智能天線

早期智能天線的研究主要集中在軍事領域，尤其是雷達領域，目的是在複雜的電磁環境中有效地識別和跟蹤目標。隨後，智能天線在通道擴容和提高通信質量等方面具備的獨特優勢吸引了眾多的專家學者，日本、歐洲和美國的許多研究機構都相繼開展了針對智能天線的眾多研究計劃，這也為智能天線的迅速發展奠定了基礎。

日本最早開始智能天線的研究是在20世紀70年代。到1987年，研究人員已經指出基於最小均方誤差（MMSE）準則的自適應天線能夠減小多徑衰落，因而可以用於高速移動通信應用中。自此，日本學者展開了大量的針對移動通信環境的智能天線研究，包括自適應處理演演算法、數字波束形成方案、WCDMA中的多址干擾抑制方法，以及基站和移動終端上分別適用的智能天線類型等。其中，較早的有日本郵政電信部通信研究實驗室的智能天線系統和NTT-DoCoMo公司研製的用於3G的UMTS W-CDMA體制的智能天線實驗系統。前者工作於1.5 GHz，針對TDMA方式採用GMSK調製，數碼率可達256 kbps。系統利用4陣元天線進行多徑時延對消以消除多徑衰落，權值更新採用恆模（CMA）演演算法在東京進行的實驗表明：自適應天線技術在無線高速數據傳輸和存在選擇衰落的情況下仍能很好地對消多徑時延信號。後者則採用2D-RAKE接收機結合MMSE自適應波束形成演演算法進行處理。實驗系統有3個小區基站用以評估切換和其他的網路功能。實驗結果表明，就平均誤碼率（BER）而言，智能天線比空間分集有明顯改善。

此外，日本ATR光電通信研究所也研製了基於波束空間處理方式的多波束智能天線。天線陣元布局為間距半波長的16陣元平面方陣，射頻工作頻率是1.545GHz。陣元組件接收信號在經過低雜訊放大、下變頻和模數變換后，進行快速傅氏變換（FFT）處理，形成正交波束後分別採用恆模（CMA）演演算法或最大比值合併分集（MRC）演演算法。野外移動試驗確認了採用恆模演演算法的多波束天線功能。理論分析及實驗證明使用最大比值合併演演算法可以提高多波束天線在波束交叉部分的增益。在此基礎上，ATR的研究人員提出了基於智能天線的軟體天線概念：根據用戶所處環境不同，影響系統性能的主要因素（如雜訊、同通道干擾或符號間干擾）也不同，利用軟體方法實現不同環境應用不同演演算法。比如當雜訊是主要因素時，則使用多波束MRC演演算法，而當同通道干擾是主要因素時則使用多波束CMA演演算法，以此提供演演算法分集，利用FPGA實現實時天線配景，完成智能處理。

隨後，ATR研究所又針對移動通信中移動終端上適用的智能天線形式進行了大量探討，最終提出了單埠電激勵的ESPAR天線。該天線巧妙地利用了各陣元之間的耦合，在天線處實現了空間濾波。

歐洲通信委員會（CEC）在RACE計劃中實施了第一階段智能天線技術研究，稱為TSUNAMI。實驗評測了採用MU-SIC演演算法判別用戶信號方向的能力，同時，通過現場測試，表明圓環和平面天線適於室內通信環境使用，而市區環境則更適合採用簡單的直線陣。

此後，歐洲通信委員會（CEC）又在ACTS計劃中繼續進行了第二階段智能天線技術研究，即TSUNAMIⅡ，旨在考察第三代移動通信中採用智能天線系統的可行性和具體優勢。通過大量宏蜂窩和微蜂窩的實驗，用以驗證智能天線系統在商用網路中的工作情況。通過對兩套系統收發性能的比較，證實了實際的智能天線方向圖與理論方向圖的一致性，實際所能達到的干擾抑制能力與理想的干擾抑制能力相差通常在2dB以內。實驗結果同時也說明，智能天線系統在郊區宏蜂窩環境下的干擾抑制水平比較理想，而在市區微蜂窩環境下的干擾抑制能力則與環境雜波有關。

