1 智能天线的发展现状分析
智能天线主要指的就是对数字信号进行有效应用进而可以对信号发射进行有效处理,通过借助于软件,可以产生定向波束,这样在天线的主波束就会对准客户的通信接收端。通过对这项技术进行有效应用,可以非常方便的为用户提供海量资料,并且在信息传输过程中可以将外界干扰对用户的干扰降低到最小。
当前阶段,随着智能天线的不断发展,最主要的两种形式可以概括为多波束天线阵列以及自适应线线阵列。如果站在当前实际应用角度,自适应天线阵列的适用范围是非常广泛的,并且在移动通信当中,所发挥的作用是非常重要的。当前阶段,智能天线技术工作中所采用的技术主要就是自适应天线阵里,其主要过程可以用以下文字进行概述:当天线阵列完成对信号的接受过程之后,通过进行反馈控制系统一系列反馈,在进行特殊计算之后可以对信号进行有效的分析,当完成对信号的分析之后,可以将信号看成是天线震源的激励信号,此时可以对天线阵列的辐射方向图以及一些其他比较重要的参数进行必要的调整。在对天线阵列进行应用之后,对波束进行合成的过程就会变的非常方便,而且还可以对波束的实际方向进行确定,这样所形成的波束就是非常独立的,在进行一系列操作之后,方向图也会发生一定的调整,所采取的调整方式主要就是自适应调整方式。除此之外,完成上述操作之后,还应该对信号的实际变化情况进行实时监控,对干扰的实际方向进行调整,使其变为零,这样就可以将信号的接收质量大幅度提升上去,并且还可以将无线信号的质量以及将系统的实际容量大幅度提升上去。
在移动通信基站当中,通过对智能天线进行有效应用,不仅可以为用户提供比较窄的定向波束,而且还可以对指定区域内部的信号进行接收以及发送,对于这样的方式主要好处在于将发射功率的利用率增加到最大值,而且还可以将电磁干扰降低到最小,最终将信号传输的整体这两提升上去。除此之外,智能天线通过采用空分多址的方式,由于信号传输过程中空间传播方向存在差异,因此可以对用户进行有效区分。
通过对智能天线进行有效应用,不仅可以将发射信号的覆盖距离大幅度提升上去,而且对于覆盖面积也可以进行不断扩大,除此之外,其穿透能力也是非常强的,具有非常好的抗干扰能力,并且在对小区信号的覆盖强度满足同时,讲设备的资金投入降低到最小。即使处于通讯环境不是非常好的情况下,智能天线技术也可以具有非常好的灵敏度,并且数据的交换质量也是非常好的。通过对智能天线进行有效应用,不同用户之间可以进行上行信号的隔离,这样就不会出现任何拥堵现象,进而对功率也不会提出非常好的要求。
对于这能天线而言,最主要的组成部分就是智能接受部分以及智能发射部分。在具体工作过程中,首先需要做的就是对DOA进行有效评估,完后在空间当中完成滤波操作,然后会对需要发射的信号进行处理,时期形成数字波束,以特定的方向对返回信号进行发射,这样就可以对发射功率进行有效降低米而且还可以将发射过程对其他以动态的干扰降低到最小。对于总系统而言,主要的组成部分就是高频处理、中频处理以及波束形成。对于高频处理而言,最主要的任务就是对接收到的或者需要进行发送的信号进行不断放大,而对于中频处理而言,最主要的任务就是对高频信号进行不断放大,最终形成模拟信号,然后对才行处理所形成的数字信号进行处理,将其送入到数字信号处理器当中。对于波束形成部分而言,最主要的任务就是对进行数模转换之后所形成的数字信号进行必要的修正操作,并且对波束进行有效控制,使其达到最适合发射的范围。
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2 移动通讯系统采用智能天线的主要优点分析
2.1 将系统的容量以及频谱的效率提升上去
在对系统的容量以及频谱的效率进行提升过程中,智能天线的主要方法可以概括成以下几点:(1)产生数量比较多的窄波束,并且将其对准移动用户,这样在对信号进行发射时候就可以将附近小区对用户的共同信号通道降低到最小,在对信号进行接收过程中,由于所产生的干扰信号已经落入到方向图的零点位置,进而可以对其进行很好的抑制;(2)能够进行空分多址。智能天线可以形成非常多的波束,这样在对客户进行跟踪时候就会变的非常方便,并且在小区内部频率相同的波段就可以重复利用,这样就可以将系统的容量大幅度提升上去;(3)智能天线在对信号进行接收过程中可以将信号的信噪比大幅度提升上去,这样对服务质量就可以进行很好的改善。
2.2 进行智能化信道分配以及越区切换
通过对智能天线进行有效应用,可以采用数字信号的方式,对不同支路的有用信号进行有效保留,然后再进行数模转换之后对列阵信号进行处理过程就会办得非常方便,除此之外,还可以对不同信号的所有参数进行有效评估,并且对移动用户也可以进行有效跟踪定位。对于智能天线而言,所覆盖的实际区域可以将其定义为智能小区,在对智能小区的客户服务量的大小进行充分考虑之后,可以对信道进行有效分配,这样可以将信道的实际利用效率大幅度提升上去。对于智能天线而言,可以对移动用户的实际位置进行准确提供,这时候在控制中心就可以根据用户的实际位置对用户的移动速度以及移动方位进行精确判断,进而在进行越区切换过程中就会变的非常方便。
3 智能天线在5G移动通信中的具体应用
在5G移动通信当中,非常关键的一项技术就是Massive MIMO,最核心的内容就是对PHY层以及对MAC层进行解决。在对Massive MIMO 进行解决过程中,课题是属于环环相扣的,首先需要做的就是对Massive MIMO的天线形态以及具体频段进行准确判断,只有选择出非常准确的方法,在完成信道模拟操作之后才可以继续进行下去,通过对预编码进行合理有效的设计,可以对信号进行非常快捷的检测与估算,并且将控制信道功能的能力大幅度提升上去,在对场景以及应用进行有效分析之后,通过选择出非常合适的MU配对算法,以及在对天线分块或者是分布式天线的分配方法进行哟徐璈选择之后,可以很好地对物理资源进行调度,并且还可以更加有效地对资源进行分配,最终将系统的整体性能提升上去。
随着天线阵元的不断增加,可以将其扩展到二维平面上面,这样就可以形成全向天线,并且由于天线的数目是非常多的,能够满足实际隔离度的天线尺寸就会变得非常大,因此在对比较高的频段进行使用过程中也应该进行有效研究。
随着天线数目的不断增多,使得天线的外形尺寸不断扩大,这样在进行传统一平面波进行信道建模时候就会存在非常大的偏差,因此在具体的研究过程中应该不断对全新的信道建模方式进行研究,,从而可以更好地满足实际需求。
4 结束语
在对移动通信技术进行发展过程中,对智能天线技术已经提出非常高的要求,因此在将智能天线技术应用到通信技术过程中,应该不断对智能天线技术进行研究,对技术体系进行不断完善,确保在对智能天线技术进行使用过程中不会出现过多问题,更好地促进通信技术的发展。
【参考文献】
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[2]陈山枝.发展5G的分析与建议[J].电信科学,2016(07):1-10.
论文作者:谢培全 黎云杏 全健
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第6期
论文发表时间:2019/6/5
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