移動(dòng)通信中智能天線的應(yīng)用研究

朱擁軍

【摘要】 為了緩解有限的頻譜資源和高速發(fā)展的業(yè)務(wù)量之間的矛盾，移動(dòng)通信把智能天線技術(shù)做為解決此類矛盾的主要手段，達(dá)到提高頻譜資源的利用率，增加通信的質(zhì)量和容量的目的。可以預(yù)見智能天線技術(shù)必將隨著移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展，成為通信領(lǐng)域的發(fā)展史冊(cè)上不可或缺的一頁。本文就智能天線的優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用進(jìn)行分析，力求為相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展做出有益的嘗試。

【關(guān)鍵詞】 移動(dòng)通信 智能天線 應(yīng)用研究

一、前言

對(duì)于移動(dòng)通信設(shè)備而言，天線是關(guān)鍵核心部件之一，在移動(dòng)通信設(shè)備的正常應(yīng)用中發(fā)揮著重要作用。傳統(tǒng)天線在信號(hào)傳輸質(zhì)量和信號(hào)傳輸速度上都難以滿足通信要求，研發(fā)新一代適合移動(dòng)通信設(shè)備的智能天線成為了必然選擇。當(dāng)前，智能天線在移動(dòng)通信中得到了應(yīng)用和普及，對(duì)提高移動(dòng)通信設(shè)備功能起到積極的促進(jìn)作用。從結(jié)構(gòu)原理來看，智能天線具有定向和形成波束能力的陣列，主要是采用相應(yīng)的處理技術(shù)，利用數(shù)字信號(hào)，產(chǎn)生定向波束，確保用戶信號(hào)可以通過固定信道到達(dá)定向位置，并通過零陷或旁瓣抵制干擾信號(hào)。所以說，智能天線相當(dāng)于空間濾波器，通過發(fā)射機(jī)與接機(jī)相連，發(fā)射高增益波束，既可以抗干擾，也可以增加通信距離。它主要包括兩個(gè)方面，即DOA（波達(dá)方向）和波束成型。當(dāng)前智能天的技術(shù)屬于附加領(lǐng)域研究，其功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有被完善，有更為廣闊的開發(fā)空間。

二、智能天線的特點(diǎn)及作用分析

2.1 能夠有效抑制干擾信號(hào)

在移動(dòng)通信中，干擾信號(hào)的產(chǎn)生原因較多，如果不能有效屏蔽并抑制干擾信號(hào)，將會(huì)影響移動(dòng)通信的整體質(zhì)量，使移動(dòng)通信的信號(hào)受到嚴(yán)重影響。智能天線的研發(fā)有效解決了這一問題，對(duì)干擾信號(hào)產(chǎn)生了有效抑制，不但提高了移動(dòng)通信的信號(hào)傳輸質(zhì)量，還滿足移動(dòng)通信的數(shù)據(jù)傳輸要求，達(dá)到了移動(dòng)通信數(shù)據(jù)傳輸目標(biāo)。

2.2 抗衰落性較好

在移動(dòng)通信中，高頻信號(hào)衰落是難以解決的問題，信號(hào)衰落之后不但會(huì)影響通信質(zhì)量，也會(huì)影響移動(dòng)通信設(shè)備的通話效果。而智能天線有效解決了這一問題，智能天線通過控制信號(hào)接收方向，采用分級(jí)技術(shù)，抑制了高頻信號(hào)的衰落，提高了高頻信號(hào)的傳輸質(zhì)量，滿足了移動(dòng)通信的發(fā)展需要，具有較好的抗衰落性。

2.3 能夠有效實(shí)行移動(dòng)定位

相對(duì)于傳統(tǒng)天線，智能天線的另外一個(gè)優(yōu)勢(shì)在于可以實(shí)現(xiàn)有效的移動(dòng)定位，對(duì)移動(dòng)通信設(shè)備的具體位置進(jìn)行跟蹤記錄，保證信號(hào)傳輸?shù)臅惩?。目前這一功能依靠2個(gè)以上的信號(hào)傳輸基站即可實(shí)現(xiàn)。智能天線提供的移動(dòng)定位功能對(duì)提高移動(dòng)通信的功能行具有重要的推動(dòng)作用，為移動(dòng)通信設(shè)備的發(fā)展提供了有力的支持。

三、智能天線在移動(dòng)通信中的應(yīng)用分析

智能天線通常包括多波束智能天線和自適應(yīng)陣智能天線。它是由N個(gè)天線單元組成，每個(gè)天線單元有M套加權(quán)器，可以形成M個(gè)不同方向的波束，用戶數(shù)M可以大于天線單元數(shù)N。智能天線的劃分是根據(jù)其天線方向圖形狀的（圖1）。

多波束天線利用多個(gè)并行波束覆蓋整個(gè)用戶區(qū)，每個(gè)波束的指向是固定的，波束寬度也隨天線元數(shù)目而確定。隨著用戶在小區(qū)中的移動(dòng)，基站相應(yīng)選擇不同的波束，使接收信號(hào)最強(qiáng)。因?yàn)橛脩粜盘?hào)并不一定在波束中心，當(dāng)用戶位于波束邊緣及干擾信號(hào)位于波束中央時(shí)，接收效果最差，所以多波束天線不能實(shí)現(xiàn)信號(hào)最佳接收，一般只用作接收天線。但是與自適應(yīng)天線陣列相比，多波束天線具有結(jié)構(gòu)簡單、無須判定用戶信號(hào)到達(dá)方向的優(yōu)點(diǎn)。

基于智能天線的優(yōu)點(diǎn)，目前智能天線在移動(dòng)通信設(shè)備中得到了全面應(yīng)用，在提高移動(dòng)通信效率和通信質(zhì)量方面發(fā)揮了重要作用，保證了移動(dòng)通信設(shè)備能夠滿足基本的通信要求，同時(shí)有效促進(jìn)了移動(dòng)通信的發(fā)展。為此，我們應(yīng)對(duì)智能天線的應(yīng)用有正確認(rèn)識(shí)。

四、結(jié)論

通過本文的分析可知，在移動(dòng)通信中，智能天線作為重要部件得到廣泛應(yīng)用，在第四代移動(dòng)通信技術(shù)的研究與發(fā)展中，智能天線技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新被做為關(guān)鍵性技術(shù)進(jìn)行研究。為此，我們應(yīng)全面了解智能天線的工作原理及特點(diǎn)，積極探索其應(yīng)用范圍及優(yōu)劣勢(shì)，促進(jìn)智能天線與信息技術(shù)的有效融合，最大限度的發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)和潛力。