美國和中國也研製出應用於無線本地環路（WLL）的智能天線系統。該產品採用可變陣元配置，有12元和4元環形自適應陣列可供不同環境選用，在日本進行的現場實驗表明，在PHS基站採用該技術可以使系統容量提高4倍。此外，ArrayComm還研製出用於GSM、PHS和無線本地環路的IntelliCell天線，該天線已經在全球多個國家投入實用。除ArrayComm以外，美國Metawave、Raython以及瑞典Ericsson都有各自的智能天線產品，這些智能天線系統都是針對移動通信開發的，用於GSM、TDMA或者CDMA。由中國提出的具有自主知識產權的3G標準之一的TD-SCDMA之中就明確規定要採用智能天線。

智能天線由三部分組成：實現信號空間過採樣的天線陣；對各陣元輸出進行加權合併的波束成型網路；重新合併權值的控制部分。在移動通信應用中為便於分析、旁瓣控制和DOA（到達方向）估計，天線陣多採用均勻線陣或均勻圓陣。控制部分（即演演算法部分）是智能天線的核心，其功能是依據信號環境，選擇某種準則和演演算法計算權值。

智能天線技術前身是一種波束成形（Beamforming）技術。波束成形技術是發送方在獲取一定的當前時刻當前位置發送方和接收方之間的通道信息，調整信號發送的參數，使得射頻能量向接收方所處位置集中，從而使得接收方接收到的信號質量較好，最終能保持較高的吞吐量。該技術又分為晶元方式（On-Chip）和硬體智能天線方式（On-Antenna）的兩種。

智能天線的原理是將無線電的信號導向具體的方向，產生空間定向波束，使天線主波束對準用戶信號到達方向，旁瓣或零陷對準干擾信號到達方向，達到充分高效利用移動用戶信號並刪除或抑制干擾信號的目的。同時，智能天線技術利用各個移動用戶間信號空間特徵的差異，通過陣列天線技術在同一通道上接收和發射多個移動用戶信號而不發生相互干擾，使無線電頻譜的利用和信號的傳輸更為有效。在不增加系統複雜度的情況下，使用智能天線可滿足服務質量和網路擴容的需要。

智能天線系統的核心是智能演演算法，智能演演算法決定瞬時響應速率和電路實現的複雜程度，因此重要的是選擇較好演演算法實現波束的智能控制。通過演演算法自動調整加權值得到所需空間和頻率濾波器的作用。已提出很多著名演演算法，概括地講有非盲演演算法和盲演演算法兩大類。非盲演演算法是指需藉助參考信號（導頻序列或導頻通道）的演演算法，此時，接收端知道發送的是什麼，進行演演算法處理時要麼先確定通道響應再按一定準則（比如最優的迫零準則zero forcing）確定各加權值，要麼直接按一定的準則確定或逐漸調整權值，以使智能天線輸出與已知輸入最大相關，常用的相關準則有SE（最小均方誤差）、LS（最小均方）和LS（最小二乘）等。盲演演算法則無需發端傳送已知的導頻信號，判決反饋演演算法（Decision Feedback）是一種較特殊的演演算法，接收端自己估計發送的信號並以此為參考信號進行上述處理，但需注意的是應確保判決信號與實際傳送的信號間有較小差錯。

智能天線的作用體現在下列方面：

（1）提高頻譜利用率。採用智能天線技術代替普通天線，提高小區內頻譜復用率，可以在不新建或盡量少建基站的基礎上增加系統容量，降低運營成本。

（2）迅速解決稠密市區容量瓶頸。未來的智能天線能允許任一無線通道與任一波束配對，這樣就可按需分配通道，保證呼叫阻塞嚴重的地區獲得較多通道資源，等效於增加了此類地區的無線網路容量。

（3）抑制干擾信號。智能天線對來自各個方向的波束進行空間濾波。它通過對各天線元的激勵進行調整，優化天線陣列方向圖，將零點對準干擾方向，大大提高陣列的輸出信干比，改善了系統質量，提高了系統可靠性。

（4）抗衰落。採用智能天線控制接收方向，自適應地構成波束的方向性，可以使得延遲波方向的增益最小，降低信號衰落的影響。智能天線還可用於分集，減少衰落。

（5）實現移動台定位。採用智能天線的基站可以獲得接收信號的空間特徵矩陣，由此獲得信號的功率估值和到達方向。通過此方法，用兩個基站就可將用戶終端定位到一個較小區域。

