智能天线在移动通信中的应用概要
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。
智能天线在5G移动通信系统中的应用
智能天线在5G移动通信系统中的应用随着科技的不断发展，5G移动通信系统已经开始逐渐普及，其在速度、延迟、连接密度、网络能力等方面都比4G有了质的飞跃。
而作为5G移动通信系统中的重要组成部分，智能天线的应用也将发挥着越来越重要的作用。
智能天线是5G移动通信系统中的关键技术之一，它通过自动化和智能化的方式，可以根据具体的通信环境和需求，动态调整自身的辐射特性和辐射图案，以适应不同的通信场景，提高网络容量和覆盖率，提高通信质量和数据传输速度。
智能天线还能够实现波束赋形技术，进一步提高了系统的性能和效率。
在5G移动通信系统中，智能天线的应用将主要体现在以下几个方面：1. 多输入多输出（MIMO）技术：智能天线可以实现更灵活的波束赋形，在信号传输时能够根据接收器位置和通信环境等因素，动态调整波束方向，从而最大化地利用信道资源，提高数据传输速率和通信质量。
2. 多用户多址（MU-MIMO）技术：通过智能天线，可以实现对多个用户同时进行数据传输，提高了系统的容量和效率，能够满足大规模用户同时连接的需求。
3. 蜂窝网络优化：智能天线可以根据实际的网络负载和用户分布情况，实现对蜂窝网络的动态优化调整，提高网络的覆盖范围和信号覆盖强度，降低信号干扰，达到更好的通信效果。
4. 移动通信小区化部署：通过智能天线的应用，可以实现对移动通信小区的精细化管理，可以根据用户密度、用户需求等因素，动态调整小区边缘的覆盖范围和功率，提高了小区的容量和覆盖效果。
5. 终端定位和跟踪：智能天线可以通过波束赋形技术，实现对终端设备的定位和跟踪，从而为网络优化和资源分配提供更精准的数据支持。
6. 窄波束天线技术应用：通过智能天线，可以实现更为精细化的波束赋形，将信号更准确地定向发送给特定终端，提高了通信系统的能效和频谱利用率。
智能天线在5G移动通信系统中的应用，将极大地推动通信系统的发展和优化。
它不仅可以提高通信系统的数据传输速度、通信质量和用户体验，还可以提高网络容量、覆盖范围和能效，从而更好地满足日益增长的移动通信需求。
刍议智能天线在移动通信中的应用
（ ３站
扩 大系统容量， 增强现有移动通信 网 励 信号， 调整天 线阵列单元 的辐射 方 向图、 频率 响应 及其它参 就可改善系统覆 盖质量 ， 络基础设施的性能。 采 用智能天线是解决稠密市区容量难题既 数。 利 用天线阵列的波束合成和指 向， 产生多个 独立的波 束， 自 可在不影 响通话质 量情况下， 将 基站配置 适应地调整其方 向图， 跟踪信号变化， 对干扰方 向调零， 减弱甚 经济又高效 的方 案， 成全向连接， 大幅度提高基站容量。 至抵消干扰 ， 从而提高接收信号的载干 比， 改善无线 网基 站覆 盖质量， 增加系统容量。 （ ４ ） 实现移动 台定位 。 在陆地移动通信 中， 如果基站采用 一旦收到信号， 即对每个天 线元所 连接 收机产 生 基 站使用智 能天 线， 可为用户提供 窄定向波束 ， 在一定的 智能天线 阵， 获得该信号 的空 间特征矢 量及矩 阵， 由此 方 向区域 内收发信号。 这样 既充分利用信 号发 射功率， 又 可降 的响应作相 应处理 ， 获得信号的功率估值和到达方 向， 即用户终端的方位。 通 过此 低 发射信号带来 的电磁干扰 。 智能天 线引入空分多址 （ Ｓ Ｄ Ｍ Ａ ） 方 式， 根据信号的空间传播方 向不同， 区分用户。
刍议智能天线在移动通信中的应用
潘红期 ６ 蔡振兴（ 江西 渝州科技 职业 学院， 江西 新余 ３ ３ ８ ０ ０ ０ ）
