智能天线及其应用
智能天线技术原理及其应用
智能天线技术原理及其应用一、智能天线技术的原理智能天线原名自适应天线阵列(AAA,Adaptive Antenna Ar-ray)。
最初的智能天线技术主要用于雷达、声纳、抗干扰通信等，用来完成空间滤波和定位，后来被引入移动通信系统中。
智能天线通常包括波束转换智能天线(Switched Beam Antenna)和自适应阵列智能天线(Adaptive Array Antennal。
智能天线的原理是将无线电的信号导向具体的方向，产生空间定向波束，使天线主波束对准用户信号到达方向DOA(DirectionofArrlnal)，旁瓣或零陷对准干扰信号到达方向，达到充分高效利用移动用户信号并删除或抑制干扰信号的目的。
同时，智能天线技术利用各个移动用户间信号空间特征的差异，通过阵列天线技术在同一信道上接收和发射多个移动用户信号而不发生相互干扰，使无线电频谱的利用和信号的传输更为有效。
在不增加系统复杂度的情况下，使用智能天线可满足服务质量和网络扩容的需要。
总之。
自适应阵列智能天线利用基带数字信号处理技术，通过先进的算法处理，对基站的接收和发射波束进行自适应的赋形，从而达到降低干扰、增加容量、扩大覆盖和提高无线数据传输速率的目的。
移动通信信道传输环境较恶劣。
实际环境中的干扰和多径衰落现象异常复杂。
多径衰落、时延扩展造成的符号间串扰ISI、FDMATDMA系统(如GSM)由于频率复用引入的同信道干扰、CDMA系统中的MAI等都使链路性能、系统容量下降。
使用自适应阵列天线技术能带来很多好处，如扩大系统覆盖区域、提高系统容量、提高数据传输速率、提高频谱利用效率、降低基站发射功率、节省系统成本、减少信号间干扰与电磁环境污染等。
自适应阵天线一般采用4-16天线阵元结构，在FDD中阵元间距1／2波长，若阵元间距过大，则接收信号彼此相关程度降低：太小则会在方向图形成不必要的栅瓣，故一般取半波长。
而在TDD 中，如美国Ar-rayComm公司在PHS系统中的自适应阵列天线的阵元间距为5个波长。
3G智能天线原理和应用
3G智能天线原理和应用1. 智能天线原理智能天线采用空分复用（SDMA）方式，利用信号在传播路径方向上的差别，将时延扩散、瑞利衰落、多径、信道干扰的影响降低，将同频率、同时隙信号区别开来，和其他复用技术相结合，最大限度地有效利用频谱资源。
基站智能天线是一种有多个天线单元组成的阵列天线，通过调节各单元信号的加权幅度和相位，改变阵列的方向图，从而抑制干扰，提高信噪比，它可以自动测出用户方向，将波束指向用户，实现波束跟用户走。
图1 智能天线方框图智能天线是天线阵列，图7-2表示方框图，图中可以看出，由N个天线单元组成，每个天线单元有对应加权器，共有M组加权器，可以形成M个方向的波束，M表示用户数，其可以大于天线单元数，天线阵的尺寸和天线元的数目决定最大增益和最小波束宽度，意味在天线阵的尺寸和天线增益，及天线侧瓣性能两者之间要取得平衡。
智能天线通过调节从每一个天线收到的信号的相位与幅度，结合使得形成所需要的波束，此过程称为波束形成。
可以形成各种波束--扫描波束、多波束、成型波束、及有受控零位的波束。
根据方向图分成两种类：自适应方向图智能天线和固定形状方向图智能天线。
智能天线关键技术是识别信号到达方向以及数字成型的实现，识别信号到达方向AOA（ANGLE OF ARRIV AL）的算法有：MUSIC算法、ESPRIT算法、最大似然算法等。
数字成型实现就是选取最佳加权系数，获得最佳波束。
自适应算法首先确定准则，常用有最大似然、最大信噪比SINR、最小均方误差MMSE、最小方差，具体产品选择其中一种，图7-3表示形成波束智能天线框图。
图2 波束成型智能天线原理示意图2. 智能天线在3G中应用智能天线在2G网络中的成功应用，表明智能天线对于抑制干扰有明显改善作用，3G标准指出智能天线应用要求，改善网络容量与性能，技术上考虑“聚集波束”、“自适应波束形成”以及“波束切换”。
“聚集波束”用在特定地理区域，增加覆盖面或容量。
智能天线及其在无线通信中的应用
智能天线及其在无线通信中的应用
智能天线是一种新型的天线系统，它具有智能化、可控性和自适应性等特点，可以应用于各种无线通信领域。
本文将介绍智能天线的原理、特点和在无线通信中的应用。
智能天线的原理
智能天线的原理是利用电磁波散射、反射等物理现象，通过控制天线发射和接收的信号相位和幅度，达到控制天线方向和波束形状的目的。
智能天线系统主要包括天线单元、射频前端控制单元、数字信号处理单元以及控制系统。
智能天线的特点
1. 可控性强：智能天线可以通过控制电路、软件等实现信号的精确定向、聚焦和扩散，从而实现不同方向和波束形状的信号发射和接收。
2. 自适应性好：智能天线可以根据环境变化和通信需求动态调整波束方向和形状，提高信号传输质量和覆盖范围。
3. 多功能性：智能天线可以实现多种通信功能，比如多天线、宽带、多频段等，具有较大的灵活性。
4. 集成化：智能天线可以集成在手机、车载通信系统、无人机等设备中，减小系统体积和功耗，提高通信效率。
智能天线在无线通信中的应用
1. 4G/5G通信：智能天线可以实现空间分集、波束赋形和交叉极化等多个天线技术，提高系统容量和数据传输速率。
2. 雷达系统：智能天线可以实现多波束、多角度扫描和目标跟踪等功能，提高雷达探测精度和抗干扰能力。
3. 无人机通信：智能天线可以通过不同方向和波束形状的信号发射和接收，实现无人机的定位、导航和控制。
4. 智能交通系统：智能天线可以实现车辆间通信和车辆与基础设施通信，提高路况监测、导航和安全管理等功能。
综上所述，智能天线系统具有可控性强、自适应性好、多功能性和集成化等特点，可以应用于各种无线通信领域，具有广阔的应用前景。
智能天线论文
智能天线论文1000字智能天线原理与应用分析智能天线是将微电子技术、电磁理论、信号处理等技术相结合而产生的新型物理技术，其主要特点是通过智能控制来实现射频参数的动态控制，从而实现天线模式的改变。
