浅谈智能天线技术在移动通信中的应用

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1、浅谈智能天线技术在移动通信中的应用中国移动通信集团广东有限公司东莞分公司523129摘要：对于移动通信设备而言，天线是关键核心部件之一，在移动通信设备的正常应用中发挥着重要作用。传统天线在信号传输质量和信号传输速度上都难以满足通信要求，研发新一代适合移动通信设备的智能天线成为了必然选择。当前，智能天线在移动通信中得到了应用和普及，对提高移动通信设备功能起到积极的促进作用。从当前智能天的技术属于附加领域研究，其功能远远没有被完善，有更为广阔的开发空间。关键词：智能天线技术；多波束智能天线；自适应智能天线1智能天线概述1.1智能天线的基木原理智能天线是一种能够根据

2、所处的电磁环境来调节或选择自身参数，从而使通信系统保持最佳性能的天线技术。智能天线技术是在阵列天线理论、微波和射频技术、自动控制理论、自适应天线技术、数字信号处理技术、软件无线电技术和集成电路技术等多个研究领域的基础上综合发展而成的一门新技术。智能天线釆用空分多址技术（SDMA）,利用信号在传输方向上的差异，将同频率或同时隙、同码道的信号IX分开来，最大限度地利用有限的信道资源。1.2智能天线的分类根据智能天线工作原理的不同，智能天线可以分为：多波朿智能天线和自适应智能天线。（1）多波束智能天线多波朿智能天线主要采用波朿转换技术，因此，也称为波朿转换天线。它在

3、对用户区进行分区（扇区）的基础上，使天线的每个波束固定指向不同的分区，使用多个并行波束就能覆盖整个用户区，从而形成了形状基木不变的天线方向图。当用户在小区中移动时，根据测量各个波朿的信号强度来跟踪移动用户，并能在移动用户移动吋适当地转换波束，使接收信号最强，冋吋较好地抑制了干扰，提高了服务质量。可以说，多波束天线是介于扇形定向天线与自适应智能天线之间的一种技术。(2)自适应智能天线自适应智能天线原名叫自适应天线阵列，是一种安装在基站现场的双向(既可接收又可发送)天线。它基于自适应天线原理，采用现代自适应空间数字处理技术，通过选择合适的自适应算法，利用天线阵的波

4、束赋形技术动态地形成多个独立的高增益窄波束，使天线主波束对准用户信号到达方向，冋吋旁瓣或零陷对准干扰信号到达方向，以增强有用信号、减少其至抵消干扰信号，提高接收信号的载干比，同时增加系统的容量和频谱效率。从空分多址技术角度来说，它是利用信号在传输方向上的差别，将同频率或同吋隙、同码道的信号区分开来，从而最大限度地利用冇限的信道资源，增加系统的容量和提高频谱效率。从双向天线的角度来讲，智能天线包括两个重要组成部分：一是对来自移动台发射的多径电波方向进行到达角估计，并进行空间滤波，抑制其他移动台的干扰。二是对基站发送信号进行波束形成，使基站发送信号能够沿着移动台电

5、波的到达方向发送冋移动台，从而降低发射功率，减少对其他移动台的干扰。1.3智能天线在移动通信中的作用(1)提高系统容量。智能天线采用了空分多址技术，利用空间方向的不冋进行信道的分割，在不同的信道中可以在同一吋间使用同一种频率而不会产生干扰，从而提高了系统容量。(2)降低系统干扰。智能天线技术可以借助有用信号和干扰信号在入射角度的差异，选择合适的天线接收模式，即将波束的主瓣对准冇用信号，波束的旁瓣或零陷对准主要的干扰信号方向，从而更有效地抑制干扰。(3)减小多径效应。在CDMA系统中利用RAKE接收机可对吋延差人于一个码片的多径信号进行分离和相干合并，而借助于智

6、能天线可以对吋延不可分但角度可分的多径信号进一步分离，从而更有效地减小多径效应。(5)扩大覆盖区域。由于智能天线有了自适应的波束定向功能，因此与普通天线相比，在冋等发射功率的条件下，采用智能天线技术的信号能够传送到更远的距离，从而增加了覆盖范围。(6)降低系统建设成本。由于智能天线技术容易实现较大增益，也就是能够实现扩大覆盖区域，因此基站的建设数量可以相对减少，降低了运营商的建设成本。(7)实现移动台定位。智能天线的另一个用途是进行紧急呼叫定位，并提供更高的定位精度。在陆地移动通信系统中，如果基站采用智能天线阵，一旦收到信号，即对每个天线单元所连接收机产生的响

7、应作相应处理，获得该信号的空间特征矢量及矩阵,由此获得信号的功率估值和到达方向，即用户终端的精确方位。如果增加定位业务，则可随时确定持机者所处位置，不但给用户和网络管理者提供很大方便，而II还可开发更多的增值业务。2智能天线在移动通信系统中的应用(1)智能天线在FDMA系统中的应用在FDMA系统中采用智能天线后，与传统天线覆盖的三扇区基站相比,载干比(C/I)值平均提高约8dB,大大改善了基站覆盖效果；频率复用系数由7改善为4,减小了同频复用距离，提高了频率复用系数，也就提高了频谱利用率，增加了系统容量。而且在网络优化吋，采用智能天线技术可冇效地降低无线通信掉

8、话率和越区切换失败率。(2)智能天线在