术是同一个频率既用于传输也用于接收。

要在802.11技术中采用智能天线，一个方法是完全重新设计802.11收发器，让智能天线处理成为这种收发器的组成部分。这种方法能够使若干天线得到优化的性能改善，以及得到优化的设计。不利的因素是，这种方法有下列潜在的缺陷：

•可能需要重新设计--每一家芯片厂商都可能需要进行重大的重新设计工作，而且在芯片制作完成之前还不能完全确定是否得到了理想的增益。

•大范围增加成本--重新设计会大范围增加用于智能天线增益的802.11芯片组的成本。而所有的用户也许不会认同这个价值。在一个价格敏感的市场，任何非物有所值的提高成本都会导致销售失败，失去消费者的购买。消费者也许不完全了解或者不明白他们是否需要智能天线的增益。消费者只是根据价格购买产品。为了避开这种风险，芯片厂商可以生产两种版本的芯片：一种芯片有智能天线功能，一种芯片没有智能天线功能。如果芯片厂商生产这两种版本的芯片没有把产量提高一倍，芯片厂商就会有失去价格优势的风险，因为价格优势来自于产量。产量是半导体经济成功的关键。

为消费者提供的无线系统替代产品--已经购买了没有智能天线的WLAN产品后来又发现自己需要这种功能的消费者可能需要更换他们的接入点和客户卡，或者两者全部更换。

智能天线对于改善WLAN性能的好处是非常明显的。因此，找到一种划算的方法把智能天线集成到WLAN中是非常重要的。把智能天线用于802.11系统中的更好的方法是采用信号转换附加器。这种信号转换附加器能够在802.11标准之内无缝增强智能天线的功能。这种方法能够向现有的收发器芯片提供更好的RF信号，而收发器只需要做很小的修改，或者不需要修改。

这种信号转换附加器（使用四个天线）的应用实例见图2。这种信号转换附加器接收来自这个接收天线的4个信号，然后把这些信号结合在一起生成一个传输给接收机的输入信号。接下来，这个信号转换附加器连接到在天线端口的现有的收发器以提供更好的接收的信号，并且更有效地传输信号。

正如上面讨论的那样，智能天线应该是一个自适应性天线阵，而不是一种多波束天线。因此，一个天线阵增益（4个天线6dB)在所有的环境中以及在多径环境的分集增益中都可以实现。任何类型的分集天线都可以同这种系统一起使用。例如，4个天线可以在现有的PCMCIA卡（这种卡目前一般使用2个天线）上组成两个双极化天线。由于智能天线的好处是能够增加单个天线本身的性能，因此，4个物理天线可以是任何类型的和具有任何性能。

用于信号转换附加器的一个技术是盲MRC（最高比结合）。这种技术可用于802.11b、802.11g和802.11a。只要在收到信号之后在2 µs之内按照这种算法计算出加权就可以了，因为这是在802.11a/g网络中分配给天线选择的时间。这种短暂的加权获取时间需要使用模拟处理。