传统的天线主要通过改变天线本身的位置、大小、形状等方式来实现模式的改变，这种方法虽然较为简单，但其控制范围较小，灵活性也不足，无法应对一些复杂的应用场景，比如复杂信道环境下的通信系统。
而智能天线通过加入控制单元，以及信号处理技术等先进技术，可以通过软件控制来实现天线射频参数的实时调整，以达到理想的性能表现。
智能天线的主要优势在于其对信道环境的适应性强，能够有效地降低通信系统的误码率，提高通信质量和可靠性，同时还能够提升天线系统的带宽、增益等性能指标。
智能天线目前被广泛应用于军事、航空、无线通信、雷达等领域，成为现代通信技术中的重要组成部分。
智能天线的实现方式多种多样，可以采用MEMS技术和微电子电路技术等方式来实现控制单元的设计，而天线的控制算法则可以采用神经网络算法、模糊控制算法等多种方式来实现。
不同的实现方式都有其独特的优点和适用场景，具体的应用需要根据不同的实际情况来选择。
在智能天线设计的过程中，需要考虑的因素主要包括天线的工作频段、控制单元的性能、信号处理技术的复杂度、天线的尺寸和制造成本等因素。
这些因素的选择将直接影响到智能天线的性能表现和实际应用效果，需要在进行具体设计时进行考虑。
总之，智能天线是一项非常有前景和应用价值的新型物理技术，通过其先进的控制和信号处理技术，可以使天线系统在不同的环境下实现最优性能表现，为现代通信技术的发展做出了重要的贡献。
智能天线及其应用分析
文 章 编 号 ： １０ — ６ ３ （０ ０ ３ ０ ２ ０ ０ ２ ６ ７ ２ １ ）０ — ７ — ２
智 能 天 线及 其应 用分 析
刘 建 楠
（ 津 工 业 大 学 机 械 电子 学 院 ，天津 ３ ０ ６ ） 天 ０ １ ０
摘
要 ：全 面地 阐述 了智 能 天线 的概 念 、特 点 、 实现 方案 和应 用前 景 ， 同时分 析 了智 能 天线 的概 况 ，并 给
图 １ 智 能 天 线 的 典 型 结 构 示 意 图
进 一步 地 ，我们 来 推导 窄 带假设 条件 下 （ 号带 宽 信
的倒数 远 小于 电磁 波 波前 跨越 天 线阵列 的时 间 ）智 能 天 线 的矢 量模 型 。对 由 ｍ个 阵元构 成 的 阵列天 线 ，信号 在 第 ｉ 阵元 的响应 可表 示如 下 ： 个
Ｓ ａ ｔＡｎ ｅ ｎ ｎ ｔ ｐ ｉａ ｉ ｎ Ａｎ ｌ ｓｓ ｍ ｒ ｔ ｎ ａ ａ ｄ Ｉｓ Ａｐ ｌ ｔ ａ ｙ ｉ ｃ ｏ
， Ｊａ — ｎ Ｕ ／ Ｎａ ｎ
（ｃ ｏ ｌ ｆ ｃ ａｉ ｌ ｎ ｌ ｔ ｎｃ ｉ ｊ ｏ ｔ ｈ ｉ Ｕｎ ｅｓｙ ｉ ｊ ０ １ ０ ｈｎ ） Ｓｈ ｏ ｏ ｈ ｎ ａ ａ ｄ ｅ ｒ ｉ，Ｔ ａ ｉ Ｐ ｌ ｅ ｎｃ ｉ ｒｔ ，Ｔ ａ ｉ ３ ０ ６ ，Ｃ ｉ Ｍｅ ｃ Ｅ ｃｏ ｎｎ ｙ ｃ ｖ ｉ ｎｎ ａ
通 信 系 统 正 面 临 着 许多 亟 待 解 决 的问 题 。尤 其 突 出 的 是 ：信道 容量 的 限制 、多径 衰落 、远 近效 应 、同频道 干
扰 、越 区切 换 、移 动 台 由于 电池容 量 的功 率受 限等 等 。
这就 迫切 需要 一种 能够提 高 系统容 量 和通 信质 量 的新技 术 。这就 是智 能天线 得 以提 出和发展 的客观环 境 。
浅谈智能天线技术在移动通信中的应用
浅谈智能天线技术在移动通信中的应用摘要：对于移动通信设备而言，天线是关键核心部件之一，在移动通信设备的正常应用中发挥着重要作用。
传统天线在信号传输质量和信号传输速度上都难以满足通信要求，研发新一代适合移动通信设备的智能天线成为了必然选择。
当前，智能天线在移动通信中得到了应用和普及，对提高移动通信设备功能起到积极的促进作用。
从当前智能天的技术属于附加领域研究，其功能远远没有被完善，有更为广阔的开发空间。
关键词：智能天线技术；多波束智能天线；自适应智能天线１智能天线概述1.1智能天线的基本原理智能天线是一种能够根据所处的电磁环境来调节或选择自身参数，从而使通信系统保持最佳性能的天线技术。
智能天线技术是在阵列天线理论、微波和射频技术、自动控制理论、自适应天线技术、数字信号处理技术、软件无线电技术和集成电路技术等多个研究领域的基础上综合发展而成的一门新技术。
智能天线采用空分多址技术（ＳＤＭＡ），利用信号在传输方向上的差异，将同频率或同时隙、同码道的信号区分开来，最大限度地利用有限的信道资源。
1.2智能天线的分类根据智能天线工作原理的不同，智能天线可以分为：多波束智能天线和自适应智能天线。
（1）多波束智能天线多波束智能天线主要采用波束转换技术，因此，也称为波束转换天线。
它在对用户区进行分区（扇区）的基础上，使天线的每个波束固定指向不同的分区，使用多个并行波束就能覆盖整个用户区，从而形成了形状基本不变的天线方向图。
当用户在小区中移动时，根据测量各个波束的信号强度来跟踪移动用户，并能在移动用户移动时适当地转换波束，使接收信号最强，同时较好地抑制了干扰，提高了服务质量。
可以说，多波束天线是介于扇形定向天线与自适应智能天线之间的一种技术。
（2）自适应智能天线自适应智能天线原名叫自适应天线阵列，是一种安装在基站现场的双向（既可接收又可发送）天线。
它基于自适应天线原理，采用现代自适应空间数字处理技术，通过选择合适的自适应算法，利用天线阵的波束赋形技术动态地形成多个独立的高增益窄波束，使天线主波束对准用户信号到达方向，同时旁瓣或零陷对准干扰信号到达方向，以增强有用信号、减少甚至抵消干扰信号，提高接收信号的载干比，同时增加系统的容量和频谱效率。
移动通信中的智能天线技术
移动通信中的智能天线技术随着移动通信技术的快速发展，人们对通信服务质量的需求也越来越高。
其中，智能天线技术为提高通信服务质量提供了重要的支持。
本文将从智能天线技术的原理、应用和发展等方面进行详细的阐述。
一、智能天线技术的原理智能天线技术是利用天线阵列实现波束形成、波束跟踪和波束切换等功能的技术。
通过多个天线单元组成天线阵列，可以实现信号的精确收发和干扰的有效抑制，从而提高通信服务的质量和可靠性。
