智能天线及其在TD-LTE中的应用

论智能天线在TD—LTE中的应用推荐文章试论高新技术在通信系统中的应用热度：浅析智能光网络在电力通信系统中的应用热度：智能天线在TD—LTE中的应用分析热度：浅论软交换技术在电力通信系统中的应用前景热度：论智能光网络在电力通信系统中的应用热度：1 概述智能天线(Smart Antenna)技术是在微波技术、自动控制理论、自适应天线技术、数字信号处理DSP(Digital Signal Processing)技术和软件无线电技术等多学科基础上综合发展而成的一门新技术。

智能天线是具有一定程度智能性的自适应天线阵列。

智能天线早期应用于军事领域，自3G时代开始走向民用通信，在今天的TD-LTE试验网和商用网中，智能天线技术得到了飞速发展。

智能天线技术利用信号传输的空间相干性，通过调整天线阵列阵元发送信号的权值，产生空间预定波束，将无线信号导向具体方向，使主瓣波束自适应地跟踪用户主信号到达的方向，旁瓣或零陷对准干扰信号到达的方向，达到充分和高效利用移动用户信号，删除或抑制干扰信号的双重目的。

智能天线可实现信号的空域滤波和定位，在多个指向不同用户的并行天线波束控制下，可以显著降低用户信号彼此间的干扰。

智能天线通常应用在基站侧，可在下行链路对发射信号进行预加权实现选择性发送，也可在上行链路对接收的混叠信号进行不同加权合并得到对应的波形。

智能天线因其具有增加系统容量、提高通信质量和扩大小区覆盖等优点，已广泛应用于TD-SCDMA和TD-LTE网络。

可以肯定的是，情景化、小型化、电调化、宽带化和集成化相结合的智能天线，将在TD-LTE及后期演进系统中发挥不可替代的作用。

2 智能天线简介由于无线移动通信信道传输环境具有复杂性和不确定性，主要受多径衰落、时延扩展等不利因素影响，存在符号间串扰、同信道间干扰和多址干扰等恶化通信环境的情况，直接降低了链路性能和系统容量，而智能天线是解决这些问题的重要手段之一。

2.1 智能天线的信号模型图1为智能天线接收部分简图，由阵元、加权和合并三部分组成。

在移动通信中的智能天线技术及应用摘要：智能天线作为提高移动通信系统性能的关键技术，它能够对信号的接受和发射进行自适应波束，以大大降低系统内的干扰，提高系统容量，降低发射功率并提高接收灵敏度。

在大大提高系统性能的同时，还可以降低设备的成本。

本文首先介绍了智能天线的基本原理，分析了系统性能的改善以及移动通信系统的应用。

关键词：移动通信；智能天线；波束成型近年来，智能天线技术已经成为现代移动通信中研究的热门技术，目的是为了充分利用空域资源，提高系统的性能和容量，移动通信中信道传输条件较恶劣，信号在到达接收端前会经历衰减"衰落和时延扩展。

因此，（智能天线）通过使移动通信系统的容量和通信质量得到较大的提高，可望为移动通信的发展注入新的活力。

一、智能天线的基本原理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，产生空间定向波束，使天线主波束对准期望用户信号到达方向，旁瓣或零陷对准干扰信号到达方向，从而达到充分利用移动用户信号，并抑制干扰信号的目的。

智能天线类似一个空间滤波器，发射机把高增益天线波束对准通信中的接收机，这样既可增大通信距离，又可减少对其他方向上接收机的干扰；接收机把高增益天线对准通信中的发射机，可增大接收信号的强度，同时把零点对准其他干扰信号的入射方向，可滤除同道干扰和多址干扰，从而提高接收信号的信干比。

智能天线利用了天线阵列中各单元间的位置关系，即利用了信号间的相位关系，这是与传统分集技术的本质区别。

现有的频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）和码分多址（CDMA）分别在频域、时域和码组上实现用户的多址接入，而智能天线采用了第四维多址———空分多址（SDMA）技术。

