智能天線在無線系統(tǒng)中的應(yīng)用

【摘要】 智能電線在無線系統(tǒng)中的應(yīng)用顯著提高了通信質(zhì)量，給人們的生產(chǎn)生活帶來前所未有的便利。本文簡單分析了智能天線技術(shù)工作原理及優(yōu)勢(shì)，重點(diǎn)探討了智能天線在無線系統(tǒng)中的應(yīng)用，希望給智能天線的進(jìn)一步推廣與應(yīng)用提供參考。

【關(guān)鍵詞】 智能天線 無線系統(tǒng) 應(yīng)用

智能天線技術(shù)以空分復(fù)用技術(shù)為基礎(chǔ)，從信號(hào)傳播方向的差異性出發(fā)，在空域區(qū)域方面對(duì)頻率、時(shí)隙相同信號(hào)加以區(qū)分，不僅使高頻譜資源利用率得以提高，而且最大限度的降低了建筑、地形等外界因素給信號(hào)的傳播造成的不良影響，因此被廣泛應(yīng)用在無線系統(tǒng)中。

一、智能天線工作原理及優(yōu)點(diǎn)

1.1智能天線工作原理

智能天線有多天線、可變天線陣列以及自適應(yīng)天線陣列之稱，其含有的智能算法可實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)源的定位、跟蹤以及對(duì)信號(hào)傳播方向的判斷。與常規(guī)的天線分集方法及扇區(qū)天線相比，智能天線可將窄的定向波束提供給用戶，將信號(hào)的接收與發(fā)送約束在有限的方向區(qū)域，提高了信號(hào)發(fā)射功率利用率，有效避免了信號(hào)間的彼此干擾及電磁污染狀況的發(fā)生。

1.2智能天線的優(yōu)點(diǎn)分析

智能天線應(yīng)用在無線系統(tǒng)中具有較多優(yōu)點(diǎn)，主要表現(xiàn)在：首先，抗衰落性能良好。信號(hào)傳輸過程中受多種因素影響，會(huì)出現(xiàn)不同程度的衰落，導(dǎo)致傳輸信號(hào)的失真。智能天線可控制信號(hào)的接收方向，尤其借助自適應(yīng)成束技術(shù)，可將信號(hào)衰落降到最低。同時(shí)，智能天線還能實(shí)現(xiàn)分集增益的提高，使天線陣列接收的靈敏性大大增加。其次，可實(shí)現(xiàn)用戶的定位。借助智能天線可獲得性接收空間特征矩陣，獲得信號(hào)的功率估值及信號(hào)到達(dá)方向，從而可實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶的定位。最后，可有效降低信號(hào)干擾。智能天線會(huì)方向性的接收信號(hào)，而不接收其他方向的信號(hào)，由此便能很好的降低其他信號(hào)的干擾。

二、智能天線在無線系統(tǒng)中的應(yīng)用

智能天線在無線通信系統(tǒng)中具有較高應(yīng)用率，因此本文基于無線通信系統(tǒng)對(duì)智能天線的具體應(yīng)用進(jìn)行探討。

2.1應(yīng)用在TD-SCDMA系統(tǒng)中

TD-SCDMA系統(tǒng)中智能天線應(yīng)用最為普遍，其利用TDD方式確保了上下行射頻信道對(duì)稱的可靠性，在此基礎(chǔ)上確保了信息傳輸?shù)母咝?，在緩解多徑干擾、多只干擾方面表現(xiàn)尤為突出。在TD-SCDMA系統(tǒng)中的智能天線由八個(gè)天線單元同心陣列組成，在很多方面優(yōu)于傳統(tǒng)全方位天線：一方面可使信號(hào)的載干比增強(qiáng)。另一方面，獲得較高的增益，使發(fā)射功率大大降低。