（6）最初的智能天線技術主要用於雷達、聲吶、軍事抗干擾通信，用來完成空間濾波和定位等。隨著移動通信的發展及對移動通信電波傳播、組網技術、天線理論等方面的研究逐漸深入，現代數字信號處理技術發展迅速，數字信號處理晶元處理能力不斷提高，利用數字技術在基帶形成天線波束成為可能，提高了天線系統的可靠性與靈活程度。智能天線技術因此用於具有複雜電波傳播環境的移動通信。此外，隨著移動通信用戶數的迅速增長和人們對通話質量要求的不斷提高，要求移動通信網在大容量下仍具有較高的話音質量。它使通信資源不再局限於時間域（TDMA）、頻率域（FDMA）或碼域（CDMA）而拓展到了空間域，屬於空分多址（SDMA）體制。

（7）智能天線潛在的性能效益表現在多方面，例如，抗多徑衰落、減小時延擴展、支持高數據速率、抑制干擾、減少遠近效應、減小中斷概率、改善BER（Bit Error Rate）性能、增加系統容量、提高頻譜效率、支持靈活有效的越區切換、擴大小區復蓋範圍、靈活的小區管理、延長移動台電池壽命、以及維護和運營成本較低等。

（8）FDMA系統採用智能天線技術，與通常的三扇區基站相比，C/I值平均提高約8dB，大大改善了基站復蓋效果；頻率復用係數由7改善為4，增加了系統容量。在網路優化時，採用智能天線技術可降低無線掉話率和切換失敗率。

（9）TDMA系統採用智能天線技術可提高C/I指標。據研究，用4個30°天線代替傳統的120天線，C/I可提高6dB，提高了服務質量。在滿足GSM系統C/I比最小的前提下，提高頻率復用係數，增加了系統容量。

（10）CDMA系統採用智能天線技術，可進行話務均衡，將高話務扇區的部分話務量轉移到容量資源未充分利用的扇區；通過智能天線靈活的輻射模式和定向性，可進行軟/硬切換控制；智能天線的空間域濾波可改善遠近效應，簡化功率控制，降低系統成本，也可減少多址干擾，提高系統性能。

（11）容量和頻譜利用率的問題是發展移動通信根本性的問題。智能天線通過空分多址，將基站天線的收發限定在一定的方向角範圍內，其實質是分配移動通信系統工作的空間區域，使空間資源之間的交疊最小，干擾最小，合理利用無線資源。

（12）採用智能天線是解決稠密市區容量難題既經濟又高效的方案，可在不影響通話質量的情況下，將基站配置成全向連接，大幅度提高基站容量。

採用智能天線技術可提高第三代移動通信系統的容量及服務質量，W-CDMA系統就採用自適應天線陣列技術，增加系統容量。ArrayComm與英國馬可尼公司正在合作開發具有自適應陣列天線功能的基站。愛立信宣稱將在其W-CDMA基站中提供自適應陣列智能天線。朗訊也曾宣布，其第三代移動通信基站中將採用朗訊自主開發的IA-BLAST智能天線技術。

（13）在第三代移動通信系統中，中國TD-SCDMA系統是應用智能天線技術的典型範例。中國TD-SCDMA系統採用TDD方式，使上下射頻通道完全對稱，可同時解決諸如天線上下行波束賦形、抗多徑干擾和抗多址干擾等問題。該系統具有精確定位功能，可實現接力切換，減少通道資源浪費。

CDMA2000應用智能天線技術也有了進展。CDMA發展組織CDG已經發布了一個關於智能天線的文件——“智能天線在CDMA系統中的業務描述、用戶需求和系統功能”，由此開始推動智能天線在CDMA系列技術中的應用。

（14）在移動通信技術的發展中，以自適應陣列天線為代表的智能天線已成為一個最活躍的領域。智能天線技術對移動通信系統所帶來的優勢是任何技術所難以替代的。智能天線技術已經日益成為移動通信中最具有吸引力的技術之一，並在以後幾年內發揮巨大的作用。在第三代移動通信系統中，作為TD-SCDMA系統中的關鍵技術之一的智能天線技術，能夠使系統在高速運動的通道環境中具有較好的性能。國際上已經將智能天線技術作為一個三代以後移動通信技術發展的主要方向之一，一個具有良好應用前景且尚未得到充分開發的新技術，是第三代移動通信系統中不可缺的關鍵技術之一。

（15）智能天線在DECT、PHS等系統中的應用：DECT、PHS都是基於TDD方式的慢速移動通信系統。歐洲在DECT基站中進行智能天線實驗時，採用和評估了多種自適應演演算法，並驗證了智能天線的功能。日本在PHS系統中的測試表明，採用智能天線可減少基站數量。

