4G通信系统中的智能天线技术

智能天线技术的原理与应用分析摘要：目前，先进的科学技术发展加速了通信行业的进步。

通信技术和质量的提高，使许多不同类型的新生事物不断涌现。

当前智能天线在通信行业的使用变得越来越广泛，并且取得了良好的成绩。

本文分析了智能天线的原理，并对智能天线的在通信中的应用进行探讨。

关键词：智能天线技术无线通信原理应用智能天线技术采用空分复用技术，根据信号传播方向上的不一致性把具有相同时隙、相同频率的信号在空域区域进行区分，能够大幅度提高频谱资源的利用效率、减少地形、建筑等对电波传播的影响。

随着无线通信系统容量需求的增加，智能天线技术将会更广泛的应用到无线通信中。

1、智能天线的原理智能天线原名自适应天线阵列(AAA，Adaptive Antenna AHay)。

最初的智能天线技术主要用于雷达、声纳、抗干扰通信、定位、军事方面等。

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fSwikhed BearIl Antenna)和自适应阵列智能天线(Adap Iive AmIy Antenna)。

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(DirectionofArrinal)，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问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。

目前，自适应阵列智能天线已经成为智能天线发展的主流。

移动通信信道传输环境较恶劣。

信道估计算法、信道分配算法、业务调度、策略分析、动态资源分配算法。

4G和WLAN4G包含的不仅是一项技术，而是多种技术的融合。

①传统移动通信技术。

②宽带无线接入领域的新技术③广播电视领域的技术。

用的核心技术：OFDM、MIMO①正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM）技术。

②软件无线电技术。

③智能天线技术。

④多输入多输出技术（Multiple Input Multiple Output,MIMO）技术。

⑤基于IP的核心网。

无线数据网络根据覆盖范围划分：无线个域网（WPAN Wireless Personal Area Network）连接手机和蓝牙耳机等，10M半径以内。

脉冲超宽带技术作为物理层标准：发射信号由单脉冲信号组成的时域脉冲序列，无须经过频谱搬移就可以直接辐射，具有潜在的支持高数据速率或系统容量的能力。

无线局域网（WLAN Wireless Local Area Network）用于园区漫游整个园区。

基于计算机网络和无线电技术，在计算机网络结构中，逻辑链路控制（Logical Link Control,LLC）层及其之上的应用层对不同的物理层的要求可以是相同的，也可以是不同的，因此，WLAN标准主要是针对物理层和媒质访问控制（Media Link Control ,LLC）为实现高带宽、高质量的WLAN服务，使无线局域网达到以太网的性能水平。

使用2.4G和5G频段。

传输速率为300Mbps,最高可达600Mbps。

无线城域网（WMAN Wireless Metropolitan Area Network）主要解决城域网的问题。

WiMAX即全球微波互连接入，是一种新兴的宽带无线接入技术，能提供面向互联网的高速连接，有Qos保障、传输速率高、业务丰富多样等先进技术。

实现宽带业务移动化。

3G是实现移动业务宽带化。

两种网络的融合度越来越高。

第一课认识4G LTE4G就是第四代移动通信系统，第四代移动通信系统可称为广带接入和分布式网络，其网络结构将是一个采用全IP的网络结构。

4G网络采用许多关键技术来支撑，包括正交频分复用技术（Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM) ,多载波调制技术，自适应调制和编码（Adaptive Modulation and Coding,AMC)技术，MIMO和智能天线技术，基于IP的核心网，软件无线电技术一件网络优化和安全性等。

另外，为了与传统的网络互联需要用网关建立网络的互联，所以4G将是一个复杂的多协议网络。

第四代移动通信系统具有如下特征：1.传输速率更快：对于大范围高速移动用户（250km/h)数据速率为2Mbps;对于中速移动用户（60km/h)数据速率为20Mbps;对于低速移动用户（室内或步行者），数据速率为100Mbps.2.频谱利用效率更高：4G在开发和研制过程中使用和引用许多功能强大的突破性技术，无线频谱的利用比第二代和第三代系统有效的多，而且速度相当的快，下载速率可达到5~10Mbps;3.网络频谱更宽：每个4G信道将会占用100MHz或是更多的带宽，而3G网络的带宽则在5~20MHz之间；4.容量更大：4G 将来采用新的网络技术（如空分多址技术）来极大地提高系统容量，以满足未来大信息量的需求。

5.灵活性更强：4G系统采用智能技术，可自适应地进行资源分配，采用智能信号处理技术对信道条件不同的各种复杂环境进行信号的正常收发。

另外，用户将使用各式各样的设备接入到4G系统；6.实现更高质量的多媒体通信：4G网络的无线多媒体通信服务将包括语音、数据、影像等，大量信息透过宽频信道传送出去，让用户可以在任何时间、任何地点接入到系统中，因此4G也是一种实时的宽带的以及无缝覆盖的多媒体通信。

7.兼容性更平滑：4G系统应具备全球漫游，接口开放，能跟多种网络互联，终端多样化以及能从第二代平稳过渡等特点。

浅析无线电技术的发展史与新一代移动通信技术（4G）浅析无线电技术的发展史与新一代移动通信技术（4G）摘要：无线电技术是人类的一项伟大发明，对人类文明的发展起到了巨大的推动作用。