智能天线技术的核心在于波束形成。
所谓波束形成是指通过相控阵技术使天线阵列上的多个天线单元发出的信号形成一个有方向性的波束。
波束形成可以通过不同的算法来实现，如线性数组、斜列阵和圆阵等算法。
在智能天线系统中，形成的波束可以跟随移动终端进行动态跟踪，即波束跟踪。
当移动终端移动时，智能天线会对其信号进行跟踪，调整发射角度，保持与移动终端之间的连通。
二、智能天线技术的应用智能天线技术可以广泛应用于移动通信、卫星通信和雷达等领域。
其中，在移动通信领域中，智能天线技术可以有效提高通信服务质量、降低网络能耗和提高频谱效率，使用户可以在室内、隧道等信号复杂的环境下仍然能够享受高质量的通信服务。
智能天线技术在4G和5G网络中得到了广泛的应用。
例如，中国移动的5G智能天线系统中采用了大规模的MIMO(Multi-Input Multi-Output)天线技术，可以同时为多个用户提供服务，提高网络的容量和吞吐量。
三、智能天线技术的发展随着移动通信市场的快速发展，智能天线技术也在不断发展。
目前，针对不同应用场景，智能天线技术正在向多方面的发展方向进行优化。
在通信服务质量方面，智能天线技术正在向更高精度、更高可靠性和更大范围的发展。
未来，智能天线技术将会与更多的技术融合，如5G技术、毫米波技术和光通信技术等。
在智能天线系统集成方面，智能天线系统还需要解决高度集成化和低成本化的矛盾。
未来，智能天线技术将向着更高可用性、更稳定的方向进一步发展。
智能天线及其在第二代移动通信中的应用
弓‘ 埋 对 它 本 身 的 辐 射 和 接 收 方 向 图 自 动 进 行 优 处
化 的 ，由 多 个 大 线 单 元 组 成 的 天 线 系 统 。 从 上 述 定 义 可 知 ，智 能 大 线 是 一 个 由多 个
天 线 单 元 构 成 的 天 线 阵 ，为 简 化 起 见 ， 在 此 定
的 应 用 研 究 。 现 在 各 种 ３Ｇ 规 范 将 智 能 天 线 明
确 写 入 其 中 。 各 通 信 组 织 或 科 研 机 构 、 运 营 商 、 通 信 设 备 供 应 商 以 及 号 业 开 发 智 能 天 线 产 品 的 公 司都 在 进 行 人 量 的 智 能 天 线 的 研 究 、 开
３ ０
（ａ ）
（ｂ ）
图 ３ 赋 形 波 束
如 果 宵 一 话 音 用 户 好 在 上 图 ａ中 的 主 波 束
方 向 ，但 无 需 当 前 这 样 高 的 增 益 ，而 另 一 高 速 率 数 据 用 户 ＿ ｌ Ｌ好 位 于 ａ 中 的 ３０ 度 方 向 （一 个 旁
瓣 指 向 此 方 向 ）， 则 话 音 用 户 也 会 收 到 较 强 的 干 扰 。 但 是 可 以 通 过 一 定 的 算 法 加 权 使 方 向 图 如 图 － 所 示 ， 此 时 ， 住 ３ 度 方 向 不 冉 有 旁 瓣 ， ｔｂ ｌ ０ 语 用 户 所 受 的 干 扰 将 人 人 降 低 ，而 原 主 波 束 方
Ｃ四 ． 单元阵的方向图 （ 为ｐ４ ｂ ／）
图２
ｄ四单元阵的方向图 （ 为 ｐ２ ． ｂ ／）
向 的 增 益 也 ４－ ４所
扰 ） 。
浅谈智能天线技术及应用
领 域中的应用。
【 关键词】 智能天线 ； 波束 ； 应用
随着移动用 户数量 的快 速增加 ．尤其 在我 国人 口密度较大 的城 市 ． 动业务运 营公 司和资源 管理部 门将 面临频率资源短缺 的巨大挑 移 战 ， 率资源将 成为制约移 动通信 发展的主要障碍 。 频 面对这 样的挑 战 ， 智能天线技术应运而生 ． 智能天线采用数字信号处理技术形成定 向波 束． 能够根据所处 的电磁 环境 、 智能地调节 自身参数 ， 从而 抑制干扰 、 提高天线增益 、 扩展通信容量。
科 技信 息
０ Ｉ Ｔ论坛０ Ｃ Ｅ Ｈ Ｏ ＯＧ Ｏ ＭＡ Ｉ Ｎ Ｎ
２１ ０ １年
第２ ３期
浅谈智能天线技术及应用
黄春 霞 （ 内江职 业 技术 学 院 四川 内江
【 摘
６ １０ ） ４ ０ １
要】 随着通信技 术的发展 ， 智能天线技 术近年 来备 受关注。本 文介 绍了智能 天线 的基本概念及原理 、 关键技术、 优点 以及在移动通信
１ 智 能 天 线原 理 及 关 键 技 术
智能天线原名 自适应天线 阵列 （Ａ ，ｄｐ ｖ Ａ ｔ ｎ ｒ ｙ， Ａ ＡＡ ａｔ ｅ ｎ ｎ ａＡ ｒ ）它 ｉ ｅ ａ 由天线阵 、 波束形成网络 、 波未形成算法三部分组成。 智能天线是一种 具 有测 向和波束形成 能力 的天线阵列 ． 利用 数字信号处 理技术 ． 生 产 空间定 向波束 ． 天线主波 束对准期望 用户信号到达 方向 ． 使 旁瓣或 零 陷对准干扰信号 到达方 向． 从而达到充 分利用移动用 户信号 ． 并删 除 或抑制干扰信号的 目的 智能天线技术有两个主要分支 智能天线通常包括波束 转换智 能 天线 （ ｉ ｂｄ Ｂ ａ ｎｅｎ １ 自 应 阵列智 能天 线 （ｄｐｉ ｒ ｙ Ｓ ｔ ｅ ｅ ｉ Ａ ｔ ａ和 适 ｗｃ ｎ ｎ Ａ ａｔ ｅ ｒ ｖＡ ａ Ａ ｔ ｎ１ ｎ ｎ ａ 或简称 波束转换天线 和 自 ｅ ． 适应天线 阵。 波束转换天线包括有限数 目的 、 固定的 、 预定义 的方 向图 ， 阵 通过 列天线技术在 同一信道 中利用多个波束 同时给多个用 户发送不 同的 信号 ． 它从几个预定 义的 、 固定 波束 中选择 其一 ， 检测信 号强度 ， 当移 动台越过扇区时 ． 从一个波束切换到另一个波束 。在特定 的方 向上提 高灵敏度 ． 从而提高通信容量和质量。 自适应天线 阵是一个 由天线阵 和实 时 自适应信号 接收处理器所 组成的一个闭环反馈控制系统 ． 它用反馈控制方法 自动调准天线 阵的
移动通信中智能天线的原理及应用
移动通信中智能天线的原理及应用【摘要】智能天线作为移动通信中的重要组成部分，承担着关键的作用。
本文首先介绍了智能天线的定义和在移动通信中的重要性，随后详细探讨了智能天线的工作原理和技术特点。
