浅谈智能天线在移动通信中的运用

叶耀昌

【摘要】 智能天线的在移动通信中具有广泛的应用，智能天线的使用有效的提升了频谱资源效率、带宽系容量和移动通信质量。智能天线将随着网络发展应用于3G和4G网中，为了进一步明确智能天线的作用，文章对其特征、分类和具体的应用过程进行了分析。

【关键词】 智能天线 移动通信 应用

移动通信网络的快速发展，使用用户不断增多。此时保证移动通信的信号强度，降低干扰就是通信运营商的主要任务。智能天线采用先进的技术，体积降低，容量提高，对于网络速率的提高具有积极意义。就目前看，智能天线在移动通信系统中的应用已经到了高峰阶段，应对智能天线的性能进行进一步的开发。

一、智能天线及其组成

智能天线主要是指具有测向和波束形成能力的一种天线阵列， 起初智能天线只能应用于雷达系统和军事系统，随着数字智能化处理技术的发展，智能天线在移动通信系统中的应用增加。该天线与传统的天线相比，性价比更高。智能天线通常由三部分组成，其中天线阵列负责接收和发射信号，阵列形式主要采用常用的圆形阵列或直线阵列。波束形成单元是将小区节点的单元天线进行整合，保证信号的输出。最后，智能天线的核心技术为自适应技术，自适应控制单元主要负责网络效果的优化，利用一定的算法获得移动电磁场的变化，测试动通信基站磁场辐射的大小，根据需求对移动无线网的建设进行优化，并通过数字处理技术来完成处理过程，降低干扰，提高信噪比。

核心算法基频数字信号处理算法决定了瞬时响应速率，并能够判断电路的复杂程度，从而制定移动通信网络的性能需求和发展规划。智能天线的另一大优势就是实现了空分多址，该功能可以针对网络需求来分配网络资源，确保网络资源的最大化利用，智能天线是4G网的主要天线，SDMA有效的降低了同信道干扰，并且提升了移动网络系统的容量，具有较理想的效果。随着科技的发展，智能天线将进一步发挥其性能。智能天线是由射频部分、中频部分和数字波束形成部分组成，其中其核心部分为数字波速形成部分，主要是由一种特殊的DSP芯片或专用的集成电路组成。应用最广泛的数字波形技术就是FPGA处理技术。移动通信算法主要有LMS及其改进算法RLS、SMI和CMA法。

二、智能天线在移动通信中的运用

1、第二代移动通信系统。第二代移动通信系统又称为2G网或GSM网络， 是我国较早期的移动通信网络模式，2G中的智能天线具有部分应用，主要功能为匹配原网络的覆盖情况， 并控制上下行链路的干扰。2G中的智能天线具有当前智能天线大部分功能，主要使用四天线阵来提高频谱转化效率。在CDMA系统的智能天线则可以完成选择性的空间传输，降低基站的发射功率，降低电磁误扰和信号干扰。自适应智能体现就是这一时期的主要形式，应用广泛且效果明显。

2、第三代移动通信系统。第三代移动通信系统即3G网或者TD-CDMA网络模式，我国根据需求采用 TD-SCDMA模式，是智能天线正式应用于移动通信业的象征。TDSCDMA智能天线技术可以同时控制多用户干扰。并且由于下行链路和上行链路的无线路径具有平行性，因此可以提高网络运行效率。采用智能天线，不再对临区造成干扰，保证了更多用户的利益。智能天线采用目前8个天线阵元， 并且每个天线阵元的增益为15dBi。其原理是使一组天线与接收机天线之间通过一定的方式进行重新排列。基站的信号辐射往往是呈主瓣状发展，以实现提升载干比， 降低发射功率为目的传统天线无法重复使用，降低了频谱利用率。现代人强调环保，对于智能天线的使用应根据现实需求而制定。小区之间存在互相干扰是正常的，基站的位置重叠，基站的天线夹角过小都会造成干扰。由于每个用户在小区内的位置都是不同的。防止干扰的方法是设置多向性天线，并通过DSP来控制用户方向，对用户实施及时监督，合理化移动通信基站天线夹角。在TD-SCDMA 系统的无线子帧多为5ms，也就是可在第一时间对无线网络的智能化进行研究 ，提高其性能。

3、基于时分双工的智能天线优化。同频干扰就是在同一频率下完成信息的发送与接收，时分双工智能技术是其技术核心。对我国移动3G和4G业务而言，智能天线的应用和优化都是必要的。在向4G转化过程中，3G依然会在长时间内发挥作用。智能天线的作用明显，智能天线改善了无线通信网络中的不足，分析智能天线移动通信技术是必要的。一些WCDMA与CDMA2000的基站产品已经開始支持智能天线了。

总结：随着我国移动通信网络的快速发展，移动通信的安全和效率问题成为主要研究的课题。在保证基本运行的前提下，通过实验的方式来获得移动通信的运行效率。天线在整个系统的发展中具有重要意义，尤其是智能天线的利用，有效的保证了网络信道的抗干扰能力。我国的国情决定必须对智能天线加以研究，以节省资源。对运营商而言，应抓住这一机遇，并认识到智能天线的重要性，认真分析未来需求，对智能天线的性能进行扩充，从而促进移动通信业的发展。

参 考 文 献

[1]林敏，龚铮权.智能天线及其在移动通信中的应用[J].电信快报，2014（3）.

[2]鲁志强，李佳.浅谈智能天线在移动通信中的应用[J].科技风，2014（7）.

[3]徐运武.浅谈智能天线在第三代移动通信中的应用[J].甘肃科技纵横，2016（12）.