智能天线能识别信号的来波方向（DOA），从而实现在相同频率、时间和码组上用户量的扩展图1为典型的智能天线结构图。

它由天线阵列、A/D和D/A转换、自适应处理器和波束成型网络组成。

自适应处理器是根据自适应空间滤波/波束成型算法和估计的来波方向等产生权值，波束成型网络进行动态自适应加权处理以产生希望的自适应波束。

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。

智能天线在移动通信中的应用摘要：近年来，移动通信技术发展迅速。

20世纪80年代以来，移动通信的发展经历了第一代模拟蜂窝移动通信、第二代数字蜂窝移动通信和第三代多媒体移动通信三个阶段。

随着移动用户的显著增长，通信系统目前面临着许多需要解决的问题，如多径衰落、跨区域切换、信号的远近效应、信道干扰、移动站功率限制等。

智能天线具有抑制干扰、信号自动跟踪、数字波束整形等功能。

它可以用于移动通信，既可以提高信号质量，又可以提高通信系统的容量。

关键词：智能天线；移动通信；应用智能天线采用空分复用（SDMA），利用信号传播方向上的差异，区分具有频率和同时隙的信号。

它可以增加通信能力，并与其他重用技术结合，以最大限度地利用有限的频谱资源。

此外，在移动通信中，复杂地形和建筑结构对无线电波传输的影响，以及大量用户之间的交互作用，会导致延迟扩散、多径衰落和对同一信道的干扰，严重影响通信质量。

使用智能天线可以有效地解决这一问题。

1智能天线概念及其组成1.1智能天线的概念智能天线主要是指具有定向和波束形成能力的天线阵列。

首先，智能天线只能应用于雷达系统和军事系统。

随着数字智能处理技术的发展，智能天线在移动通信系统中的应用越来越多。

天线比传统天线更具成本效益。

1-2智能天线的优点首先，智能天线可以从多方面提高通信系统的通信质量。

智能天线可以通过两种方式减少延迟扩展和多径衰落。

（1）发射时，能量主要集中在目标的方向上，在传播过程中可以减少多路径反射的次数，从而减少延迟的扩展。

（2）接收时，可以通过分集合并来降低多径衰落，也可以通过对各多径信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，CDMA系统是一个自干扰系统，其容量的限制主要来自本系统的干扰。

也就是说，降低干扰对CDMA系统极为重要，所以利用智能天线来降低干扰就可以大大增加CDMA系统的容量。

其三，在给定的频谱条件下，智能天线也可以通过形成过多的波束增加新的信道来增加用户数量，提高频谱效率。

阐述智能天线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。

关键词：移动通信；智能天线；应用研究1.智能天线技术的基本工作原理智能天线是一种能够进行侧向和形成波束的天线阵列，其使用数字信号处理技术形成空间定向波束，能够让零陷或旁瓣对准干扰信号到达方向、天线主波束对准期望用户信号到达方向，以此完成利用无线移动信号、抑制干扰信号的功能。

2.智能天线的特点及作用分析2.1能够有效抑制干扰信号在移动通信中，干扰信号的产生原因较多，如果不能有效屏蔽并抑制干扰信号，将会影响移动通信的整体质量，使移动通信的信号受到严重影响。

智能天线的研发有效解决了这一问题，对干扰信号产生了有效抑制，不但提高了移动通信的信号传输质量，还满足移动通信的数据传输要求，达到了移动通信数据传输目标。

2.2抗衰落性较好在移动通信中，高频信号衰落是难以解决的问题,智能天线通过控制信号接收方向，采用分级技术，抑制了高频信号的衰落，提高了高频信号的传输质量，满足了移动通信的发展需要，具有较好的抗衰落性。

2.3能够有效实行移动定位相对于传统天线，智能天线的另外一个优势在于可以实现有效的移动定位，对移动通信设备的具体位置进行跟踪记录，保证信号传输的畅通。

目前这一功能依靠2个以上的信号传输基站即可实现。

智能天线提供的移动定位功能对提高移动通信的功能行具有重要的推动作用，为移动通信设备的发展提供了有力的支持。

3.智能天线在移动通信中的应用3.1实现移动台定位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（DOA）。

通过此方法,用两个基站就可将用户终端定位到一个较小区域。

目录第一章智能天线技术的概述 . (1)1.1引言 (1)1.2 智能天线技术的起源及提出 (1)1.3 智能天线技术的概念 ....................................................................................................2 1.4 智能天线的分类及组成 (2)1.4.1 智能天线技术的分类 (2)1.4.2 智能天线的组成 . (3)第二章智能天线技术的工作原理 (3)2.1 智能天线基本结构......................................................................................................... 3 2.2 智能天线技术的基本原理 . .......................................................................................... 3 2.3 智能天线技术的发展阶段及实现 .. (4)2.3.1智能天线的发展阶段 . ........................................................................................4 2.3.2 智能天线的实现 . (5)第三章智能天线关键技术 (5)3.1 智能发射技术 . ................................................................................................................. 5 3.2 智能接收技术 . ................................................................................................................. 6 3.3动态信道分配 . (6)第四章智能天线技术的应用及发展前景 (7)4.1 智能天线的用途 ............................................................................................................. 7 4.2 智能天线在3G 中的应用前景 .................................................................................... 8 4.3 第三代移动通信系统之TD-SCDMA . ....................................... 错误！未定义书签。

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。

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。