接着分析了智能天线在5G通信和物联网中的应用场景，以及智能天线未来的发展趋势。
结论指出，智能天线将助力移动通信技术的进步，成为未来通信网络重要组成部分，带来更多创新和便利性。
通过本文的阐述，读者可深入了解智能天线的重要性和未来发展趋势，为移动通信技术的进步和应用提供参考借鉴。
【关键词】智能天线、移动通信、工作原理、技术特点、5G通信、物联网、未来发展、进步、通信网络、创新、便利性1. 引言1.1 移动通信中智能天线的重要性移动通信在现代社会中扮演着至关重要的角色，随着通信技术的不断发展和普及，人们对通信速度和质量的需求也越来越高。
而智能天线作为移动通信领域中的重要组成部分，其在提升通信性能和用户体验方面起着至关重要的作用。
智能天线可以优化无线信号的传输和覆盖范围，提高通信网络的覆盖面和信号强度。
通过智能调节天线的方向、角度和功率，可以有效地减少信号干扰和传输延迟，提升通信系统的稳定性和可靠性。
智能天线可以实现多天线分集技术，提高通信系统的容量和吞吐量。
通过多天线分集技术，可以同时传输多个信号流，提高通信系统的频谱效率和数据传输速度，满足用户对高速数据传输的需求。
智能天线在移动通信中扮演着至关重要的角色，其优化信号覆盖范围、提升通信系统容量和数据速度的能力，将进一步推动通信技术的发展和创新，为用户提供更快速、更可靠的通信服务。
1.2 智能天线的定义智能天线，顾名思义，是一种具有智能化功能的天线设备。
它不仅仅具备传统天线的辐射接收功能，还在一定程度上具有自适应、自学习、自优化的能力。
通过内置的智能算法和传感器，智能天线能够实时感知周围电磁环境的变化，调整自身的辐射参数，以提高通信质量和效率。
智能天线的主要特点包括多功能、可变形、自适应性强、高效率和节能等。
智能天线技术及其应用
３ 智能 天线算法
智能 天线 系统 的核心 是智 能 的算 法 ， 智能 的算 法 决 定 瞬时 响应 速 率和 电路 实现 的复杂 程度 ， 因此重 要 的是选 择较 好算 法 实现 波束 的智 能控制 。 通 过算法 自 动调 整加权 值 得到所 需 空 间和频 率滤波 的作 用 。目前 已提 出很 多著 名算 法 ， 概括 地讲 有 非盲 算 法 和盲算 法
其 中 Ａ（ ｔ ） 为输入 信号 的幅度 因子 。
而 ：
人
的 迫零 准 则 ） 确 定 各 加权 值 ， 要 么直 接 按 一 定 的准 则 确定 或逐 渐 调整 权值 ， 以使 智能 天线 输 出与 已知 输入
最大 相关 ， 常 用 的 相 关 准 则 有 ＭＭＳ Ｅ（ 最 小 均 方 误
ｓ ｉ ｎ ０
（ １ ）
当ｄ ＝ Ｍ２时 ， ＝ 盯 ｓ ｉ ｎ Ｏ 。输 出 ｖ 可 以写成 ：
ｙ ＝ Ａ（ ｔ ） ｌ ｅ ｘ ｐ （ ｊ Ｃ Ｉ ） ／ ２ ） ＋ ２ ｅ ｘ ｐ （ － ｊ ￣ ／ ＇ ／ ２ ） 】 或ｙ ＝ Ａ（ ｔ ） ・ ）
差） 、 Ｌ ＭＳ （ 最 小均 方 ） 和Ｌ ｓ （ 最小 二乘 ） 等。 盲 算法 则无 需发 端传 送 已知 的导 频 信号 ， 判 决反 馈算 法 是一类 较 特 殊 的算法 ， 收端 自己估计 发送 的信号 并 以此 为参 考 信 号进 行上 述处 理 ， 但 需 注意 的是应 确 保判 决 信号 与 实 际传 送 的信号 间有 较小 差错 。
） 或 （ ０ ） 通 常称 为波 束 图 。 对 普 通 的二 元 阵 ， 其Ｗ － Ｗ ＝ ｌ ， 当其 ｄ ＝ ｗ 八 － 时 由式
二
未来通信中的智能天线设计
未来通信中的智能天线设计在当今数字化飞速发展的时代，通信技术的革新犹如一场永不停歇的赛跑。
其中，智能天线设计正逐渐成为提升通信质量和效率的关键因素。
智能天线，简单来说，就是一种能够根据通信环境和用户需求自动调整波束方向和形状的天线系统。
它就像是通信领域中的“智能导航员”，能够精准地将信号发送到目标方向，并有效地减少干扰和噪声。
过去，传统的天线设计往往采用固定的波束模式，无法灵活适应复杂多变的通信场景。
比如在高楼林立的城市中，信号容易受到建筑物的阻挡和反射，导致通信质量下降。
而智能天线则可以通过实时监测和分析信号环境，动态地调整波束，确保信号的稳定传输。
那么，智能天线是如何实现这种智能调控的呢？这主要依赖于一系列先进的技术和算法。
首先是波束形成技术，它能够通过控制天线阵元的相位和幅度，合成特定方向的波束。
比如说，当手机用户位于某个特定方向时，智能天线可以将波束集中指向该用户，从而提高信号强度和质量。
其次，自适应算法在智能天线中也起着至关重要的作用。
这些算法能够根据接收到的信号特征，实时计算出最优的波束参数。
常见的自适应算法包括最小均方误差算法、递归最小二乘算法等。
通过不断地优化和调整，智能天线能够在各种复杂的环境中保持良好的通信性能。
在未来通信中，智能天线设计面临着诸多挑战。
一方面，随着 5G乃至 6G 技术的发展，通信频段不断扩展，对智能天线在高频段的性能提出了更高的要求。
高频信号的传播特性更加复杂，波束的控制难度也更大。
另一方面，未来通信场景将更加多样化和复杂化，如物联网、车联网等新兴应用场景的出现，使得智能天线需要同时服务于大量的终端设备，并且要保证不同设备之间的通信互不干扰。
这就要求智能天线具备更强的多用户处理能力和更高的频谱效率。
为了应对这些挑战，研究人员正在不断探索新的智能天线设计方案。
例如，采用新材料和新工艺来制造天线，以提高天线的性能和集成度。
同时，结合人工智能和机器学习技术，让智能天线能够更加智能地学习和适应不同的通信环境。
浅析智能天线在移动通信中的应用与发展前景
２１ 第 １ ０ ０年 ６期
Ｃ ｍ ｕ ｅ ＤＳ ｆ ｗ ｒ ｎ ｏ ｌｃ ｔ ｏ ｓ ｏｐ ｔｒ Ｃ ｏ ｔ ａ ｅａ ｄＡ ｐ ａ ｎ ｉ ｉ
信息技术应 用研 究
浅析智能天线在移动通信中的应用与发展前景
乔 筚
（ 昌学院 电信 学院，河 南许 昌 ４ １０ ） 许 ６ ０ ０
文献标识码：Ａ