摘 要 ： 近 年发 展 起 来 ６ ４ ｊ Ｃ Ｄ Ｍ Ａ 移动 通信 系统技 术 相对 － ￣ Ｆ Ｄ Ｍ Ａ 、 Ｔ Ｄ Ｍ Ａ 系统具有较 大的容量， 但 由于多径干扰 、 多址干扰 的存在 ， 其容量优势 并
（ ２ ） 用于 Ｔ Ｄ Ｍ Ａ 系统
能天线的各种应用。
浅议智能天线在移动通信网中的应用
ｔ ｎｍｉ ｉｎｑ ａｉ ｄｓｓｅ ｃ ｐｃｔ， ｅａｐｉａｉｎｏ ｔｅ ｒ ｓ ｓ ｏ ｕ ｌｙａ ｙｔｍ ａ ａｉ ｔ ｐ ｌ ｔ ｆ ａ ｓ ｔｎ ｙｈ ｃ ｏ ｈ ＣＤＭＡ ｅ ｒ ａ ｅｉｌ ｉｎｆ ａ ｃ ． ｎｔ ｋｈ ｓ ｃａ ｓ ｉ ｃ ｅ ｗｏ ｓ ｐ ｇ ｉ ｎ
一
、
慢。
自 应 天线 阵列 一般 采用 ４ １ 天 线阵 元结构 ， 适 —６ 阵元 间距为 半 个 波长 。天线 阵元分 布方式 有直 线型 、圆环 型和平 面型 。 ２ 多波束 智能天 线 。 ． 多波 束天 线在 工作 时，天 线方 向图形状 基 本不变 ，其 利用 多 个并行波 束覆 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 ，它通 过测 向 确 定用户 信号 的到达 方 向 （Ｏ ），然后 根据信 号 的 Ｄ Ａ 取合适 ＤＡ ０选 的阵元加 权 ，将 方 向 图的主瓣指 向用 户方 向 ，从而提 高用户 的信 噪比 。基 站在 不 同的相 应波束 中进 行选择 ，使接 收信 号最 强 。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 无需迭 代 、响应速 度快 ，但 它对天 线单 元与信 道 的要求较 高 ， 而 且用户 信 号并不 一定在 波束 中心 ，当用 户位 于波束 边缘及 干扰 信 号位 于波束 中央 时 ，接 收效 果最 差 ，所 以多波 束天 线不 能实现 信 号最佳 接 收，一般 只用 作接 收天线 。 （ ）智能天线 的优 点 四 智 能天线对 系统 性能 的改善 如下 ：
摘 要 ：智能天 线是一 个天 线阵列 。 它由 多个天线单 元组 成 ，可 以形 成 多个不 同方 向的 波束 ，其基 本思 想是通过 天线 阵列及 时空信 号 处理技 术 ，提 取各 移动 用户的 空 间方位信 息 ，利 用 用户位置 的不 同 ，减 少干扰 提 高移动通 信的 传输质 量及
智能天线在未来5G移动通信中的应用
智能天线在未来5G移动通信中的应用摘要：随着信息技术的发展，智能天线应用越来越广泛。
通信对于各种器件和部件的要求越来越苛刻，智能天线是目前适应通信技术发展的一项新兴事物，也是一种比较新颖的部件，在卫星通信、无线电网络接入、移动通信接入和军事通信接入的系统过程中，有着非常重要的应用作用。
智能天线之所以具有如此多的应用领域，就是因为它有很好的抗干扰能力，而且其设频率较高。
智能天线是一种崭新的概念，被公认为一种非常良性的发展趋势。
关键词：智能天线；未来5G；移动通信；应用引言随着科学技术的发展和进步，通信网络要求网络器件和部件的质量越来越高，连接性能越来越智能化，智能化的天线就是顺应这种形势发展出来的一种新事物，但是目前它已经被广泛的应用到卫星通信领域和移动通信领域，尤其是在无线接入时展现出了非常明显的优势。
智能天线的抗干扰性非常强，应用较高，而且它有一系列传统天线所不能替代的优点，起到对于电磁波的辐射和感应作用，将是未来5G移动通讯的一种应用发展趋势。
1智能天线的概念和特点1.1智能天线的含义智能天线是一种能够具有自适应能力的天线阵列，它是可变的天线，也是一种多元化的天线，它可以自动的判断信号，比如信号的传播方向自动获取等。
可以跟踪信号的走向，也可以智能化的采用算法来定位信号源，智能天线甚至可以过滤掉一些必要的天线信号，安装在基站现场可以作为双向天线使用。
