智能天线与信道分配

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摘要：现阶段，随着我国科技水平的不断提升，在很大程度上促进着智能天线技术的发展与应用。

智能天线技术具备了较强的优势，将其应用于5G移动通信系统当中，能够在很大程度上提升通信质量。

基于此，本文首先概述了智能天线；其次分析了智能天线在移动通信中的应用内容；最后探讨了智能天线在5G移动通信系统中的应用方向。

关键词：智能天线；5G移动通信系统；应用；研究分析当前人们对于通信效率及质量提出了更高的要求。

智能天线作为一项新型技术，能够实现信号加倍，同时也能够有效的拓展信息容量，提升通信质量。

将该技术具备了传统天线所不具备的优势，将其应用于5G移动通信系统当中是发展的必然趋势。

一、智能天线概述（一）工作原理智能天线全称为智能天线系统，该系统主要由三部分构成，其一是天线阵列，其二是自适应控制单元，其三是波束。

主要是通过传输辐射信号来达到信息传输的目的。

接受天线空间的相应信号和处理不同信号的功能负责波束形成单元，通过这样的方式，在保障信息平滑性的同时，也确保了其真实性。

智能天线系统当中的自控单元在运行的整个过程当中，主要是通过遵循一定的计算规则来实现准确运行的，然后充分的结合外部信号需求环境来及时的对天线系统进行科学合理的调整，进而使其能够更好的适应环境。

之后信号在经过有效的处理之后，更加充分的保障了空间定向波束的产生，如下图1。

图1 智能天线工作原理（二）智能天线的优势智能天线凭借自身的重要优势，实现了更加广泛的应用。

具体来说，其优势主要体现在以下几个方面：第一，智能天线有着较强的抗干扰能力，凭借这一优势，有效的避免了在通信的过程当中信号交织问题的出现。

在过去的一段时间里，通信系统极易受到其他信号的干扰，降低了通信质量，甚至出现了信号中断等现象。

在这种情况下，就必须要最大限度的提升通信系统的抗干扰能力，智能天线的应用，不仅充分的保障了通信的流畅度，同时也促进了通信质量的提升，更好的满足了人们的高质量通信要求。

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。

智能天线技术的工作原理、特征和技术优势分析智能天线（SmartAntenna或IntelligentAntenna）最初应用于雷达、声纳及军用通信领域。

近年来，现代数字信号处理技术发展迅速，DSP芯片处理能力的不断提高和芯片价格的不断下降，使得泛应用。

由于智能天线能显著提高系统的性能和容量，并增加了天线系统的灵活性，未来几乎所有先进的移动通信系统都将采用该技术。

智能天线提高系统性能的原理智能天线分为两大类：多波束天线与自适应天线阵列。

多波束天线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，基站在不同的相应波束中进行选择，使接收信号最强。

因为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。

但是与自适应天线阵列相比，多波束天线具有结构简单、无须判定用户信号到达方向的优点。

自适应天线阵列一般采用4～16天线阵元结构，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。

自适应天线阵列是智能天线的主要类型，可以完成用户信号接收和发送。

自适应天线阵列系统采用数字信号处理技术识别用户信号到达方向，并在此方向形成天线主波束。

现在，简要地介绍一下智能天线如何克服无线通信中的时延扩展和多径衰落来提高系统的性能和容量。

设天线阵列的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。

如果定义“天线增益”为在一定输出信噪比的情况下所需要输入信号功率的降低，“分集增益”为在有衰落的情况下给定误码率所需要输入信噪比的降低，那么一般来说，M元的天线阵列可以提供M倍的天线增益加上一个分集增益，具体提高的值决定于天线阵元间的相关性。

首先我们考虑多波束天线。

多波束天线是在一个扇区内放置多个天线来覆盖整个扇区，每个天线只覆盖一部分角度范围。

扇区天线的另外一个优点就是在下行的波束方向可以利用上行的波束方向，这样在下行方向也可以获得M倍的天线增益。

TD-SCDMA智能天线技术恶劣的无线信道、快速增长的用户容量和有限的频谱资源造就了智能天线技术的飞速发展。

智能天线采用空分多址（SDMA）技术，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，最大限度地利用有限的信道资源。