文章编号：１０— ５９（ ００ ６ ００ 一 １ ０７ ９９ ２１ ）１— ０ １ Ｏ
Ｔｈ ｐ ｉａ ｉ ｎ＆Ｄｅ ｅｏ ｍｅ ｔＰ ｏ ｐ ｃ ｆ ｍａ ｔ ｅＡｐ ｌ ｔ ｃ ｏ ｖ ｌｐ ｎ ｒ ｓ ｅ ｔ ｏ Ｓ ｒ Ａｎ ｅ ｎ ｏ ｉ ｍ ｍｕ ｉａ ｉｎ ｔ ｎ ａｉ Ｍ ｂ ｌ Ｃｏ ｎ ｅ ｎｃ ｔ ｏ
ｃ ｎ ｅ ｔｏ ｈ ｎｔｎ ， ｙ ｔｃ ｎ ｏ ｙｓ ｓｅ ｒｏ ｍ ａ ｅ ｉ ｐ ｏｖ ｍｅ ｔａ ｄ ｓａｔ ｆｆ ｒ ｉ ｎ ｒ ｓａｒ ｈ ｐｒｓ ｎｔｄ ｉ ｈ ｓ ｐ ｅ ｏ ｃ ｐ ｆｔ ｅ ａ ｅ ｎａｋｅ ｅ ｈ ｏｌｇ ，ｙ ｔｍ ｐｅ ｒ ｎｃ ｍ ｒ ｅ ｎ ｎ ｔ ｕｓ ｏ ｏ ｅ ｇ ｅ ｅ ｃ ｅ ｅ ｅ ｎ ｔｉ ａ ｒ ｆ ｐ ｐ ｎｔ ｕ ｏ ｌｍ ｓｉ ｈｅｒ ｓ ａ ｃ ｒ ｅ ｓａ ｅ ｅｏ ｍ ｅ ｔ ｏｉ ｓｏ ｔｔ ｐｒ ｂｅ ｔ ｅ ｅ ｒｈ ｐ ｏｃ ｓ ｎｄｔ ｄ ｖ ｌｐ ｎ ｈｅ ｎ ｈｅ Ｋ ｅ ｗｏ ｄｓＳｍａ ｔ ｎ ｅ ａＭ ｏ ｌ ｍｍ ｕ ｉ ａｉｎ ｙ ｒ ： ｒ ｔｎｎ ； ｂｉｅＣｏ ａ ｎ ｃ ｔｏ
３数 字波束形成 部分 。 ． 数字波 束形成 （Ｂ ） ＤＦ 是智 能天线 的核 心 部 分，在硬件 上需要有高 速率 的数字 信号处 理芯片支持 。目前 能用 于 该领 域的数字器件 主要有两种 ：一种 是通 用 的 ＤＰ芯片 ，如 Ｔ Ｓ Ｓ Ｍ ３０ 系列 ；另一种 是专用 集成 电路 （Ｓｕ ２ ＡＩ ），其 中最 为典型 的是能 进 行大规模并行处 理的 ＦＧ 。数字波束 形成在软件 上需要有 收敛速 ＰＡ 度 快、精度高 的 自适应算 法， 以调整加权系 数。 目 前在 通信领 域研 究得较 多的算 法主要有 ：Ｌ Ｓ Ｉ 及其 改进 算法 ＲＳ Ｍ 和 Ｃｈ等 。 ｄ Ｌ 、ＳＩ Ｍ 二 、智 能天 线 的优 势 智 能天 线是 第 三代 移动 通信 不可 缺少 的 空域信 号 处理 技术 ， 归纳起 来 ，智 能天 线具 有 以下 几个 突 出的优 点 。 １具 有测 向和 自适 应调 零功 能 ，能把 主 波束对 准 入射 信号 并 ． 适 应实 时跟 踪信 号 ， 同时还 能把零 响 点对准 干扰 信号 。 ２提 高输 入信 号 的信干 噪 比 。显然 ，采 用多 天线 阵列 将截 获 ． 更多 的空 间信 号 ，也即 是获得 阵 列增益 。 ’ ３ 能识别 不 同入射 方 向 的直 射 波和 反射 波 ，具有 较强 的抗 多 ． 径衰 落和 同信 道干 扰 的能力 。能减 小普 通均 衡技 术很 难 处理 的快 衰落对 系统 性 能 的影响 。 三 、当 前对智 能天 线 的研 究 包括智 能天线 的接收准则 及 自适应 算法 ；宽带信号波 束的高速 波束成 形处理 ；用 于移动 台的智能天线 技术 ；智 能天线 实现中 的硬 件技术 ；智能天线 的测试 平台及软件 无线 电技术 研究等 方面 。通 过 智能天线 进行空分 多址 ，将基 站天线 的收发 限定 在一定 的方 向角 范 围内，其实质 是分配移动 通信系 统工作的空 间区域 ，使 空间资源 之 间的交 叠最小 ，干 扰最小 ，合 理利用 无线 资源 。传统 的全 向或者 定 向天线 效果并不理 想，主 要是 由于空间资源分割 是基于 设计人 员的 经验 知识 ，尽 管可 以在系 统建成 后，采取某 些优化措施 改进系 统性 能 ，但 由于种种 原 因，这 种优化 的余地不大 ，而且工程 量很大 。与 之相 比， 智能天线 的优 越性在 于 自身可 以分析到达天 线阵列 的信 号 ， 灵活 、优化地 使用波束 ，减少干 扰和被干扰 的机会 。这 就是 自适应 天线 阵列 的智 能化 ，它体 现 了 自适应、 自优 化和 自 选择 的概念 ，对 当前 移动通信 系统的完善起 到重大 的推 动作用 四、结 束语 智能天线 是一 门综合 性很强 的学科 。它 涉及到 天线 技术 、无线 电传 播技术 、信号检测 与处理等 多学科 。智能天线 已从单一 的军事 应用 步入 民用通信 领域 。由于 ＣＭ ＤＡ移动通信系统 技术相对于 ＦＭ 、 Ｄ Ａ ＴＭ ＤＡ系统具有较 大的容量 ，且 由于智能天线可 以降低 多径干 扰 、多 址干 扰等 因素 ， 这使得智 能天线技术成 为 当前移 动通信的研 究热 点 。 参 考文 献 ： 【 吴 伟陵 ． 动 通信 中的 关键技 术【 ． 京： 京 邮 电大 学 出 １ ］ 移 Ｍ］ 北 北
浅谈智能天线及其在卫星通信抗干扰中的应用
１ 引言
有Ｌ （ ＭＳ 最小均方算法）Ｒ （ 归最小均方算 、Ｉ 递 法） Ｄ （ 、 ＭＩ取样协 方差矩 阵 的直 接求 逆 。 ＭＳ Ｌ 算 法 将 最陡 下 降 法应 用 于 均 方误 差 性 能 度 量的估计 ， 其最优权 值收敛 于最优Ｗｉ ｅ解 ， ｅ ｒ ｎ 即 均方误 差 最小 时对 应的 滤波 器 系数 ； Ｓ ＲＬ 则 基于 最小 二乘 准则 ， 它利 用 了从 算 法初 始 化后 得到 的所 有 阵列 数据 信息 ， 利用递 推 方 法完 成矩 阵求 逆 运算 ； Ｄ 算法通 过 直接 而 ＭＩ 求解 阵 列协 方差 矩 阵 来估 计权 矢 量 。 （） ２ 以信 号来 向 为 先 验 知 识 ， 比较 典 型 的是 线性 约 束 条件 下 的最 小方 差 （ ｉ ｅ ｒ Ｌｎ ａ ｌ ｙ Ｃ ｎｔａ ｎ ｍ ａ ａ ｃ ， Ｃ ） ｏ ｓ ｉ Ｍｉｉ ｒｎ ｍｕ Ｖ ｆ ｎ ｅ Ｌ ＭＶ 算法。 ｉ 它首 先 通 过超 分辨 阵 列 处理 技术 获 得 期 望 信号 和 干 扰 信 号 的 来 向 ， 后 在 保 证 期 望 然 信 号 方 向 上 接 收 功 率 不 变 的 条 件 下 ， 线 天 阵 的输 出总 功 率 最 小 。
Ｑ：
Ｓｃｉ ｅ ｎｄ ｅｎｃ ａ Ｔｅｃ ｏｌ ｇｙ ｎ ｈｎ ｏ ｌ ｎｏｖ ｉ ｎ ａｔ ｏ Ｈｅｒ ｄ ａｌ