智能天线的发展可分成3个阶段:第1阶段是应用于上行链路,通过使用智能天线增加基站的接收增益,从而使接收机的灵敏度和接收距离大大增加;第2阶段是将智能天线技术同时应用于下行链路,在智能天线应用于下行链路后,能够控制波束的发射方向,从而有助于频率的复用,提高系统的容量;最后一个阶段是完全的空分多址,此时在一个蜂窝系统中,可以将同一个物理信道分配给不同的用户,例如,在TDMA中,可以将同一小区内同一时隙同一载波同时分配给两个用户。
1.2智能天线的特点智能天线技术采用一种空分多址技术，这种技术最大的好处就是能够保证，在相同的时间间隙和频率的情况之下，用户仍然处于一种信号接通的状态，智能天线有一种波形过滤功能，因此如果其他信号在周围进行干扰，智能天线仍然能够，产生相同频率的波形，在这种波形的时间间隙和信号传播的幅度值波动的过程中，智能天线能够很好的抓住信号不失真的波形。
智能天线技术在移动通信中的应用
关 键 词 ：智 能 天 线 技 术 ； 波 束 智 能 天 线 ； 多 自适 应 智 能 天 线 中图分类号 ： ＴＮ８ １ Ｔ ２ ２ 。 Ｎ９ ９ 文 献 标 识 码 ：Ａ
Ａｐ ｌ ａ ｉｎ ｏ ｍ ａ ｔＡｎ ｅ ｎ ｃ ｎｑ ｅｉ ｏ ｉ ｏ ｍｕ ｉａ ｉｎ ｐｉ ｔ ｆＳ ｒ ｔ ｎ ａＴｅ ｈ ｉｕ ｎ Ｍ ｌ Ｃ ｍ ｃ ｏ ｂｅ ｎｃ ｔ ｏ
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 。 在对 用户 区进 行 分 区 （ 区） 它 扇 的基础 上 ， 天 线 的每 个 波 束 固定 指 向 不 同 的分 区 ， 使 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 ， 据测 量各 个 波 束 的 信 号 强 度来 跟 踪 移 动用 户 ， 根 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 ， 一种 是 安装 在 基站 现场 的双 向 （ 可接 收又 可 发送 ） 线 。它 既 天 基 于 自适应 天线 原理 ， 用现 代 自适应 空 间 数字 处理 采 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 、 少甚 至 减 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【 。从 空 分 多址 技 术 角 度来 说 ， ２ ］ 它 是利 用信号 在 传输方 向上 的差别 ，将 同频 率或 同 时 隙、 同码 道 的信 号 区分 开 来 ，从 而 最 大 限 度 地 利 用 有 限的信 道资 源 ， 加 系统 的容量 和提 高频谱 效 率 。 增 从 双 向天线 的 角度来 讲 ， 能 天线包 括 两个 重 要 智 组成部 分 ： 一是 对来 自移 动 台 发射 的多径 电波 方 向进
什么是智能天线概要
什么是智能天线什么是智能天线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智能天线的原理是将目前移动通信基站的天线大部分是全向性的天线，在寻呼移动通信用户时是在覆盖的整个小区寻找，天线的功率和信号强度大部分消耗在传输之中。
新型的天线采取分区寻呼的方式，就是把天线的波束分成多个不同角度的分区。
智能天线就是在分区传输路径（sectorized transmission path）的概念上发展出来的。
智能天线应用了先进的技术，把无线电的信号导向具体的方向，使无线电频谱的利用和信号的传输更为有效。
使用的先进技术主要是波束转换技术（switched beam technology）和自适应空间数字处理技术（adaptive spatial digital processing technology）。