（16）無線本地環路系統的基站對收到的上行信號進行處理，獲得該信號的空間特徵矢量，進行上行波束賦形，達到最佳接收效果。天線波束賦形等效於提高天線增益，改善了接收靈敏度和基站發射功率，擴大了通信距離，並在一定程度上減少了多徑傳播的影響。

（18）在時空信號處理研究方面，對測向演演算法、自適應演演算法、盲和非盲演演算法、譜估計理論和演演算法、天線流形及數字波束成形、天線校準及控制、動態時空通道分配、容量分析等作了大量分析和模擬，提出了多種新的演演算法，並在系統上得到了應用。除了基站智能天線，還開展多天線系統（MIMO）、天線抗干擾技術、二維天線陣列智能天線等研究。

（19）對於給定的頻譜帶寬，系統容量愈大，頻譜利用率愈高。因此，增加系統容量與提高頻譜效率一致。為了滿足移動通信業務的巨大需求，應盡量擴大現有基站容量和復蓋範圍。要盡量減少新建網路所需的基站數量，必須通過各種方式提高頻譜利用效率。方法之一是採用智能天線技術，用自適應天線代替普通天線。由於天線波束變窄，提高了天線增益及C/I指標，減少了移動通信系統的同頻干擾，降低了頻率復用係數，提高了頻譜利用效率。使用智能天線后，無須增加新的基站就可改善系統復蓋質量，擴大系統容量，增強現有移動通信網路基礎設施的性能。

1998年中國郵電電信科學技術研究院代表我國電信主管部門向國際電聯提交的TD-SCDMA建議和成為國際第三代移動通信標準之一的CDMA TDD技術，就是第一次提出以智能天線為核心技術的CDMA通信系統，在國內外獲得了廣泛的認可和支持，並己制定了相關標準。

中國國內一些大學如清華大學、北京郵電大學、北方交通大學、上海交通大學、電子科技大學、西安交通大學和西安電子科技大學等也開展了智能天線方面的研究工作。國家“八六三”、國家自然科學基金、博士點基金等也相應支持有關單位進行理論與技術平台的研究。

在移動通信環境條件下，複雜的地形、建築物的結構都會對電波的傳播產生影響，大量用戶間的相互作用也會產生時延擴散、瑞利衰落、多徑、通道干擾等，從而會使通信質量受到影響。採用智能天線可以有效地解決這些問題。智能天線採用空分多址技術，利用信號在傳輸方向上的差別，將同頻率或同時隙、同碼道的信號區分開來，最大限度地利用有限的通道資源。

智能天線的核心在數字信號處理部分，它根據一定的準則，使天線陣產生定向波束指向用戶，並自動地調整權重係數以實現所需的空間濾波。智能天線需要解決的兩個關鍵問題是辨識信號的方向和自適應賦形的實現。辨識信號到達方向，代表的演演算法有MUSIC（MUltipleSIgnalClassification）演演算法、ESPRIT（EstimationofSignalParametersviaRotationalInvarianceTechniques）演演算法、最大似然法等。自適應波束賦形的目的是通過自適應演演算法得到最佳加權係數。採用何種演演算法首先需要考慮自適應準則，主要有最大信噪比（SNR）、最小均方誤差（MMSE，MinimumMeanSquareError）、最小方差、最大似然等。常用的自適應演演算法有DMI（DirectMatrixInverse，直接抽樣協方差矩陣求逆）演演算法、LMS（LeastMeanSquare，最小均方）演演算法、RLS（RecursiveLeastSquares，遞歸最小二乘）演演算法、CMA（ConstantModulusAlgorithm，恆模演演算法）等。

10月26日，清華大學與信威集團聯合宣布：我國首顆低軌移動通信衛星—靈巧通信試驗衛星（下稱“靈巧”）已完成全部在軌測試試驗，工程任務取得圓滿成功。

業內人士稱，這顆“民營”衛星的試驗成功，不僅標誌著我國低軌移動通信衛星技術取得重要突破、為建設星座通信系統邁出關鍵一步，也開創了民營企業與高校協同創新、參與航天通信事業的新模式。

面向國家戰略需求，民企與高校共同試水航天通信

靈巧通信試驗衛星重約130公斤、在高度約為800公里的太陽同步軌道上運行。

地面移動通信系統只適於在人口較為密集的區域使用，對於地球上大部分人煙稀少的地區則使用困難。為實現在地球上任何地方的即時通信，自上世紀90年代後期，美國先後發射了上百顆低軌移動通信衛星，組建了包括銥星、全球星在內的星座通信系統，並在商業和軍事等領域廣泛應用。