2.2應(yīng)用在無線市話系統(tǒng)中

無線市話系統(tǒng)包括智能處理單元、陣列天線等內(nèi)容，其中基站的調(diào)制解調(diào)模塊是該系統(tǒng)的智能處理部分，其中的DSP單元可完成天線單元的發(fā)射以及信號(hào)的接收等。另外，還能實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)控制、信號(hào)分集、干擾抑制以及用戶識(shí)別。系統(tǒng)中四根天線上發(fā)送的高頻信號(hào)擁有相對(duì)獨(dú)立的控制單元，而且受其他天線的干擾較小。DSP將處理后的數(shù)據(jù)結(jié)果傳送至射頻模塊，而后依據(jù)處理的結(jié)果對(duì)射頻信號(hào)相位振幅進(jìn)行調(diào)整。無線市話系統(tǒng)中應(yīng)用的智能天線為地面立體結(jié)構(gòu)，由四根對(duì)稱排列分布的天線組成，而四個(gè)基本振子又組成了每根天線。另外，增加用戶接入人數(shù)。當(dāng)基站中已經(jīng)接入三個(gè)用戶時(shí)，借助SDMA技術(shù)可為第四個(gè)人的接入奠定基礎(chǔ)。接入操作時(shí)一般經(jīng)過以下流程：首先，對(duì)通話用戶的具體位置進(jìn)行判定。其次，對(duì)空間位置進(jìn)行分析，時(shí)隙組合兩個(gè)用戶，以此為基礎(chǔ)建立相關(guān)的空間信道，利用剩余時(shí)隙完成第四個(gè)用戶的接入。

2.3應(yīng)用在碼分多址系統(tǒng)中

傳統(tǒng)通信信號(hào)一般在頻域或時(shí)域中處理，不過當(dāng)以傳輸字符速率進(jìn)行接收時(shí)，利用單獨(dú)的時(shí)域處理很難將CCI、ISI同時(shí)消除。在理論上看來，采用使用時(shí)域采樣技術(shù)可實(shí)現(xiàn)兩者的同時(shí)消除，但實(shí)際情況并不理想。當(dāng)接收端的采樣速率為傳輸字符速率時(shí)，從理論上來看當(dāng)陣元數(shù)量多到一定程度時(shí)，可實(shí)現(xiàn)CCI與ISI的消除，但從實(shí)際以及成本角度分析，這一做法并不可行。因此，有必要使用時(shí)空聯(lián)合處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)ISI、CCI的抑制，而智能天線正是以時(shí)空二維聯(lián)合處理為基礎(chǔ)構(gòu)建而成的，可利用ZF、ST-MMSE、ST-MLSE等最優(yōu)準(zhǔn)則。當(dāng)前的空時(shí)處理方法一般應(yīng)用分集加均衡的結(jié)構(gòu)，借助時(shí)域延遲上的差異以及信號(hào)空間特征，獲得理想適量處理增益的目標(biāo)，以均衡及估計(jì)盲信道。目前，CDMA因其干擾性能優(yōu)良，而且系統(tǒng)容量方面優(yōu)勢(shì)明顯，成為無線通信系統(tǒng)中主流多址技術(shù)，智能電線在碼分多址系統(tǒng)中的應(yīng)用也因此成為行業(yè)內(nèi)研究的熱點(diǎn)話題。

三、總結(jié)

智能天線技術(shù)在無線通信系統(tǒng)中的優(yōu)勢(shì)非常明顯，尤其在系統(tǒng)容量擴(kuò)充、抗干擾性能改善等方面更為突出，因此，為提高我國無線通信水平與質(zhì)量，相關(guān)部門應(yīng)加強(qiáng)智能天線理論研究，借鑒西方發(fā)達(dá)國家智能天線技術(shù)，結(jié)合我國智能天線發(fā)展現(xiàn)場加以運(yùn)用，為進(jìn)一步擴(kuò)展智能天線在無線系統(tǒng)中的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

參 考 文 獻(xiàn)

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