智能天线在5G移动通信系统中的应用

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　　摘 要：随着信息技术的不断提高和社会的不断进步，互联网的覆盖范围也越来越广，人们对于通信网络要求和质量水平越发的高，而智能天线是针对这种情况发展起来的新事物。现在，它已广泛用于卫星通信和移动通信领域，特别是在无线接入的情况下。智能天线的特性使其应用越发的广泛，并且具有一系列常规天线无法替代的优点，这将是未来5G移动通信的应用发展趋势。本文将围绕智能天线的工作原理以及优势所在展开，结合智能天线在移动通信中的应用，分析智能天线在未来5G移动通信的应用。
　　关键词：智能天线；5G移动通信；工作原理；优势
　　引言
　　智能天线是近年来移动通信领域中的一个研究热点，是解决频率资源贫乏的有效途径，同时还可以提高系统容量和通信质量。智能天线利用数字信号处理技术，产生空间定向波束，使天线主波束对准用户信号到达方向，旁瓣或零陷对准干扰信号到达方向，以达到充分高效利用移动用户信号并消除或抑制千扰信号的目的。智能天线是一个具有良好应用前景且尚未得到充分开发的新技术，是第三代移动通信系统中不可或缺的关键技术之一。
　　一、智能天线的基本概述和优点
　　智能天线技术成为目前移动通讯中非常具有吸引力的技术，在空分多址技术和信号与传输方向方面产生极大差别的同时，同频率或者同时间间隙的信号被严格Ix分开，它可以最小的利用有限的信道资源，对于没有方向性的天线进行比较，因此降低了发射功率的电平，提高了信噪比，克服信道传输衰落对于信号的影响
　　所谓的智能天线，它的本质是利用多个天线的单元空间正交性，采用SDMA功能和技术来实现系统的容量，提升了频率的利用率，从而使系统性能达到最佳的优化性，在天线距阵产生定向波束的时候，能够智能地指向客户，自动的调整系数，实现对所在空间的滤波
　　智能天线的优点是可以实现移动台的定位，也就是说，可以获取接收信号的空间特征知阵，对于两个基站，可以将用户终端定位到一个较小的Ix域之内，尤其是针对传统的蜂窝移动通讯系统，只能确定移动蜂窝通信系统智能确定所处移动小Ix的弊端非常具有优越性
　　二、智能天线在移动通信中的作用
　　（一）抗衰落
　　在陆地移动通信中，电波传播路径由反射、折射及散射的多径波组成，随着移动台移动及环境变化，信号瞬时值及延迟失真的变化非常迅速，且小规模，造成信号衰落。采用全向天线接收所有方向的信号，或采用定向天线接收某个固定方向的信号，都会因衰落使信号失真较大。如果采用智能天线控制接收方向，天线自适应地构成波束的方向性，使得延迟波方向的增益最小，减小信号衰落的影响。
　　（二）抗干扰
　　用高增益、窄波束智能天线阵代替现有的基站天线。与传统天线相比，用12个30。波束天线阵列组成360。全覆盖天线的同频干扰要小得多。将智能天线用于CDMA基站，可减少移动台对基站的干扰，改善系统性能。
　　抗干扰应用的实质是空问域滤波。智能天线波束具有方向性，可区别小同入射角的无线电波，可调整控制天线阵单元的激励“权值”，其调整方式与具有时域滤波特性的自适应均衡器类似，可以自适应电波传播环境的变化，优化天线阵列方向图，将其“零点”自动对准干扰方向，大大提高阵列的输出信噪比，提高系统可靠性。
　　（三）增加系统容量
　　为了满足移动通信业务的巨大需求，应尽量扩大现有基站容量和覆盖范围。要尽量减少新建网络所需的基站数量，必须通过各种方式提高频谱利用效率。方法之一是采用智能天线技术，用多波束板状天线代替普通天线。由于天线波束变窄，提高了天线增益及C/工指标，减少了移动通信系统的同频干扰，降低了频率复用系数，提高了频谱利用效率。使用智能天线后，无须增加新的基站就可改善系统覆盖质量，扩大系统容量，增强现有移動通信网络基础设施的性能。智能天线允许任一无线信道与任一波束配对，这样就可按需分配信道，保证呼叫阻塞严重的地区获得较多信道资源，等效于增加了此类地区的无线网容量。采用智能天线是解决稠密市区容量难题既经济又高效的方案，可在少影响通话质量的情况下，将基站配置成全向连接，大幅度提高基站容量。
　　（四）实现移动台定位
　　目前蜂窝移动通信系统只能确定移动台所处的小区，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方便，还可开发出更多的新业务。
　　三、智能天线在未来5G移动通信的应用
　　（一）智能天线在MIMO系统中的应用
　　智能天线在MIMO广泛的应用在链路两端，可以提供多副天线，形成一种典型的时空，处理技术，他可以达成波束成形，空时编码空间复用，在智能天线的关键性技术中，能够对准期望客户提高性价比，抗干扰。尤其是可以最大化的提升数据率，因此空时编码方案能够成倍的提高分集增益。慢慢还将出现更加趋于信道之间正交的MassiveMIMO技术。耗费一定的时耗号资源，基于导频的信道估计，就可以达到更好的连接效果
　　（二）智能天线在TD中的成功应用
　　智能天线技术在TD-SCDMA系统中的成功应用成为未来移动通信技术和模式的亮点，在常规的智能天线采取多径传播的情况之下，具有更强的抗衰落能力，在未来宽带无线移动技术和通讯普及之后，智能天线可以搭乘强大的网络和实现资源的互通有无
　　（三）智能天线的多天线技术
　　智能天线的多天线技术，经历了从无缘到有缘的阶段，慢慢的由高阶多输入和多输出到大规模阵列的输出和发展。采用智能天线的发展技术，可以支持多用户的波束智能赋型，减少用户之间的干扰，加上毫米波和技术性的优势，可以进一步的改善无线信号的覆盖性能，在针对大规模的无线信道测量和建模之后，可以提升其反馈机制和基础性的研究问题，实现绿色节能和环保的总体，使覆盖能力显著提升
　　结语：
　　综上所述，智能天线在移动通信中的广泛应用得益于其的自身优势。智能天线被施加到5G网络连接应用程序之后，可使用的通信技术变多和移动通信效率的增加，移动通信技术已经被有效地应用，并且整个移动系统进行了一定的改进，避免了其在移动通信技术的应用的各种潜在问题。
　　参考文献
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　　[2] 张宏宇，杨永忠.智能天线在未来5G移动通信中的应用[J].电子技术与软件工程，2018（19）：31.
　　[3] 陈戈林.智能天线在移动通信系统中的应用[J].移动通信，2004（Z1）：102-103.
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