——应用波束转换技术的智能天线是在分区的基础上向用户方向发送多个波束，根据测量各个波束的信号强度跟踪移动用户，能在移动用户移动时逐个转换波束。
因此也称为波束转换天线（switched beam antennas）。
把波束分成许多窄波束能使信号增强，并且能较好地抑制干扰，可以使干扰降低很多，提高服务质量。
——波束转换的智能天线系统主要用于——自适应数字处理技术的智能天线是利用数字信号处理的算法去测量不同波束的信号强度，因而能动态地改变波束使天线的传输功率集中。
应用空间处理技术（spatial processing technology）可以增强信号能力，使多个用户共同使用一个信道。
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,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. 使用智能天线将在以下方面提高未来移动通信系统的性能[3 ] : (1) 扩大系统的覆盖区域; (2) 提高系统容量和频谱利用效率; (3) 提高数据传输速率; (4) 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.智能天线技术智能天线分为两大类:多波束天线和自适应天线阵. 智能天线不同于常规的扇区天线和天线分集方法,通过在基站使用全向收发智能天线,为每个用户提供一个窄的定向波束,使信号在有限的方向区域发送和接收,充分利用了信号发射功率,降低了信号全向发射带来的电磁污染与相互干扰. 智能天线采用数字方法实现波束成形, 即数字波束形成DBF(DigitalBeam Forming) . 图1 为M 元智能天线的原理图:向形成天线主波束. 自适应天线阵根据用户信号的不同空间传播方向能够提供不同的空间信道,有效地克服了干扰对系统的影响.将自适应天线阵接收到的信号进行加权和合并,使信号与干扰加噪声比最大. 自适应天线阵的所有分支都应具有相近的方向图,而多波束天线的每个天线方向图都不相同. 自适应天线阵有M 重的天线增益而不受扇形失真的影响,并且其M 重的分集增益相关性也足够低. 这些阵列在理论上用M 个天线可完全消除N 个干扰源的影响( M > N) ,而获得M - N重的增益,对N > M 个干扰也能进行明显的抑制. 代价是每个天线需要一个接收机,并需要以衰落速率(在2GHz 下以60公里/ 小时移动时大于179Hz) 跟踪天线的加权.。
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 ） 。
智能天线在移动通信中的应用
号 进 行 时延 补 偿 使 它 们 相 位 相 同 来 降 低 多 径 衰 落 ，还 可 以通 过 滤 掉 除 主 要 信 号 以外 的 多 径 信 号 来 降低 多 径 衰 落 。其 二 ， Ｃ ＭＡ 统 是一 个 自干 扰 系 统 ． 容量 的 限制 主 要 来 自本 系 统 Ｄ 系 其 的 干扰 。 就 是说 ， 低 干扰 对 Ｃ ＭＡ 统 极 为重 要 ， 以利 用 也 降 Ｄ 系 所 智 能 天 线 来 降 低 干 扰 就 可 以 大大 增 加 Ｃ Ｍ Ｄ Ａ系 统 的 容 量 。 其 三 ， 给 定 频谱 的条 件 下 ， 能 天 线 还 能 通过 多波 束 的形 成 增 在 智 加新 信 道 ， 而潜 在 地 增 加 用 户 数 并 提 高 频谱 效 率 。其 四 ， 从 采 用智 能天 线 的 基 站 可 以 获 得 接 收 信 号 的 空 间特 征 矩 阵 。 由此 获得 信 号 的功 率 估值 和到 达 方 向（ Ｏ ） Ｄ Ａ。
出而 发 展 新 业务 是 目前 移 动 运 营 商 提 升 Ａ Ｐ 值 、 强 自身 竞 ＲＵ 加 争 力 的 必 然 手段 。
