在线客服

咨询热线

智能天线在5G移动通信系统中的应用

作者:未知

  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
  [1] 李文平.智能天线在5G移动通信系统中的应用[J].计算机产品与流通,2018(11):43.
  [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.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-14809367.htm