学 术 论 坛
浅谈 智 能天 线 及其 在 卫 星通 信抗 干扰 中的应 用
蒋 江湖 张世 全ｚ （ 武警工程学 院研究 生管理大 队 ； ２． １ 武警工程学 院基础 部 西安 ７１ ０ ６ ０ ８ ）
摘 要： 由于智能天线 能在 空域 内有效地抑 制干扰的 同时提 高接 收信号的信干比 ， 而成为下一代卫星通信 系统 空间段不 可缺少的一种 从 抗干扰 手段 。 文 着重 阐述 了星裁智 能天 线的基本概 念 、 本 关键 技术及 研究状 况 ， 后还指 出了有 待研 究的课题和今 后 的发展方 向。 最 关键词 ： 卫星通信 星裁智能天线 抗干扰 中 图分类 号 ： ２ Ｖ ９ ４ 文献 标识 码 ： Ａ 文章编号 ： ６ ４ ０ （ｏ １ （） ０ ３ － １ １ － ９ ｘ ２ １ ） ２ｂ－ ２ ２ ０ ７ ８ ｏ 多波束天 线（ ｌ — ｅ ｍ Ａ ｔｎ ａ ＭＢ ） Ｍｕ ｔ Ｂ ａ ｉ ｎｅ ｎ ， Ａ 众 所 周 知 ， 星 通 信 系 统 具 有 覆 盖 范 主 要 有 三种 基 本 类型 ： 射式 、 射式 和 直 卫 反 透 围广 ， 可提 供 很 大 的 地 理 区 域 乃 至 全 球 范 接 辐 射 式 ， 它们 的 优 缺 点 如 表 ｌ 所示 。 围的 无缝 连 接 ； 信容 量 大 ， 通 能传 送 多种 类 ２ ２ ２多 通 道接 收 及 中频 数 字化 ．． 型的 业务 ； 广 播方 式 工 作 ， 于 实 现 多址 以 便 所 谓 多 通 道 接 收 就 是 指 由多 个 图 １ａ （） 连 接 并 可构 成 多 种形 式的 通 信 网等 许 多 优 或 图ｌｂ 所 示 的 单 路接 收机 放 在 一 起 构 成 （） 点 ， 现 代 信息 传输 中扮 演 着 非 常 重 要 的 的 多 路 接 收 机 。 在 角色 。 是 通 信 卫 星 的暴 露 性 及广 播 型 的 但 天 线 单 元 接收 到的 信 号 通 常 需 要 经过 通 信 方 式 使 其 上 、 行 链 路 很 容 易 受 到 干 高 频 放 大 ， 满 足 模 ／ （ Ｄ） 换 的 要 下 以 数 Ａ／ 变 扰， 因此 如 何 有 效 地 抑 制 各种 干扰 是 卫 星 求 。 型 的 实现 方 法 有 两种 ， 一 种方 法 是 典 第 通 信 领 域 非 常 重 要 的 一 个研 究课 题 。 图 １ａ 所示 的 二次 变 频接 收 机 ， 通过 两级 （） 它 混 频 器 来 完 成 高 频 信 号 到 中频 的 变 换 ， 这 种 接收 机 的优 点 是 降低 了对 Ａ／Ｄ变换 器 采 ２智能天线的基本概念及关键技术 ２ １ 智能天线 的基本概 念 ． 样 速率 的 要 求 ， 且 整 个 接 收 机 的 增 益 分 并 在 卫 星 通 信 系 统 中 ， 载 智 能 天 线 的 配也 有一 定 的 灵活 性 。 １ｂ 所 示 的直 接采 星 图 （） 基本 思 想 是 天 线阵 能 够 同时 产 生 多 个子 波 样 接 收 机借 助 于 更快 速 度 的Ａ／ 变 换 器和 Ｄ 束（ 点波 束） 覆盖 地 面上 所 关 心的 区 域 ， 来 并 其 他一 些 辅 助 的 数 字 器 件 ， 中频 直 接 对 在 且每 个 子 波 束都 能 依 据 一定 的准 则 自动 地 信 号进 行采 样 ， 而 避 免 了信 道 中Ｉ 从 和Ｑ两 调 整指 向 和零 点 ， 从而 处 于 最佳 工 作 状 态 。 路 信号 的 匹 配 问 题 ， 中 均 衡 器 的 作 用 是 图 智 能 天 线 吸 取 了 自适 应 天 线 的 抗 干 扰 原 补 偿 各 支路 间幅 度和 相 位 的不 一 致 。 ２． ． ２ ３信 号 处 理 理 ， 靠 阵 列 信 号 处 理 和 数 字 波 束 形 成 技 依 术发 展起 来 的 。 虽然智能 天线 的 自适应 波束 形成算 法有 ２ ２ 智能 天线 的组成 及关键 技术 ． 很 多种 ， 但我 们可 以根 据所 需先 验 知识 的不 ２． １多 波束 天 线 ２． 同， 将适 用于 卫星 通信 的算 法分 成 两大 类 ： 构 成 星 载 智 能 天 线 的 天 线 阵 ， 常 为 通 （） １以参 考信 号 为先验 知识 ， 典型 的算 法
智能天线设计和优化
智能天线可以 提高信号接收 质量，降低干 扰，提高通信 系统的性能
智能天线的应用场景
移动通信： 提高信号覆 盖范围和通
信质量
物联网：实 现设备间的 高效连接和
通信
汽车电子： 提高车辆导 航和通信系
统的性能
航空航天： 实现卫星通 信和导航系 统的高精度 定位和通信
02
智能天线的关键技术
波束形成技术
智能天线与人工智能技术的融合发展
智能天线的发展趋势：智能化、小型化、集成化 人工智能技术的应用：机器学习、深度学习、强化学习等 智能天线与人工智能技术的融合：提高天线性能、降低成本、提高效率 智能天线与人工智能技术的未来发展：实现自主学习、自适应、自校准等功能
智能天线在物联网和车联网等新兴领域的应用前景
模拟退火算法：适用于求解 离散优化问题，具有较好的
全局搜索能力
梯度下降算法：适用于求解 连续优化问题，计算简单，
但容易陷入局部最优解
仿真验证与结果分析
仿真模型建 立：根据智 能天线的设 计原理和参 数，建立仿
真模型
仿真参数设 置：设置仿 真参数，如 频率、功率、 天线尺寸等
仿真结果分 析：对仿真 结果进行可 视化分析， 如功率分布、
原理：通过 调整天线阵 列的相位和 幅度，实现 信号的定向 发射和接收
应用：广泛 应用于无线 通信、雷达、 声纳等领域
优势：可以 提高信号传 输质量，增 强抗干扰能 力，提高系
统容量
挑战：需要 解决阵列设 计、信号处 理、算法优
化等问题
干扰抑制技术
干扰抑制技术的重要性：在智能 天线设计中，干扰抑制技术是提 高系统性能的关键技术之一。
智能天线设计和优化
xxx, .