势 ．这 就 要 求 在 教 学 中应 重 视 帮 助 学 生 建 立 学 科 的 知识 网络 结 构 ， 养学 生 对 知 识 的 融会 贯通 能 力 。 培 思想 政 治 课 知识 的综
能 天线 可 以 有 效 地解 决 这 个 问 题 。 ２我 国 智能 天 线 的 发展 现 趋 势 ． 我 国信 息 产 业部 电信 科 学 研 究 院所 属 于 的信 威 公 司 已 成 为开 发 出用 于ＷＬ 的Ｔ Ｄ 式 Ｓ Ｃ ＭＡ产 品 。 应 用 于 我 国 提 Ｌ Ｄ 方 — Ｄ 并 出 的Ｔ — Ｃ ＭＡ 案 中 。 只 能 天 线采 用 ８ ＤＳＤ 方 该 针元 的环 形 自适 应
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。
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
智能天线技术在移动通信中的应用
术是 智能天线 技术 的未来 发展 方向。 智 能 天 线 以 自适 应 天 线 为 基 础 的 新 一 代 天 线 系 统 ， 其 目标 是 通 过 抑 制 干 扰 和 对 抗 衰 落 来 增 加 系 统 容 量 ， 而 提 进
式 中 ： 为 第 五 期 望 信 号 的 互相 关 矩 阵 ； 『 第 ｋ １ 干 扰 信 ｋ ＝ 个 Ｒ／ 为 —个 号 的 互相 关 矩 阵 ； ｎ 噪 声 分 量 的 互 相 关 矩 阵 。 Ｒｎ 为 可 求 得 最 优 加 权 值 Ｗ Ｓ Ｒ为ＷＳ Ｒ ；（ｊ＋ ｚ）１ ｋ Ｎ Ｎ ＝ｚ Ｒｊ Ｒ， ｚ Ｖ ，－ 式 中Ｖ七 信 号 的 空 间 特 征 矢 量 。 解 收 敛 于 傩 ＝ 为 此 最 优 维 纳 解 ．７ （） （） ６ ｒ
。
尤其 适 合 于 T
D D
方 式 的C
D M A
系统
。
我 国提 出 的
一
S C D M A
标 准 中 就 把智能 天 线技术作 为
，
、
项 关键技
，
术
T D
，
其应 用能有效降低干扰
-
提高系统容量 和频谱效率
。
是
自适 应 数 字 信 号 处 理 嚣
图 1 智能 天 线原 理 图
S C D M A
系统 宏 基 站 的必 选 技 术
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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
天线技术在移动通信中的关键作用
天线技术在移动通信中的关键作用在当今高度数字化和信息化的社会中，移动通信已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
从日常的通话、短信交流，到刷视频、玩游戏、在线办公等各种丰富多样的应用，移动通信为我们带来了极大的便利和效率。
而在这一庞大而复杂的移动通信系统中，天线技术扮演着至关重要的角色。
天线，这个看似简单的设备，实际上是实现无线通信的关键组件之一。
它就像是一座无形的桥梁，连接着我们手中的移动设备和遥远的通信基站，使得信息能够在空间中以电磁波的形式自由传播。
天线技术的发展历程可谓是波澜壮阔。
早期的天线设计相对简单，功能也比较单一。
随着移动通信技术的不断演进，从 1G 到 5G，甚至展望未来的 6G，天线技术也在不断创新和突破。
在 1G 时代，移动通信刚刚起步，天线主要用于简单的语音通信，其性能和形态都较为基础。
进入 2G 时代，短信和低速数据传输成为可能，天线的性能也有所提升，但仍然存在着诸多限制。
而到了 3G 时代，移动通信开始走向多媒体应用，对数据传输速率和质量提出了更高的要求。
这一时期的天线技术有了显著的改进，采用了智能天线等新技术，提高了信号的方向性和增益，改善了通信质量。
4G 时代的到来，带来了高速的数据传输和丰富的移动互联网应用。
