存有一组带有可编程电子相位关系的固定天线单元,能获取方向性的双向天线,被安装在基站现场,它就是智能天线,此天线可以同时获取基站和移动台之间各个链路的方向特性。智能天线的原理是,把无线电信号去导向具体的一个方向,进而产生空间定向波束,致使天线主波束对准用户信号到达方向DOA,也就是Direction of Arrinal,让旁瓣或者零陷对准干扰信号到达方向,为的是达到充分且高效利用移动用户信号,并且删除或抑制干扰信号的目的。
智能天线对系统的改善和主要用途
综述
智能天线潜在的性能效益呈现于多个方面,比如说,具备抗多径衰落的能力,能够减小时延扩展,可支持高数据速率,能抑制干扰,可减少远近效应,能减小中断概率,有助于改善BER性能,可增加系统容量,能提高频谱效率,能支持灵活有效的越区切换,能扩大小区覆盖范围,有灵活的小区管理功能,可延长移动台电池寿命,并且维护和运营成本较低,等等。
改善系统性能
将智能天线技术予以采用,能够提升第三代移动通信系统的容量以及服务质量,WCDMA系统运用的是自适应天线阵列技术,来增加系统容量。我国的TD-SCDMA系统堪称是应用智能天线技术的典型例子,这种典型到堪称例子的TD-SCDMA系统采用TDD(时分双工)这种方式进行运作,如此一来,上下射频信道便完全呈现出对称状态,进而能够同时解决像天线上下行波束赋形、抗多径干扰以及抗多址干扰这类问题。该系统具备精确定位功能,借助这个功能可以实现接力切换,达成减少信道资源浪费这样一项成果。
,欧洲于DECT基站当中开展智能天线实验之际,运用并且评估过好些自适应算法,并且对智能天线的功能予以了验证。日本在PHS系统开展的测试显示,运用智能天线能够削减基站数量。鉴于PHS等系统有着通信距离有限这种情况,要建立众多基站,要是采用智能天线技术,就能够降低成本。
无线本地环路系统的基站,会对收到的上行信号做处理,从中获取该信号的空间特征矢量,接着进行上行波束赋形,以求达成最佳接收效果。天线波束赋形,其作用等同于提高天线增益,它改善了接收灵敏度,还改善了基站发射功率,进而扩大了通信距离,并且在一定程度上,减少了多径传播所带来的影响。
采用智能天线技术的FDMA系统,和通常的三扇区基站相比较,C/I值平均提高大概8dB,极大地改善了基站覆盖效果,频率复用系数从7改善成4,增加了系统容量,在网络优化期间,采用智能天线技术能够降低无线掉话率以及切换失败率。
TDMA系统运用智能天线技术,能够提升C/I指标。依据研究,采用4个30°天线去替换传统的120°天线,C/I能够提高6dB,进而改善了服务质量。在确保满足GSM系统C/I比最小的条件之下,提高频率复用系数,从而增加了系统容量。
CDMA系统采用智能天线技术,它能够进行话务均衡,把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。同时,借助智能天线灵活的辐射模式和定向性,还可以进行软/硬切换控制。另外,因其智能天线具有空间域滤波作用,能够改善远近效应,简化功率控制,降低系统成本,也能够减少多址干扰,提高系统性能。
提高频谱利用效率
容量以及频谱利用率方面的问题,是移动通信发展进程里具有根本性特质的问题。智能天线,通过空分多址这种方式,把基站天线所进行的收发操作限定于一定的方向角范围之内,其实际本质是对移动通信系统开展工作的空间区域予以分配,从而让空间资源相互之间的交叠程度达到最小,干扰程度同样达到最小,以此合理地利用无线资源。
对于给定的频谱带宽而言,系统容量越大,频谱利用率就越高。所以,增加系统容量跟提高频谱效率是一致的。为了满足移动通信业务的巨大需求,应当尽量去扩大现有基站的容量以及覆盖范围。要尽量减少新建网络所需要的基站数量,那就必须通过各种各样的方式来提高频谱利用效率。其中一种方法是采用智能天线技术,用自适应天线去替代普通天线。因为天线波束变窄了,这就提高了天线增益以及C/I指标,减少了移动通信系统的同频干扰,使频率复用系数降低了,进而提高了频谱利用效率。使用智能天线之后,不需要增添新的基站,就能改进系统覆盖质量,扩充系统容量,强化现有移动通信网络基础设施的性能。
在未来,智能天线应当具备这样的能力,即能够让任意一个无线信道和任意一束波束进行配对。如此一来,便能够依据需求来分配信道。这可以确保在呼叫阻塞情况较为严重的区域,能够获取到更多的信道资源。这也就相当于增加了这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的一种方案,这种方案既经济又高效。它能够在不影响通话质量的情形下,把基站配置实现全向连接,进而大幅度提升基站容量。
基于自适应天线阵列原理的智能天线,运用天线阵波束成形技术,让天线阵的波束指向能够跟踪期望信号的那种天线。智能天线需要具备感知存在干扰并自动抑制干扰影响的能力,与此同时,还要拥有增强期望信号的能力。




