未來無線通信智能天線技術發展趨勢分析

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【摘要】智能天線可以對天線的陣列信號進行自動分析，減少信號干擾，對無線通信系統具有一定的完善作用。本文詳細的介紹了未來無線通信中，智能天線技術的發展趨勢，通過在未來實現智能天線物理層可重配置性、多用戶分級集、不同層之間的優化、性能評估及仿真建模等智能技術，提高無線通信的技術水平。

【關鍵詞】無線通信；智能天線；多用戶分集

前言:

智能天線技術與20世紀60年代開始發展，并于90年代初無線通信系統中開始應用。相較于傳統的全向或者定向天線來說，智能天線可以靈活的使用波束，體現了自選擇、自優化和自適應的特點，它可以成倍地擴展通信容量，在無線通信中有極廣闊的應用前景。

一、物理層的可重配置性

在無線通信工作過程中，為了使無線信息收發器可在多參數，連續變化不穩定的工作環境中正常工作，因此需要信息收發器運用其內部可重構的自適應技術，來不斷對其結構進行調整，以保障在工作過程中，具備最佳的性能?？梢詫⒅悄芴炀€中收發器的自適應重構技術視為無線信息收發器在工作過程中，適應不同環境的智能切換裝置。實現智能天線的物理層可重配置性，可以使其在任何工作環境下都可正常工作，并可以迅速的適應環境，保障了無線通信的穩定性[1]。

二、不同層之間的優化

使用由開放系統互連模型定義的各高層之間信息的交互作用，可以提高系統的性能。通過考慮不同層的參數來對智能天線技術進行設計，可以有效提高整個系統的增益。在開放系統互連中不同層之間的信息交互可以分為CSI、QoS相關參數及物理層資源這三種。不同層之間的優化準則對于智能天線技術的發展尤為重要，在實際的系統中，智能天線的鏈路層使用的媒體接入控制功能、數據監測方法及特定的編碼機制均決定著智能天線的鏈路質量，同時高層線路采用的協議棧性能能對其有一定的決定性作用。因此，在未來的智能天線通信設計中，應對上述的因素進行綜合考慮。對于網絡端對端時延不敏感的業務，將智能天線技術同混合自動請求重傳機制相結合使用，可以有效解決端對端時延問題[2]。

三、多用戶分集

現如今的智能天線技術研發中，機會機制的通信方法在多用戶通信中得到了廣泛的關注。通過機會機制產生的多用戶分集，可以是時間分集、頻率分集、碼分集或者空間分集。該方法主要是為有可能進行連續信息傳輸的用戶提供通道，以此來擴大系統的信息吞吐量。該方法對于反射空間信道中形成機會波束，其會指向具有最高SNR的用戶。與此同時，在充分散射的條件下，機會機制的運用也可以將通道供給最高瞬時容量的用戶?，F如今，在我國自主研發的TD-SCDMA技術中，廣泛的應用了軟件無限電技術及智能天線技術。在該技術的計劃中，采用智能天線技術及數字信號處理技術，對用戶的信號進行識別，并提供不同的通道，形成低功率的天線增益模式，減少信號的干擾[3]。

四、實際的性能評估

未來的無線通信系統中，對于智能天線的使用將主要依賴于兩方面。第一，在設計未來的無線通信系統時，需要充分考慮智能天線的特性，并不斷的對其進行完善及升級，以保障智能天線技術的兼容性，可以很好的承接無線通信技術的發展。第二，需要根據未來無線通信系統的關鍵參數來對智能天線的實際性能進行評估，確定智能天線的實際性能。因后者的建立需要進行專業的建模仿真，導致該技術的實現具備了一定的難度，故現如今的智能天線發展趨勢主要偏向于前者。

五、仿真建模方法

鏈路級仿真雖然可以評估智能天線收發機在各種干擾、傳播及調制編碼情況下的單向鏈路的誤幀率性能，但是其沒有辦法考慮到多用戶、多小區的影響，此時就需要采用高層參數作為評估方法。與此同時，系統級的仿真技術主要是利用某種業務圖樣的吞吐量、SNR的分布以及通過容量來為系統提供其使用性能。為了同時優化這兩種仿真技術，研究人員可以在兩者之間創建接口，所選擇的接口參數用于描述鏈路級和系統級的性能[4]。智能天線的工作效率受通信環境的影響，因此在建模過程中可建立一個可行的MIMO信道模型，利用該模型來對通信環境的特征進行描述，同時利用干擾模型來對智能天線收發機的性能進行分析。在干擾模型的建立上，應基于系統級的仿真結果進行建立，同時也需要考慮智能天線技術的應用是否會對其所波及到的小區產生影響。

結論：

綜上所述，智能天線在未來的發展及應用中有著巨大的潛力及優勢，故相關的研究人員可以結合本文，根據未來無線通信的需求，不斷地完善并升級現如今的智能天線技術。通過恰當的仿真方法及準確的建模技術，對智能天線進行性能評估，合理地使用智能天線技術，提高無線通信系統的性能，推動其健康發展。

參考文獻

[1]胡泰閣.現代無線通信技術的智能化發展趨勢[J].中國新通信,2019,21(24):25.

[2]吳清海,何飛勇.船載智能天線通信系統中干擾抑制技術[J].艦船科學技術,2019,41(10):145-147.

[3]藍建游,鄭偉沖.城市無線通訊工程發展趨勢的研究[J].中國新通信,2019,21(10):41.

[4]顧鑫.城市無線通訊工程發展趨勢的研究[J].中國新通信,2019,21(23):25.

作者：楊賀 單位：天津航天中為數據系統科技有限公司