多输入多输出（MIMO）天线技术成为主流，通过多个天线同时发送和接收信号，极大地提高了频谱效率和数据传输速率。
如今，我们正处于 5G 时代，天线技术更是迎来了革命性的变革。
大规模 MIMO 技术、波束成形技术等的应用，使得 5G 网络能够实现超高速率、超低时延和海量连接。
天线技术在移动通信中的关键作用首先体现在信号的发送和接收上。
通过合理设计天线的形状、尺寸和结构，可以有效地控制电磁波的辐射方向和强度，从而提高信号的覆盖范围和质量。
例如，在城市高楼林立的环境中，信号容易受到遮挡和反射，导致通信质量下降。
而采用具有良好方向性和增益的天线，可以增强信号在复杂环境中的穿透能力，减少信号的衰落和干扰，保证通信的稳定性和可靠性。
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。
移动通信的智能天线技术
移动通信的智能天线技术移动通信一直是现代社会中最重要的技术之一，智能天线技术是其中最重要的组成部分之一。
在当前的网络环境中，用户对数据传输速度和数据传输质量的需求越来越高，但是传统的基站技术已经难以满足用户需求。
因此，智能天线技术应运而生，提供更加高效和可靠的网络连接。
智能天线技术的定义智能天线技术是一种新型的通信天线技术，它可以同时处理多个信号输入和输出。
智能天线技术通过在天线中加入智能芯片和软件，使天线不仅可以自动适应通信环境，也可以通过对发射和接收天线信号的方向和强度进行控制，提高无线传输的性能。
智能天线技术的一个关键特点是天线的智能性和可编程性。
与传统天线不同，智能天线技术可以处理更多的信号和数据类型，并且可以适应更广的通信场景。
智能天线技术的优点与传统天线技术相比，智能天线技术具有以下优点：•更好的无线覆盖：智能天线可以适应不同环境的无线覆盖需要，提供更好的无线覆盖。
•更高的数据传输速度：智能天线技术可以使用多种天线技术，如MIMO技术，以提高数据传输速度。
•更好的抗干扰性能：智能天线技术可以通过控制天线方向和强度来减少对附近信号的干扰。
•更好的网络效率：智能天线技术可以有效利用网络资源，提高网络效率。
智能天线技术可以使通信网络更加智能化和高效化。
智能天线技术的应用智能天线技术可以用于各种通信场景，例如移动通信、卫星通信和WiFi网络。
在移动通信中，智能天线技术可以使用户在高速移动时仍然保持稳定的网络连接。
在卫星通信中，智能天线技术可以提高卫星信号的可靠性和传输速度。
在WiFi网络中，智能天线技术可以优化无线局域网络连接质量和传输速度。
在移动通信中，智能天线技术的最大应用是5G网络。
5G网络将会是未来10年内移动通信的主要技术。
智能天线技术的应用可以促进5G网络的部署和使用。
智能天线技术的未来发展随着移动通信技术的发展和用户需求的提高，智能天线技术也将不断发展。
智能天线技术将不断在性能和技术上进行改进，以满足不断增长的需求。
智能天线在移动通信中的应用
向 天 线 接 收 所 有 方 向 的 信 号 ， 或 采 用 定 向 天 线
秒 逼 ｔｒ ２０ 年第８ ｜ ０２ 期
维普资讯
接 收 某 个 固 定 ７－ 的 信 号 ， 都 会 因 衰 落 使 信 号 ５向 失 真 较 大 。 如 果 采 用 智 能 天 线 控 制 接 收 ７ 向 ， ５ － 天 线 自 适 应 地 构 成 波 束 的 ７－ 性 ， 使 得 延 迟 波 ５向 ７－ 的 增 益 最 小 ， 则 可 减 小 信 号 衰 落 的 影 响 。 ５向
窄 的 定 向 波 束 ，使 信 号 在 有 限 的 方 向 区 域 发 送 和