本文对无线电技术进行了介绍并回顾了无线电的发展历史及当前的应用情况，对新一代的移动通信技术（4G）进行了分析，并探讨了4G未来发展的机遇和面临的挑战。

关键词：无线电通信 4G 发展引言无线电技术对人类文明的发展起到了重要的推动作用，正是借助无线电技术的帮助我们实现了收发电报、无线电视信号的传播和手机通信等。

随着信息化时代的到来，无线电技术的发展进入了一个新的时代，其重要标志就是第四代移动通信技术（4G）的出现。

一、无线电技术发展介绍（一）无线电的概念无线电是相对有线电而言的，无线电出现以前信号的传输需借助于导线。

无线电是指通过电磁波在自由空间的传输而实现信号传输的过程，其原理是利用电流强弱变化与电磁波的产生之间的关系，从而达到传递信息的目的。

（二）无线电技术的发展历史1. 无线电技术在国外的发展历史无线电技术产生于19世纪中后期，其理论基础是英国物理学家麦克斯韦创立的电磁学。

后来，德国物理学家赫兹证实无线电波传输具有波传输的所有特性。

1909年，意大利发明家马可尼对无线电技术进行改进发明了无线电报。

二战结束后，随着新科技革命的到来，卫星、计算机等一大批先进技术发明的不断出现，使无线电在通信技术上的应用更为普遍，实现了由模拟传输方式向数字传输方式、固定使用方式向移动使用方式的转变，大大带动了通信技术的发展[1]。

2. 无线电技术在国内的发展历史19世纪末期，当时清朝正处于西方列强入侵的半殖民半封建状态，无线电技术的发展十分落后，但其开始应用的时间几乎与世界同步。

如1895年马可尼首次实现了无线电通信，1899年两广总督就在其管辖的要塞安装了无线电机。

到了民国时期，无线电技术虽然得到一定程度的发展，但发展水平仍受制于西方发达国家。

4G移动通信系统及其关键技术探讨杨浩茹摘要：在信息时代下，各大媒体都在4G系统上投入各种资源，这就促进4G移动通信技术向着全新的方向上发展。

因此，就需要充分4G 通信技术，结合4G通信技术中的关键性部分以及相关问题，创造出适合社会形势的4G 移动通信技术，使4G技术能够为更多的人提供便利，从而实现4G移动通信行业的发展。

本文对4G移动通信系统及其关键技术进行了探讨。

关键词：4G；移动通信系统；关键技术随着信息时代的降临，4G移动技术开始深入到人们生活的各个方面，相关行业在4G移动系统中开始投入了大量资金进行深入的研究，为推动我国4G移动通信的发展做出了巨大的贡献。

4G移动通信技术与4G移动技术相比，其具有自身独有的特点，不仅提高了速率，支持更多的多媒体业务，为人们提供更佳的上网体验外，也一定程度推动了社会的发展。

1 4G 移动通信系统的主要特点1.1 速率高4G移动通信系统的研究之初，最主要的目的就是要有效的解决手机或其他移动通信设备无线访问通信速率较低的问题。

因此，通过4G 通信系统，可有效提升用户的商网速率。

主要表现在，对于大范围内的高速移动（250 km/h）用户而言，无线访问的速率可达到20 Mb/s；对于中等速度（60 km/h）的移动用户而言，无线访问的速率可达到20 Mb/s；而对于低等速度移动（在室内或步行）的用户而言，无线访问的速率可达到100 Mb/s。

远高于3G的移动通信系统上网速率，且将近提高约50 倍。

1.2 兼容性高4G的移动通信系统可在全球的各个区域进行覆盖，按照全球的统一保准制定，可与无线、固定网络、3G通信等进行无缝对接，因此所有4G移动通信的运营商用户均可享受共同的业务服务，并可在全球的任意地点进行通信。

1.3 智能化明显4G通信技术的应用将向更加智能化的方向发展，在技术方面可实现不同速率之间的自由切换，并可有效地自行适应通信资源的分配，将不同的业务要求进行融合，实现通信资源的合理分配。

什么是4G技术4G技术又称IMT-Advanced技术。

准4G标准，是业内对TD技术向4G的最新进展的TD-LTE-Advanced称谓。

4G技术标准的遴选中国自主知识产权的TD-LTE-Advanced成功入围国际电信联盟的4G候选标准。

2009年10月26日，工信部在网站上发布信息称，国际电联在德国德累斯顿征集遴选新一代移动通信(IMT-Advanced技术)候选技术，包括中国的TD-LTE-Advanced在内，共有6项4G技术入围成为候选技术提案。

工信部称，中国表示将全力推动TD-LTE-Advanced成为4G国际标准，积极推进相关产业发展。

TD-LTE-Advanced(LTE-Advanced TDD制式)是中国继TD-SCDMA之后，提出的具有自主知识产权的新一代移动通信技术。

它吸纳了TD-SCDMA的主要技术元素，但它将提供更宽的带宽，差不多几十兆的下载速度，可以进行更多的数据业务。

4G技术的研发及其应用2004年，中国在标准化组织3GPP提出了第三代移动通信TD-SCDMA的后续演进技术TD-LTE。

2007年，中国政府面向国内组织开展了4G技术方案征集遴选。

经过2年多的攻关研究，最终中国产业界达成共识，在TD-LTE基础上形成了TD-LTE-Advanced 技术方案。

目前，国际上主流的4G技术主要是LTE-Advanced和802.16m两种技术，TD- LTE技术方案属于LTE-Advanced技术。

LTE-Advanced得到国际主要通信运营企业和制造企业的广泛支持。

法国电信、德国电信、美国AT&T、日本NTT、韩国KT、中国移动、爱立信、诺基亚、华为、中兴等明确表态支持LTE-Advanced。

802.16m也获得部分芯片、网络产品制造企业如英特尔、思科等的联合推荐。

国际电信联盟确定LTE-Advanced和802.16m为4G国际标准候选技术。

工信部表示，这必将对未来4G国际标准和产业发展产生重大影响。