与无方向性天线相比较，智能天线上、下行链路的增益大大提高，降低了发射功率电平，提高了信噪比，有效地克服了信道传输衰落的影响。

同时，由于天线主波瓣直接指向用户，减小了与本小区内其它用户之间，以及与相邻小区用户之间的干扰，而且也减少了移动通信信道的多径效应。

1.基本原理天线的方向图表示的是天线增益与空间角度的关系，对于全向天线来说，它的方向图是一个圆。

目前，基站大部分使用的是全向天线或者扇区天线，这些天线具有固定的天线方向图形式。

如图1所示，在使用扇区天线的系统中，对于在同一扇区中的终端，基站使用相同的方向图特性进行通信，这时系统依靠频率、时间和码字的不同来避免相互间的干扰。

天线方向图的增益特性能够根据信号情况实时进行自适应变化的天线称为智能天线。

由于终端在尺寸和成本上的限制，目前对于智能天线的研究主要集中在基站侧。

以下讨论只针对智能天线在基站上的应用。

智能天线具有根据信号情况实时变化的方向图特性。

系统能够以更小的刻度区别用户位置的不同，并通过调整天线阵元中各个元素的加权参数来形成针对性的空间定向波束（图2），使天线的主瓣方向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，从而达到最大化有用信号、抑制干扰信号的目的。

智能天线技术在频率、时间和码字的基础上，提高了系统从空间上区别用户的能力，很大程度的提高了系统的容量以及其它相关功能（如覆盖范围、用户定位等）。

智能天线包括射频天线阵列和基带信号处理两部分，其基本结构如下图所示。

天线阵列部分负责接收空中的射频信号；基带信号处理部分对接收到的信号进行分析和处理，识别用户信号到达方向，并在此方向形成天线主波束。

假设满足天线传输窄带条件，即某一入射信号在各天线单元的响应输出只有相位差异而没有幅度变化，这些相位差异由入射信号到达各天线所走路线的长度差决定。

智能天线在5G移动通信系统中的应用作者：高黎明来源：《科学导报·学术》2019年第13期摘要：随着信息技术的不断提高和社会的不断进步，互联网的覆盖范围也越来越广，人们对于通信网络要求和质量水平越发的高，而智能天线是针对这种情况发展起来的新事物。

现在，它已广泛用于卫星通信和移动通信领域，特别是在无线接入的情况下。

智能天线的特性使其应用越发的广泛，并且具有一系列常规天线无法替代的优点，这将是未来5G移动通信的应用发展趋势。

本文将围绕智能天线的工作原理以及优势所在展开，结合智能天线在移动通信中的应用，分析智能天线在未来5G移动通信的应用。

关键词：智能天线；5G移动通信；工作原理；优势引言智能天线是近年来移动通信领域中的一个研究热点，是解决频率资源贫乏的有效途径，同时还可以提高系统容量和通信质量。

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，以达到充分高效利用移动用户信号并消除或抑制千扰信号的目的。

智能天线是一个具有良好应用前景且尚未得到充分开发的新技术，是第三代移动通信系统中不可或缺的关键技术之一。

一、智能天线的基本概述和优点智能天线技术成为目前移动通讯中非常具有吸引力的技术，在空分多址技术和信号与传输方向方面产生极大差别的同时，同频率或者同时间间隙的信号被严格Ix分开，它可以最小的利用有限的信道资源，对于没有方向性的天线进行比较，因此降低了发射功率的电平，提高了信噪比，克服信道传输衰落对于信号的影响所谓的智能天线，它的本质是利用多个天线的单元空间正交性，采用SDMA功能和技术来实现系统的容量，提升了频率的利用率，从而使系统性能达到最佳的优化性，在天线距阵产生定向波束的时候，能够智能地指向客户，自动的调整系数，实现对所在空间的滤波智能天线的优点是可以实现移动台的定位，也就是说，可以获取接收信号的空间特征知阵，对于两个基站，可以将用户终端定位到一个较小的Ix域之内，尤其是针对传统的蜂窝移动通讯系统，只能确定移动蜂窝通信系统智能确定所处移动小Ix的弊端非常具有优越性二、智能天线在移动通信中的作用（一）抗衰落在陆地移动通信中，电波传播路径由反射、折射及散射的多径波组成，随着移动台移动及环境变化，信号瞬时值及延迟失真的变化非常迅速，且小规模，造成信号衰落。

《现代通信系统》结课论文------第三代移动通信主要技术标准对比与分析姓名：班级：学号：任课教师：2010.01.15摘要随着全球3G商用的全面推迟，3G的热度退去，人们开始用更理性、更全面的视角来看待3G。

中国作为全球3G最具有市场潜力的国家，如何选择3G标准将对世界3G进程产生重大影响。

因此，在全球3G推广商用进程中，世界开始把更多的关注和目光投向中国，以期望获得市场先机。

同时作为3G三大标准之一——TD-SCDMA的提出国，中国在TD-SCDMA上将如何作为，也是世界所关注的热点。

本文客观地对当前国际上三种3G标准——WCDMA，CDMA2000和TD-SCDMA进行了对比，提出了适合并有利于我国实际情况的标准选择——TD-SCDMA。

本文首先介绍了第三代移动通信系统；第二部分简要介绍了三大标准——WCDMA，CDMA2000和TD-SCDMA及其部分优势；第三部分对三种标准进行了对比；第四部分得出结论。