接 收 ，充 分 利 用 了信 号 发 射 功 率 ， 降 低 了 信 号 全 向 发 射 带 来 的 电 磁 污 染 与 相 互 干 扰 。 另 外 ，智 能 天 线 引 入 了 空 分 多 ｈｌ（ ＝ ＳＤＭ 方 式 ， 在 相 同 时 隙 、 Ａ） 相 同 频 率 或 相 同 地 址 码 情 况 下 ，用 户 可 以 根 据 信 号 不 同 的 空 间 传 播 路 径 来 区 分 。具 体 而 言 ，智 能 天 线 将 在 以下 几 个 方 面 提 高 移 动 通 信 系 统 的 性 能 ：
无 线 信 号 的 覆 盖 ７－ 是 控 制 干 扰 的 一 个 有 效 ７－ ５向 ５
法 ， 因 此 ，移 动 通 信 基 站 已 经 从 单 小 区 全 向 站 发 展 到 了 三 小 区 定 向 站 ，ＣＤ Ａ系 统 甚 至 使 用 六 小 区 Ｍ 定 向 站 。 从 图 ｌ中 我 们 可 以 看 出 小 区 分 裂 对 载 干 比 的 改善 作 用 ：
统 中 ， 使 用 智 能 天 线 可 以 在 不 显 著 增 加 系 统 复
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智能天线在移动通信中的应用
摘要：介绍了移动通信中关键技术之一的智能天线技术，并就它的结构、算法以及在第三代移动通信中的应用进行了较全面的阐述。
关键词：移动通信；智能天线；天线阵列；自适应算法
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｍａｒｔａｎｔｅｎｎａｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｏｆｍｏｂｉｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ．Ｉｔｄｅｓｃｒｉｂｅｓｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｆｏｃｕｓｏｎｉｔｓａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，ａｌｇｏｒｉｔｈｍａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｔｏ 3Ｇｍｏｂｉｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＭｏｂｉｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓＳｍａｒｔａｎｔｅｎｎａＡｒｒａｙＳｅｌｆ－ａｄａｐｔｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍ
0 前言
随着移动通信的发展，人们不仅从时域和频域的角度来探讨提高移动通信系统数量和质量的各种手段，而且进一步研究信号在空域的处理方法。
智能天线技术就是典型的代表。
智能天线技术起源于20世纪40年代的自适应天线组合技术，在当时采用了锁相环技术进行天线的跟踪。
1965年，Ｈｏｗｅｌｌｓ提出了自适应陷波的旁瓣对消器技术用于阵列信号处理，之后，又陆续出现了等一系列技术，后来，Ｇａｂｒｉｅｌ将自适应波束形成技术上升到“智能阵列”概念。
早在1978年，智能天线就在军事通信中得到了应用，进入20世纪90年代后，才在民用移动通信系统中开始研究应用。
该项技术主要应用于以下方面：ａ）信号源定位，确定天线阵列到信号源的方位角；
ｂ）信号源分离，确定各个信号源发射信号的波形；
ｃ）信道估计，确定信号源与天线阵列间传输信道的参数。
1 智能天线的组成
智能天线技术是利用信号传输的空间特性，达到抑制干扰，提取信号的目的。
它主要包括天线阵列部分、模数转换、波束形成网络以及自适应信号处理，其结构框图如图1所示。
1．1 天线阵列部分
天线阵列即在空间分开设置一系列天线阵元，并将各阵元接收到的信号作加权处理，通过改变阵列的权值。
可使波束形状发生改变。
天线阵列相当于在空域对空间信号做离散采样，如同时域中自适应滤波器处理方法一样，也进行诸如滤波、分离及参数估计等。