然而，由於沒有自己的低軌道通信衛星，目前我國80%以上陸地面積、95%以上海洋麵積的通信網路復蓋仍然面臨難題，漁民出海、遠洋航行、山區林區作業尚無廉價而有效的通信手段。因此，通過自主創新，建立自主可控、安全和可持續發展的星座通信系統，已成為我國迫在眉睫的戰略需求。同時，星座通信系統需要有數十顆衛星聯合“作戰”，才能實現通信的全復蓋。因此，建立星座通信系統不僅投資巨大，而且技術難度大、風險性高。

面對巨大的國家需求和諸多現實困難，2010年10月，清華大學和信威集團聯合成立了“清華大學—信威通信空天信息網路技術聯合研究中心”（下稱“聯合中心”），啟動了“靈巧”研製工程。該工程以開展通信小衛星創新設計和低軌移動通信創新技術試驗為主要任務，實現星載智能天線、星上處理與交換、天地一體化組網、小衛星一體化集成設計等多項創新技術，為支撐發展星座通信系統打下基礎。

主要指標優於在軌的國際同類衛星

“這顆試驗衛星的研製難度極大。”據“靈巧”工程任務負責人、聯合中心主任陸建華介紹，通信小衛星一體化設計面臨複雜的電磁干擾、能源、結構、控制等一系列難題；智能天線技術應用於衛星在國內外尚無先例；從衛星發射任務確立到衛星出廠只有不到一年的時間，研製周期非常短。此外，從衛星設計、技術試驗、生產製造等各個環節的技術及計劃流程管理，都面臨很多挑戰。

為此，清華大學和信威集團組建了研發團隊，開展技術攻關。歷經4年，今年9月4日，“靈巧”在酒泉衛星發射中心成功搭載發射。之後，清華大學與信威通信聯合團隊又完成了靈巧通信試驗衛星工程任務。

10月21日，由第三方權威部門組織的專家完成了對“靈巧”的測試和鑒定。

鑒定結果顯示，“靈巧”的移動通信載荷可同時形成15個動態多波束，通信復蓋區直徑約2400公里；實現了復蓋區內衛星手持終端語音業務、數據業務和移動網際網路業務，主要指標優於國際上現有的低軌移動通信在軌衛星的最好水平。

據介紹，這次工程任務通過探索複雜機電磁環境下的通信小衛星設計方法、基於在軌大規模計算處理的空間智能通信方法、高集成度軟硬體協同設計方法，有效提升了通信小衛星的應用能力和性價比。靈巧通信試驗衛星大量採用工業級商用器件（佔85.78%）和國產器件（75.95%），探索了自主可控的小衛星可持續發展之路。

2019年前後建成星座通信系統、為全球用戶服務

“靈巧 工程不僅出了一大批 硬 成果，也取得了寶貴的 軟 成果。”陸建華說，這個“軟”成果，就是高校與民營企業合作、產學研協同創新驅動衛星通信發展的新模式。

據介紹，清華大學聯合了多個相關院系，多學科交叉、與企業協同創新。該衛星、地面站及終端系統，將為清華大學相關學科的發展提供良好的教學科研平台，為空天信息交叉學科的可持續發展提供有力支撐。

同時，“靈巧 工程的成功實施，為民營企業參與航天事業發展探索了新的創新模式。”信威集團董事長王靖告訴記者，“這表明，在國家有關部門的大力支持下，中國的民營企業完全有能力在包括空天信息技術在內的航天事業中做出自己的貢獻。”

據透露，清華大學和信威集團力爭在三年左右完成“一箭四星”的發射任務，在2019年發射多顆低軌移動通信衛星，初步建成我國自主可控、可持續發展的星座通信系統。屆時，我國的星座通信系統將復蓋除南北極之外的全球各個角落，全世界消費者將能享受到不受地點和時間限制、質優價廉的全球通信和移動網際網路服務。

1．智能天線對DCA的影響

智能天線的波束賦形有效地降低了用戶間干擾，其實質是對不同用戶的信號在空間上進行區分。如果DCA在進行通道分配時，能夠盡量地把相同方向上的用戶分散到不同時隙中，而把在同一個時隙內的用戶分佈在不同的方向上，這樣可以充分發揮智能天線的空分功效，使多址干擾降至最小。要達到這一目的，需要增加DCA（DynamicChannelAllocation，動態通道分配）對用戶空間信息的獲取和處理功能。

