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。智能天线的优点就是：抗衰落、抗干扰、提高频谱利用率、移动台定位以及减少电磁污染等。智能天线的方位角固定，传输信号，即使失真，也能够通过自适应调整波束的方向性保证接收器能够根据传输信号的波形自动获取和接收。
1.3智能天线的组成
智能天线包括智能传输和智能接收。首先对DOA进行估计，同时完成空间滤波，然后形成一个数字波束，将返回信号向特定方向传输，降低传输功率，减少与其他移动站的干扰。整个系统由高频处理、中频处理和波束成形组成。高频处理主要是接收或传输信号进行放大。中频处理是将高频信号放大、混合、转化为模拟信号，然后采样处理成数字信号，再发送给数字信号处理器。波束形成部分校正A/D转换后的数字信号，并控制波束，使其在最精确的传输范围内。
2智能天线在移动通信中的应用内容
2.1其应用范围的界定
智能天线在未来的应用主要是在5G网络基站端的收发，是大范围的复杂性信号频率收发的基础。而小规模的移动台，尤其是手机，受到体积和电源等方面限制，因此并不适用智能化的移动天线。
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2.2智能天线的上行收技术
智能天线的上行，受技术研究起步非常早，能够实现较为容易和成熟的应用，在理论上，由于智能天线是多波束的提醒，因此接受信号的时候，可以将接受的多径信号进行最大比例的优化，这种优化实际上就是一种智能化的计算，可以得到比标准的现象更少的干扰。为了改善上行干扰的目的，与下行干扰改善不同的是，应用时可能更多应用天线到小区范围，而上行干扰的改善，主要是针对应用智能天线的小区。
2.3系统覆盖距离的应用
智能天线技术，在移动通信系统中包括多种多样的应用，在系统覆盖距离中的应用，应该在原有天线增大行动率的情况之下应用，用户终端如果遇到了障碍物，那么传输的信号可能会中断，用户无法接受天线发出的信号源，就有可能降低链路的损耗。逐步改善对障碍物的信号穿透性，可以使用户在多重建筑结构通话过程中获得更好的通话质量，智能天线在覆盖距离方面，通过调整增益以及发射不同的信号波长，可以放大传输信号功率，保证用户能够在正常的情况之下，通话质量基本不受影响，不会产生掉话的现象。
2.4对系统容量的应用
在移动通信系统中，系统中的噪音承载量决定着系统容量的大小，而智能天线通过抑制传输信道中的多址干扰，可以增加系统的容量，在原有传输结构过程中，存在多种多样的信号噪音，中心基站的反向链路，可能一直处于高峰值状态，这种天线在采用最小频谱资源的情况之下，节约频谱资源，最大幅度的发挥和提升系统容量的潜力，因此天线系统中各种损耗数值确定的情况之下，智能天线的频谱不一定处于峰值，反而可能是非常平稳的状态。通过智能天线的改进，可以增加系统的扩容量，对于传统信道的宽度扩展可以保证用户的通话质量。
3智能天线在未来5G移动通信的应用
3.1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，就可以提供多副天线，形成一种典型的时空，处理技术，它可以达成波束成形，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。基于导频的信道估计，就可以达到更好的连接效果。
3.2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。
3.3智能天线的多天线技术
智能天线的多天线技术，经历了从无源到有源的阶段，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，加上毫米波技术优势，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，实现绿色节能环保和总体覆盖能力的显著提升。
结论
总之，智能天线技术给移动通信系统带来不可替代的未来，智能天线将成为全球非常活跃的电气器件。为了使其在移动通信中发展更快，必须尽可能的提高其使用的稳定性，降低制作成本。智能天线被应用到5G网络连接应用之后，就可以把通信技术的，频率和效率成倍提升，智能天线技术得到了有效的应用，完善了整个移动体系，避免了移动通信技术的应用出现各种各样潜在的问题。
参考文献:
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[4]裴小燕,胡健栋.智能天线在未来移动通信系统中的应用[J].通讯世界,2000(11):21-22.
论文作者:刘涵,陈彬,胡晓卉,郑秋云
论文发表刊物:《电力设备》2018年第24期
论文发表时间:2019/1/8
标签：天线论文; 智能论文; 信号论文; td-scdma论文; 波束论文; 技术论文; 系统论文; 《电力设备》2018年第24期论文;