智能天线在未来通信技术中的应用
杂电波传播环境的移动通信 。此外 ，随着移 动通信用户
数 的迅速增长和人 们对通话质量要求的不 断提高 ，要求 移动通信网在大容量下仍具有较高的话音质量。
ＭＩ ＭＯ系统是指在 发射端 和接收端 同时使用多个天
空时编码 、空间复用等 。波束成形是智能天线中的关键
●
技术 ，通过将 主要能量对准期望用户 以提高信噪比。波 束成形能有效地抑制共道干扰 ，其关键是波束成行权值
空 时编码 主要分 为空 时格码 和空 时块 码 。接收到 的信
号通过最 大似然 （ ＭＬ，Ｍａ ｉ ｕ ｉｅ ｈ ｏ ）译码器 ｘｍ ｍ Ｌｋ ｌ ｏ ｄ ｉ
进行 检测 。最早 的空时编码 是空时格码 Ｓ Ｔ （ ｐ ｃ — Ｔ Ｃ Ｓａｅ ＴｍｅＴｅｌ ｏ ｅ ｉ ｒｌｓＣ ｄ ），在这种 方式 下 ，接收端需要多维 ｉ
维特 比算法 。Ｓ Ｔ 可 以提供 的分集 等于发射天线 的数 ＴＣ
目，提 供 的编 码增 益取决 于码字 的复杂 度而无需 牺牲
带宽效率 。空时分组 编码 （ Ｔ Ｃ，Ｓ ａ ｅＴｍｅＢ ｏ ｋ ＳＢ ｐ ｃ． ｉ ｌｃ
改善线性均衡器 的性能 ，它通过反馈滤波器将 以前符号 产生 的部分ＩＩ 目前 的符 号中消除。ＭＬ Ｓ从 和线性均衡可
的确定。
线 的通信系统 ，其有效地利用随机衰 落和可能存在的多 径传 播来成倍 地提 高业务 传输 速率 。其 核心技 术是空 时信 号处理 ，即利 用在 空间 中分 布的多个 时 间域和空 间域 结合进行 信号处 理 。因此 ，可 以被看 作是智 能天
线的扩展 。智能天线 系统在移动通 信链路 的发射 端／ 或
噪声所导致的符号错误率 ，它通过在发射端的联合编码
智能天线及其在无线通信中的应用
智能天线及其在无线通信中的应用什么是智能天线？智能天线（Smart Antenna）是一种可以根据无线电波的传输方向和信号质量智能调节天线参数的技术。
它利用信号处理技术进行指向性和信号增强，从而在不同方向上提高信号质量和减少干扰。
智能天线广泛应用于移动通信、卫星通信、雷达等领域。
智能天线的原理和分类智能天线从原理上分为两种类型：波束合成型和自适应型。
•波束合成型智能天线通过阵列天线的组合来形成一个指向性的波束，以增强特定方向信号的能力。
这种天线通常需要预先对信号进行建模，以便优化阵列构成和波束形成。
•自适应型智能天线可以根据环境和信号质量的变化自适应性地调整天线参数，无需事先进行模型构建。
自适应型智能天线可以进一步分为基于波束形成的和基于自适应阻抗匹配技术的。
对于移动通信，智能天线可以根据移动设备的位置、速度和无线接口的传输特点进行预测和优化。
智能天线在无线通信中的应用智能天线可以极大地提高无线通信的质量，从而改善用户体验和提高网络容量。
下面列举一些智能天线在无线通信中的应用：1. 基站智能天线基站智能天线可以通过发射和接收指向性波束，优化无线信号的传输方向，提高网络容量和覆盖范围，减少干扰和跨小区干扰。
基于波束成形的智能天线可以利用小区上下文、用户数据和信道状态等信息优化波束形成，提高网络系统的效率。
2. 客户端智能天线客户端智能天线可以根据网络信号的建模和优化来改善移动设备的接收和传输能力。
通过使用智能天线，移动设备可以更好地适应不同的网络噪声环境和网络拓扑结构，从而获得更可靠和高效的网络连接。
3. 5G智能天线5G智能天线是对4G智能天线的进一步改进，能够在更广泛频率范围内实现波束成形和自适应阵列处理。
5G智能天线可以根据5G网络特性进行优化，包括大规模MIMO技术、毫米波通信和全频段通信支持等。
5G智能天线将是5G通信实现高速传输和大规模连接的关键技术之一。
总结智能天线是一种重要的无线通信技术，具有广泛应用价值和发展前景。
浅谈智能天线技术及应用
目前 ， 受数字器件水平 的限制 ， 还未 能对 天线单元的微波信号 直接采样 ， 中频阵列处理较为常用 的办法是先利用下变频器将微波 高频信号转换成 中频 ， 然后使该支路的模拟信号经 由滤波和放大进 行 中频处理 ， 最后再对它进行采样 ， 典型的实现方法有 以下两种 ， 如
图２ 图３ 示 。 及 所
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Ｉ 字 技 术 数
学 术 论坛
浅谈智能天线技术及应用
黄 磊
（ 重庆 邮电大学通信与信 息工程 学院 重庆 ４０６） ００ ５
摘要 ： 智能 天 线被 公 认 为 是 未 来移 动 通 信 的 一种 发 展趋 势 。 文 阐述 了智 能 天线 的 基 本概 念 、 理 、 成 ， 其 实现 的 关键 技 术 ， 在 结 本 原 组 及 并 尾 指 出在 无 线通 信 的 中的 广 阔应 用和 应 用优 势 实现 方 法 。 关键 词 ： 智能 天线 无线通 信 数 字波束 形成 自适应 中 图分 类 号 ： Ｎ ２ ．３ Ｔ ９ ９５ ３ 文献标识 码 ： Ａ 文章编 号 ： ０ ７９ １ （ ０ １１ －２ ３０ １ ０ —４ ６２ １ ） ２０ １ －２
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智能天线及其应用姓名：韩乃明学号：20112330 摘要近年来，随着用户规模扩大和业务种类多样化，无线运营商对无线系统语音和高速数据提供能力的要求也相应提高了许多。
为了满足这些要求，必须有新的技术出现并应用，智能天线正是一个具有良好应用前景的新技术，是第三代移动通信系统中不可缺的关键技术之一。
在移动通信技术的发展中，以自适应阵列天线为代表的智能天线已成为最活跃的研究领域之一，在第三代移动通信技术中承担了不可替代的巨大作用。
本文在人们对天线传统认识的基础上阐述了智能天线的基本概念、特点、应用前景、系统性能的改善等进行了阐述,说明了智能天线技术对未来通信行业的推动作用。
一．简介智能天线又称自适应天线阵列、可变天线阵列以及多天线。
智能天线通常指的是带有可以判定信号的空间信息（比如传播方向）和跟踪或定位信号源的智能算法，并且可以根据这些信息，进行空域滤波的天线阵列。
智能天线是一种安装在基站现场的双向天线，通过一组带有可编程电子相位关系的固定天线单元获取方向性，并可以同时获取基站和移动台之间各个链路的方向特性。
[1]随着社会信息交流需求的急剧增加以及个人移动通信的迅速普及，频谱已成为越来越宝贵的资源。
智能天线采用空分复用技术(SDMA)，利用在信号传播方向上的差别，将同频率、同时隙的信号区分开来。
它可以成倍地扩展通信容量，和其他复用技术相结合，最大限度的利用有限的频谱资源。
另外在移动通信中，由于复杂的地形以及建筑物结构对电波传播的影响，大量用户间的相互影响，产生时延扩散、瑞利衰落、多径以及共信道干扰等，使通信质量受到严重影响。
采用智能天线可以有效的解决这个问题。
二．天线结构智能天线采用的是一种多天线技术，它采用天线阵列形成可控的波束，指向并随时跟踪用户。
它具有增加通信容量和速率、减少电磁干扰、减少手机和基站发射功率，并具有定位功能的优点。
智能天线通常由三部分组成：一是实现信号空间过采样的天线阵；二是对各阵元输出进行加权合并的波束成型网络；三是重新合并权值的控制部分。
在移动通信应用中为便于分析、旁瓣控制和DOA（到达方向）估计，天线阵多采用均匀线阵或均匀圆阵。
控制部分（即算法部分）是智能天线的核心，其功能是依据信号环境，选择某种准则和算法计算权值。
[2]智能天线结构图三．智能天线的分类有上文可知智能天线是一种天线阵列。
它由多个天线单元组成，不同天线元对信号施以不同的权值，然后相加，产生一个输出信号。
对于每个天线单元都有一套加权器，可以形成多个不同方向的波束，用户数可以大于天线单元数。
人们研究智能天线的最初原因是在频谱资源日益拥挤的情况下考虑如何将自适应波束形成应用于蜂窝小区的基站（BS），以之能更有效地增加系统容量和提高频谱的利用率。