智能天線能夠對信號的到達方向（DOA，DirectionOfArrival）進行估計，DCA可以根據各時隙內用戶的位置為新用戶分配時隙，使用戶波束內的多址干擾盡量地小。在圖4（a）、（b）中，新用戶（3號終端）在時隙2中波束無重疊，應優先分配。

為DCA演演算法增加分配空間資源的能力，首先要獲得用戶的位置信息，並根據用戶所在位置進行定向波束的干擾測量。這樣在DCA演演算法中依然可以按照新用戶在不同時隙中所受干擾的大小來選擇時隙，這裡是指用戶方向上的干擾，而不是整個小區用戶在該時隙產生的干擾。智能天線與聯合檢測結合的基帶處理過程如圖5所示。

在圖5中，生成系統總矩陣A輸出的數據是經過了空域的均衡和濾波，可以從中計算波束內干擾大小，作為DCA中時隙分配的依據。干擾的計算方法還需要深入的研究，使其能夠正確反映等效基帶波束內干擾的大小。

圖5智能天線技術和聯合檢測技術結合的基帶信號處理原理圖

智能天線的一個理想目標是實現空分復用（SDM）。在波束賦形效果足夠好的情況下，可以為不同方向上的用戶分配相同的碼道（載波、時隙、擴頻碼相同），這將會使系統容量成倍地增長。考慮到用戶的移動性，用戶間相對位置的改變有可能使得用戶接入時的空分復用方案失效，即出現較大的同碼道干擾。快速DCA中碼道調整能夠克服這一問題。當DCA獲知用戶的同碼道干擾大於門限值，就觸發通道調整，為同碼道干擾嚴重的用戶分配新的碼道資源，以消除干擾。智能天線結合DCA是實現空分復用的有效途徑。

2．智能天線對功率控制的影響

智能天線對功率控制的影響表現在以下幾個方面。

（1）使功率控制的流程發生變化。無智能天線時，功率控制根據SIR測量值和目標值周期進行調整。有智能天線時，首先將主波束對準要調整的用戶，然後再進行相關的測量。

（2）對功率控制的要求降低了。在有智能天線的情況下，當主波束對準該用戶時，由於天線增益較高，相對於沒有智能天線時可以大大降低用戶終端的發射功率。

（3）在有智能天線的情況下，功率控制的平衡點方程變得複雜。傳統的功率控制建模方法已不再適用。這種情況下的功率控制演演算法建模與具體的智能天線演演算法相關。

3．智能天線對分組調度的影響

分組調度演演算法的功能是在分組用戶之間分配分組數據業務時，提高用戶利用空中介面資源的能力。實際系統中應用的分組調度是以時分和碼分的組合方式。而在智能天線引入之後，引入了波束資源，從而在分組調度的方式中增加了一維—空分。空中介面可利用資源的模型發生了變化，因而演演算法模型也要進行改變。利用波束資源，通過空分降低用戶間的多址干擾，而且還能增加分組用戶的傳輸速率。同時，利用智能天線對UE的定位功能，還可以根據位置信息優化用戶的調度速率，從而更加有效地利用系統的資源。

4．智能天線對切換控制的影響

使用智能天線技術，必然涉及一些網路性能，如用戶的移動性管理等。同時，用戶的空間位置成為移動通信系統中一種新的可以利用的物理無線資源，其中包括頻率、時隙、碼道和空間角度四維元素。這就給切換過程中所要進行的接納控制和資源預留帶來了許多的靈活性。另外，智能天線可以為切換提供一些有用的位置參考信息、提高系統資源利用率、縮短切換時間、降低掉話率、減少信令交互、提高切換成功率等。

智能天線在給系統切換帶來上述好處的同時，也增加了切換的複雜性，切換的不確定性及不穩定性。如在物理通道分配的過程中，當發生衝突需要進行通道調整和切換時，由於判決維數增加，使用的切換演演算法就要比只有3種資源的情況複雜，移動用戶的切換管理也要複雜得多。智能天線的採用也使切換演演算法中的一些準則之間的關係變得模糊和複雜，參數的測量隨機因素更多，如移動用戶的位置、智能天線的效果等。小區的呼吸效應更加隨機化，切換區域也就隨機化。