通过信号处理，可使阵列在有效信号方向上产生的波束得到加强，而在干扰信号方向上产生“陷点”（Ｎｕｌｌ），从而提高系统容量、降低系统干扰、扩大系统覆盖范围。
图2给出了示意图。
1．2 波束形成网络
智能天线所形成的波束可实现空间滤波的作用，它对期望信号方向具有高增益，而对不希望的干扰信号实现陷波作用。
智能天线波束成形的基本方法是：通过将各天线单元输出信号进行加权求和，将天线阵列波束指向到一个方向，使期望的信号得到最大的输出。
理想情况下天线单元的加权值如下：
式中：
μ——与相关阵最大特征根有关的比例常数
Ｒ——输入信号相关矩阵
ａ（θ
）——方向矢量
ｄ
1．2 自适应信号处理
自适应信号处理是智能天线智能体现的一个重要方面，它以自适应算法为核心，动态地调整最优加权系数。
2 常用智能算法及其性能比较
自适应算法是智能天线的核心，目前国际上已提出许多算法，归纳起来主要分为盲算法和非盲算法。
所谓盲算法是指发送端不需发送导频信号，训练序列等，接收端可自行估计发送信号，并以此作为参考信号进行接收端的信号处理。
盲算法一般是利用调制信号本身固有的一些特征来进行接收处理，这些特征有循环平稳、子空间法等。
非盲算法需要参考信号，利用这些参考信号实现自适应算法。
如在3Ｇ中就有专门发送导频信道的信号。
应该说非盲算法相对盲算法而言误差较小，收敛速度较快，但它需要额外的参考信息，而盲算法的优缺点正好相反。
现在又有人提出将非盲算法和盲算法相结合的半盲算法，即先利用非盲算法确定初始值，再利用盲算法进行跟踪与调整，这样就可以结合两者的优点更好地进行信号处理。
3 智能天线在3Ｇ中的应用
智能天线技术在3Ｇ中的应用主要体现在2个方面，即基站的收和发，具体而言就是上行收与下行发。
智能天线的上行收技术研究较早，因此也较为成熟。
上行收主要包含全自适应方式和基于预波束的波束切换方式。
在自适应方式中，可根据一定的自适应算法，对空、时域处理的各组权值系数进行调整，并与当前传输环境进行最大限度的匹配，从而实现任意指向波束的自适应接收。
全自适应方式在理论研究中具有很大的实用价值。
但在实际工程中，由于全自适应算法的计算量大等因素而很不实用。
在工程设计时，更感兴趣的是基于预波束的波束切换方式。
因为波束切换中的各权值系数只能从预先计算好的几组中挑选，因此计算量、收敛速度等方面较全自适应方式有优势。
然而在这种方式下由于智能天线的工作模式只能从预先设计好的几个波束中选择，因而它不能完全实现自适应性的任意指向，在理论上只是准最优的。
实现基站智能天线下行发难度相对较大，这主要因为智能天线在设计波束时很难准确获知下行信道的特征信息。
目前在这方面主要有下述两种方案：ａ）利用类似第二代移动通信的ＩＳ－95中的上行功率控制技术，形成闭环反馈测试结构形式，也就是说基站通过正向链路周期性地向移动台发射训练序列，而移动台通过反向链路反馈信号，从而估计最佳正向链路加权系数；
ｂ）利用上行信道信息估计下行信道。
对于ＦＤＤ方式，由于上下行频率间隔相差90 ＭＨｚ，衰落特性完全独立因而不能使用。
但对ＴＤＤ方式，只要上下行的帧长较短完全可以实现。
4 智能天线的优点
ａ）动态调整的智能天线阵列的波束跟踪高速率用户，能起到空间隔离、消除干扰的作用，动态调整的智能天线阵列的性能优于固定的多波束天线；
ｂ）增加系统容量；
ｃ）增加覆盖范围，改善建筑物中的和高速运动时的信号接收质量；
ｄ）提高信号接收质量，降低掉话率，提高语音质量；
ｅ）减少发射功率，延长移动台电池寿命；
ｆ）提高系统设计时的灵活性。
参考文献
1 王大庆等．ＣＤＭＡ中智能天线的接收准则及自适应算法．通信学报．1998，（6）
2．郭梯云等．数字移动通信．北京：人民邮电出版社
3 向卫东，姚彦．智能天线及其在无线通信中的应用．无线通信技术．1999，（2）。