智能天线在空间选择有用的信号，抑制干扰信号，因此又称为空间滤波器，智能天线的基本思想是：天线以多个高增益窄波束动态地跟踪多个期望用户，在接收模式下抑制来自窄波束之外的信号，在发射模式下能使期望用户接收的信号功率最大，同时使窄波束照射范围以外的非期望用户受到的干扰最小，甚至为零。
根据采用的天线方向图形状，可以将智能天线分为两类。
1．自适应方向图智能天线自适应天线阵列是智能天线的主要类型，可以完成用户信号的接收和发送，自适应天线阵列采用自适应算法，其方向图没有固定的形状，随着信号和干扰的变化而变化。
自适应天线阵列系统采用的是数字信号处理技术来识别用户信号到达方向，并在此方向形成天线的主波束。
它的优点是算法比较简单，可以得到最大的信号干扰比。
自适应天线阵列着眼于信号环境的分析和权集实时优化上,所以动态响应速度相对较慢。
自适应天线阵列一般采用4～16个天线阵元结构，阵元间距一般为半个波长。
天线阵元分布方式有直线型、圆环型以及平面型。
2.多波束智能天线多波束智能天线在工作时，天线方向图形状保持基本不变，它利用多个并行波束来覆盖整个用户区，每个波束的指向是固定的，波束宽度也随天线元数目而确定。
当用户在小区中移动时，其通过测向确定用户信号的到达方向(DOA)，然后根据信号的DOA选取合适的阵元加权，将方向图的主瓣指向用户方向，从而使得用户的信噪比得以提高，保证通信质量。
基站在不同的相应波束中进行选择，从而使接收信号最强。
多波束智能天线对于处于非主瓣区域的干扰，是通过控制低的旁瓣电平从而来确保抑制的。
与自适应智能天线相比，固定形状波束智能天线无须迭代、响应速度更快，而且鲁棒性(robustness即系统健壮性)好，但它对天线单元与信道的要求更高，而且用户信号并不一定在波束中心，当用户位于波束边缘或干扰信号位于波束中央时，接收效果最差，因此多波束天线不能实现信号的最佳接收，所以一般只用作接收天线。
四．智能天线的应用最初智能天线技术主要用于雷达、声呐、军事抗干扰通信以及用来完成空间滤波和定位等。
但是随着移动通信的发展及对移动通信电波传播、组网技术、天线理论等方面的研究逐渐深入，现代数字信号处理技术发展迅速，数字信号处理芯片的处理能力不断提高，使得利用数字技术在基带形成天线波束成为可能，从而提高了天线系统的可靠性和灵活程度。
智能天线技术因此用于具有复杂电波传播环境的移动通信中。
此外，随着移动通信的用户数迅速增长以及人们对通话质量要求的不断提高，要求移动通信网在大容量下仍具有较高的话音质量。
它使得通信资源不再局限于时间域（TDMA）、频率域（FDMA）或码域（CDMA）而拓展到了空间域，属于空分多址（SDMA）体制。
(1)智能天线用于FDMA，TDMA及CDMA系统FDMA系统采用智能天线技术之后，与通常的三扇区基站相比,其C/I值平均提高了约8dB,大大改善了基站的覆盖效果;频率复用系数由7改善为4,增加了系统的容量。
在网络优化时,采用智能天线技术可大大降低无线通信的掉话率和切换失败率。
TDMA系统采用智能天线技术之后可提高C/I指标。
据研究指出，用4个30°天线代替传统的120°天线，C/I值可提高6dB，使得移动通信提高了服务质量。
在满足GSM 系统C/I值的比值最小的前提下，提高了频率复用系数，增加了系统的容量。
对于CDMA系统采用智能天线技术，可以进行话务均衡，将高话务扇区的部分话务量转移到容量资源未充分利用的扇区；通过智能天线灵活的辐射模式以及定向性，可进行软/硬切换的控制；智能天线的空间域滤波可改善远近效应，简化功率控制，降低系统成本，也可减少多址干扰，从而提高系统性能。
[3](5)智能天线用于DECT、PHS等系统DECT、PHS都是基于TDD方式的慢速移动通信系统。
欧洲在DECT基站中进行智能天线实验时,采用并且评估了多种自适应算法,并验证了智能天线的功能。
日本在PHS系统中进行智能天线实验的测试表明,采用智能天线可有效减少基站数量。
我国一些地方受移动“本地通”业务的启发，提出利用PHS等技术建设“移动市话”,期望与蜂窝移动网来争夺本地移动用户群。
由于PHS等系统的通信距离有限,需要建立很多基站,所以采用智能天线技术,则可降低成本。
(6)智能天线用于第三代移动通信技术（3G）在WCDMA和CDMA2000中的应用。
第三代通信系统被设计为一个可提供相当高速的数据业务的系统。
但是，它还会像第二代系统那样受到空中信道质量的限制。
标准化组织3GPP已经认识到智能天线在改善这个矛盾方面所起的巨大作用，并且在3G 标准中制订了相关的条款。
例如WCDMA 和CDMA2000 都允许在上行和下行链路为每个移动用户分配专门的导频信道，但是将要求他们使用智能天线系统。
对于WCDMA 和CDMA2000而言，智能天线虽然是推荐配置，但是当今的一些WCDMA和CDMA2000 的基站产品已经开始支持智能天线并且在逐步扩大使用智能天线的基站范围了。
在TDSCDMA系统中的应用。
TDSCDMA（时分同步的码分多址）采用智能天线技术的高效率是基于上行链路和下行链路的无线路径的对称性（无线环境和传输条件相同）而获得的。
此外，智能天线还可减少小区间干扰，也可减少小区内的干扰。
智能天线的这些特性可显著提高移动通信系统的频谱效率。
TDSCDMA 系统的智能天线是由8 个天线单元的同心阵列所组成的，直径一般为25cm。
同全方向天线相比，它可获得较高的天线增益。
其原理是使一组天线和对应的收发信机按照一定的方式排列和激励，利用波的干涉原理可以产生强方向性的辐射方向图，使用DSP( 数字信号处理器）使主瓣自适应地指向移动台的方向，从而可达到提高信号的载干比，降低发射功率等目的。
智能天线的上述性能允许更为密集的频率复用，使频谱效率得以显著地提高。
由于每个用户在其小区内的位置都是不同的，这一方面使得要求天线具有多向性，另一方面则要求在每一独立的方向上，天线系统都可以跟踪个别的用户。
通过DSP 控制用户的方向测量使上述要求得以实现。
每个用户的跟踪通过到达角进行测量。
在TDSCDMA系统中，由于无线子帧的长度是5ms，因此至少每秒可测量200 次，每个用户的上下行传输发生在相同的方向，通过智能天线的方向性和跟踪性，可获得其最佳的性能。
TDD(时分双工) 模式的TDSCDMA 的进一步的优势是用户信号的发送和接收都发生在完全相同的频率上。
因此在上行和下行两个方向中的传输条件是相同的或者说是对称的，使得智能天线能将小区间干扰降至最低，从而获得最佳的系统性能。
(7)智能天线用于第四代移动通信技术（4G）常规的智能天线因为没有利用多径传播技术，从而在高强度多径分量比较丰富的环境下抗衰落能力相当有限。
因此，在未来的宽带无线移动通信系统中，进一步发展智能天线技术，充分利用多径传播，提高无线传输性能成为4G中的关键技术之一。
4G要求能对多个网络进行互通建模，能灵活处理不同环境中的混合无线接入技术的组合，必须实现对异构环境中多种接入技术来进行智能化管理。
在4G系统中智能天线就是强大物理层必须具备的技术能力。
4G系统应用智能天线的优势是可以去除更多的干扰，提供更高的信道以及系统容量以及增加小区吞吐量，降低系统对功率的要求，增强信道的抗干扰特性以及降低比特费率等。
而4G系统应用智能天线的缺点则是增加了收发信机以及无线资源管理的复杂性，同时需要高层的支持。
4G系统的接入层允许用户使用各种终端通过各种形式来接入到4G通信系统中，这是移动通信革命性的演进。
对于这种演进，如果仍采用常规的智能天线技术已经不足以解决4G系统的大容量和高可靠性需求问题。
此时，通过结合空时处理的多天线技术——MIMO(多入多出)多天线技术，提供了解决问题的新途径。
可以说，MIMO多天线系统是常规的智能天线系统演进的必然成果。
因为常规的智能天线的核心是使用联合空间维度与天线分集，通过最优加权合并来最大化信噪比，使信号出错的概率随独立衰落的天线单元数目呈指数减小，而系统容量随天线单元数目呈对数增长。