关键词：第三代移动通信、WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA第三代移动通信主要技术标准对比与分析一、第三代移动通信综述第三代移动通信系统(The Third Generation Mobile System，简称3G)是一种较第一、第二代，包括2.5代移动通信系统更为先进的移动通信系统。

它的最高目标就是使个人终端用户能够在任何时间、任何地点、与任何人通过任意方式高质量地实现任何信息的传递。

由于它十分重视个人在通信系统中的自主因素，并突出其在通信系统中的主导地位，因此又被称为未来个人通信系统。

ITU (国际电联)在1996年将3G由原来的FPLMTS正式命名为IMT-2000其含义是3G统一使用2000MHz频段、最高数据传输速率2000kbit/s、并计划于2000年投入使用。

ITU提出的IMT-2000系统分为陆地网和卫星网两大部分，包括寻呼、无绳系统、蜂窝系统和移动卫星通信系统等功能。

关于智能天线及其在移动通信中的应用论文关键词：智能天线移动通信空分多址论文摘要：智能天线被公认为是未来移动通信的一种发展趋势。

文章对天线的基本概念、关键技术、系统性能的改善及国外研究状况等进行了阐述,指出了研究过程中存在的问题及发展方向。

1智能天线的基本概念及组成1.1基本概念及工作原理在移动通信中,智能天线是天线阵在感知和判断自身所处电磁环境的基础上,依据一定的准则,自动地形成多个高增益的动态窄波束,以跟踪移动用户,同时抑制波束以外的各种干扰和噪声,从而处于最佳工作状态。

智能天线吸取了自适应天线的抗干扰原理,依靠阵列信号处理和数字波束形成技术发展起来。

由于天线有发射和接收两种状态,所以智能天线包含智能化发射和智能化接收两个部分,它们的工作原理基本相同。

图1所示的是处于接收状态的智能天线结构图。

现以发射状态的智能天线为例,说明波束的形成。

将m维信号矢量s(t)=(s1(t),s2(t),...sm(t))t与一个n×m阶加权矩阵w相乘,得到一个n维的阵信号矢量x(t)=w×s(t)。

其中,x(t)=(x1(t),x2(t),x3(t),…xn(t))t,在远区产生的场强为:显然,σnwnmfn(θ)表示单路信号sm(t)的辐射方向图。

一旦天线阵确定下来后,它的方向性函数fn(θ)也随之确定,于是只要通过改变wnm就可形成所需要的辐射方向图。

1.2组成及关键技术(1)射频部分射频部分包括阵列天线和高频处理。

在移动通信系统中,天线阵通常采用直线阵和平面阵两种方式。

阵的形式确定下来后,天线单元的选择非常关键,除了必须满足系统提出的频带、驻波比、增益、极化等性能指标外,在实际中还要做到单元间的互耦小、一致性好和加工方便等,微带天线凭借自身特有的优势,已经在这方面得到广泛的应用。

高频处理主要是指对接收或发射信号进行放大,以满足a /d变换或发射功率的要求。

考虑到智能天线对误差非常敏感,还要保证射频部分各个支路幅度和相位的一致性。

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。

智能天线科技名词定义中文名称：智能天线英文名称：smart antenna定义：采用天线阵列，根据信号的空间特性，能够自适应调整加权值，以调整其方向圆图，形成多个自适应波束，达到抑制干扰、提取信号目的的天线。

所属学科：通信科技（一级学科）；移动通信（二级学科）本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布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。

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(Direction of Arrinal)，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。

目录类型智能天线可以分为两种类型：交换波束天线和适应阵列。

交换波束交换波束使用许多窄波束天线，每个指向一个微有不同的方向，以此覆盖整个120度扇区。

当扇区内的移动用户移动时，系统内的智能天线从一个天线变换到另一个天线。

适应阵列适应阵列使用一个阵列天线和成熟的数字信号处理来从一个位置到下一个位置转换天线束。

发展历程９０年代以来，阵列处理技术引入移动通信领域，很快形成了一个新的研智能天线原理图究热点－智能天线（ＳｍａｒｔＡｎｔｅｎｎａｓ）?智能天线应用广泛，它在提高系统通信质量、缓解无线通信日益发展与频谱资源不足的矛盾、以及降低系统整体造价和改善系统管理等方面，都具有独特的优点。

最初的智能天线技术主要用于雷达、声纳、军事抗干扰通信，用来完成空间滤波和定位等。

近年来，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，数字信号处理芯片处理能力不断提高，利用数字技术在基带形成天线波束成为可能，提高了天线系统的可靠性与灵活程度。

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。