淺談智能天線在移動通信中的運用

葉耀昌

【摘要】 智能天線的在移動通信中具有廣泛的應用，智能天線的使用有效的提升了頻譜資源效率、帶寬系容量和移動通信質量。智能天線將隨著網絡發展應用于3G和4G網中，為了進一步明確智能天線的作用，文章對其特征、分類和具體的應用過程進行了分析。

【關鍵詞】 智能天線 移動通信 應用

移動通信網絡的快速發展，使用用戶不斷增多。此時保證移動通信的信號強度，降低干擾就是通信運營商的主要任務。智能天線采用先進的技術，體積降低，容量提高，對于網絡速率的提高具有積極意義。就目前看，智能天線在移動通信系統中的應用已經到了高峰階段，應對智能天線的性能進行進一步的開發。

一、智能天線及其組成

智能天線主要是指具有測向和波束形成能力的一種天線陣列， 起初智能天線只能應用于雷達系統和軍事系統，隨著數字智能化處理技術的發展，智能天線在移動通信系統中的應用增加。該天線與傳統的天線相比，性價比更高。智能天線通常由三部分組成，其中天線陣列負責接收和發射信號，陣列形式主要采用常用的圓形陣列或直線陣列。波束形成單元是將小區節點的單元天線進行整合，保證信號的輸出。最后，智能天線的核心技術為自適應技術，自適應控制單元主要負責網絡效果的優化，利用一定的算法獲得移動電磁場的變化，測試動通信基站磁場輻射的大小，根據需求對移動無線網的建設進行優化，并通過數字處理技術來完成處理過程，降低干擾，提高信噪比。

核心算法基頻數字信號處理算法決定了瞬時響應速率，并能夠判斷電路的復雜程度，從而制定移動通信網絡的性能需求和發展規劃。智能天線的另一大優勢就是實現了空分多址，該功能可以針對網絡需求來分配網絡資源，確保網絡資源的最大化利用，智能天線是4G網的主要天線，SDMA有效的降低了同信道干擾，并且提升了移動網絡系統的容量，具有較理想的效果。隨著科技的發展，智能天線將進一步發揮其性能。智能天線是由射頻部分、中頻部分和數字波束形成部分組成，其中其核心部分為數字波速形成部分，主要是由一種特殊的DSP芯片或專用的集成電路組成。應用最廣泛的數字波形技術就是FPGA處理技術。移動通信算法主要有LMS及其改進算法RLS、SMI和CMA法。

二、智能天線在移動通信中的運用

1、第二代移動通信系統。第二代移動通信系統又稱為2G網或GSM網絡， 是我國較早期的移動通信網絡模式，2G中的智能天線具有部分應用，主要功能為匹配原網絡的覆蓋情況， 并控制上下行鏈路的干擾。2G中的智能天線具有當前智能天線大部分功能，主要使用四天線陣來提高頻譜轉化效率。在CDMA系統的智能天線則可以完成選擇性的空間傳輸，降低基站的發射功率，降低電磁誤擾和信號干擾。自適應智能體現就是這一時期的主要形式，應用廣泛且效果明顯。

2、第三代移動通信系統。第三代移動通信系統即3G網或者TD-CDMA網絡模式，我國根據需求采用 TD-SCDMA模式，是智能天線正式應用于移動通信業的象征。TDSCDMA智能天線技術可以同時控制多用戶干擾。并且由于下行鏈路和上行鏈路的無線路徑具有平行性，因此可以提高網絡運行效率。采用智能天線，不再對臨區造成干擾，保證了更多用戶的利益。智能天線采用目前8個天線陣元， 并且每個天線陣元的增益為15dBi。其原理是使一組天線與接收機天線之間通過一定的方式進行重新排列。基站的信號輻射往往是呈主瓣狀發展，以實現提升載干比， 降低發射功率為目的傳統天線無法重復使用，降低了頻譜利用率。現代人強調環保，對于智能天線的使用應根據現實需求而制定。小區之間存在互相干擾是正常的，基站的位置重疊，基站的天線夾角過小都會造成干擾。由于每個用戶在小區內的位置都是不同的。防止干擾的方法是設置多向性天線，并通過DSP來控制用戶方向，對用戶實施及時監督，合理化移動通信基站天線夾角。在TD-SCDMA 系統的無線子幀多為5ms，也就是可在第一時間對無線網絡的智能化進行研究 ，提高其性能。

3、基于時分雙工的智能天線優化。同頻干擾就是在同一頻率下完成信息的發送與接收，時分雙工智能技術是其技術核心。對我國移動3G和4G業務而言，智能天線的應用和優化都是必要的。在向4G轉化過程中，3G依然會在長時間內發揮作用。智能天線的作用明顯，智能天線改善了無線通信網絡中的不足，分析智能天線移動通信技術是必要的。一些WCDMA與CDMA2000的基站產品已經開始支持智能天線了。

總結：隨著我國移動通信網絡的快速發展，移動通信的安全和效率問題成為主要研究的課題。在保證基本運行的前提下，通過實驗的方式來獲得移動通信的運行效率。天線在整個系統的發展中具有重要意義，尤其是智能天線的利用，有效的保證了網絡信道的抗干擾能力。我國的國情決定必須對智能天線加以研究，以節省資源。對運營商而言，應抓住這一機遇，并認識到智能天線的重要性，認真分析未來需求，對智能天線的性能進行擴充，從而促進移動通信業的發展。

參 考 文 獻

[1]林敏，龔錚權.智能天線及其在移動通信中的應用[J].電信快報，2014（3）.

[2]魯志強，李佳.淺談智能天線在移動通信中的應用[J].科技風，2014（7）.

[3]徐運武.淺談智能天線在第三代移動通信中的應用[J].甘肅科技縱橫，2016（12）.