移動(dòng)通信中的天線技術(shù)

鄔洪森

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移動(dòng)通信中的天線技術(shù)

鄔洪森

69213部隊(duì)75分隊(duì)，新疆 喀什 844900

如今的通訊范疇中發(fā)展?jié)摿ψ畲?、市?chǎng)前景最廣的熱門技能是移動(dòng)通訊。首先對(duì)天線的基本原理進(jìn)行了闡述，然后對(duì)天線的特點(diǎn)及作用進(jìn)行了分析，最后重點(diǎn)討論了天線在移動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用。

移動(dòng)通信；天線；技術(shù)

引言

科學(xué)技術(shù)的不斷開(kāi)展，信息技能的不斷更新?lián)Q代，帶來(lái)了通訊技能的疾速開(kāi)展。移動(dòng)通信技能樹(shù)立在前面幾代的基礎(chǔ)上，發(fā)揚(yáng)了傳遞高質(zhì)量、高速度數(shù)據(jù)的功用，更加便利用戶使用。本文就對(duì)移動(dòng)通信天線技術(shù)進(jìn)行了討論[1]。

1 天線的基本原理分析

目前的天線技術(shù)均是利用了自適應(yīng)天線陣列的原理。其過(guò)程為：天線陣列接收到信號(hào)以后，經(jīng)過(guò)反饋控制系統(tǒng)。這一反饋控制系統(tǒng)是由處理器和權(quán)值調(diào)整算法組成的。經(jīng)過(guò)反饋控制系統(tǒng)之后，通常會(huì)利用特殊的算法對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的判斷以及判斷出信號(hào)干擾達(dá)到的方位角度。分析完之后，分析得出的信號(hào)會(huì)作為天線振元的激勵(lì)信號(hào)。以此為基礎(chǔ)，我們會(huì)調(diào)整與天線陣列相關(guān)的輻射方向圖、其他參數(shù)以及頻率響應(yīng)等。通過(guò)對(duì)天線陣列的利用，我們可以將波束進(jìn)行有效合成，并對(duì)波束進(jìn)行明確的指向，進(jìn)而生成相對(duì)獨(dú)立的波束。這—過(guò)程結(jié)束之后，其方向圖會(huì)得到一定的調(diào)整，調(diào)整方式是自適應(yīng)調(diào)整。除此之外，還要對(duì)信號(hào)變化進(jìn)行跟蹤，并將干擾的方向調(diào)整為零值，極大地消除干擾。最理想的狀態(tài)是使干擾為零，以此提高接收信號(hào)的質(zhì)量，從而達(dá)到無(wú)線信號(hào)質(zhì)量和增加系統(tǒng)容量的目的。以上的過(guò)程基本為天線的整個(gè)工作原理[2]。

此外，天線引入空分多址（SDMA）方式，根據(jù)信號(hào)的空間傳播方向不同，區(qū)分用戶。因此，天線技術(shù)具有許多突出的有點(diǎn)，基于天線的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，天線技術(shù)成為了移動(dòng)通信技術(shù)的重要輔助技術(shù)，為移動(dòng)通信質(zhì)量的提高帶來(lái)了可靠的技術(shù)支撐，保障了移動(dòng)通信整體品質(zhì)的提升。

2 天線的特點(diǎn)及作用分析

2.1 能夠有效抑制干擾信號(hào)

在移動(dòng)通信中，干擾信號(hào)的產(chǎn)生原因較多。如果不能有效屏蔽并抑制干擾信號(hào)，將會(huì)影響移動(dòng)通信的整體質(zhì)量，使移動(dòng)通信的信號(hào)受到嚴(yán)重影響。天線的研發(fā)有效解決了這一問(wèn)題，對(duì)干擾信號(hào)產(chǎn)生了有效抑制，不但提高了移動(dòng)通信的信號(hào)傳輸質(zhì)量，還滿足移動(dòng)通信的數(shù)據(jù)傳輸要求，達(dá)到了移動(dòng)通信數(shù)據(jù)傳輸目標(biāo)。

2.2 抗衰落性較好

在移動(dòng)通信中，高頻信號(hào)衰落是難以解決的問(wèn)題。信號(hào)衰落之后不但會(huì)影響通信質(zhì)量，也會(huì)影響移動(dòng)通信設(shè)備的通話效果。而天線有效解決了這一問(wèn)題，天線通過(guò)控制信號(hào)接收方向，采用分級(jí)技術(shù)，抑制了高頻信號(hào)的衰落，提高了高頻信號(hào)的傳輸質(zhì)量，滿足了移動(dòng)通信的發(fā)展需要，具有較好的抗衰落性。

2.3 能夠有效實(shí)行移動(dòng)定位

相對(duì)于傳統(tǒng)天線，天線的另外一個(gè)優(yōu)勢(shì)在于可以實(shí)現(xiàn)有效的移動(dòng)定位，對(duì)移動(dòng)通信設(shè)備的具體位置進(jìn)行跟蹤記錄，保證信號(hào)傳輸?shù)臅惩?。目前，這一功能依靠2個(gè)以上的信號(hào)傳輸基站即可實(shí)現(xiàn)。天線提供的移動(dòng)定位功能對(duì)提高移動(dòng)通信的功能行具有重要的推動(dòng)作用，為移動(dòng)通信設(shè)備的發(fā)展提供了有力的支持。

3 天線在移動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用

3.1 接收技術(shù)

在CDMA網(wǎng)絡(luò)中使用天線，特定的信道承載不同的用戶，因此存在多址干擾和碼間干擾。因此，必須要對(duì)這些不良信號(hào)進(jìn)行分析恢復(fù)。天線根據(jù)上行信號(hào)評(píng)估用戶空間位置和相關(guān)參數(shù)，從而對(duì)下行發(fā)射信息作出有效反應(yīng)?，F(xiàn)在，有兩種方法能夠使基站完成化接收，分別為基于信號(hào)時(shí)域結(jié)構(gòu)處理方法和基于高分辨率陣列信號(hào)處理方法。

3.2 發(fā)射技術(shù)

為滿足圖形圖像語(yǔ)音等多媒體數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)的需要，蜂窩系統(tǒng)中的信號(hào)發(fā)射功率一定要?jiǎng)討B(tài)控制，化發(fā)射根據(jù)用戶的時(shí)空差異，只給與每個(gè)用戶有效的下行信號(hào)，保證其不受同一信道中其他用戶的干擾。化發(fā)射也有兩種方法，即基于反饋和基于上行鏈路估計(jì)。前一種方法浪費(fèi)寬帶，其應(yīng)用沒(méi)有后一種方法廣泛。

3.3 信道分配技術(shù)

在通話和各項(xiàng)數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中，高效的信道分配是保證信號(hào)質(zhì)量、合理利用資源的重要方式。隨著空分信道引人系統(tǒng)，它的動(dòng)態(tài)分配是技術(shù)難點(diǎn)之一。因?yàn)榭辗中诺离S著用戶的空間位置而變化，需要跟蹤用戶以便于及時(shí)作出反應(yīng)。所以，空分信道必須隨時(shí)進(jìn)行動(dòng)態(tài)分配，與時(shí)、頻信道的分配相結(jié)合，結(jié)合高效的算法，適用用戶的移動(dòng)性。

3.4 天線的發(fā)展前景

天線技術(shù)因?yàn)槠涮赜械闹鲃?dòng)調(diào)節(jié)和處理功能，能夠給用戶提供更高質(zhì)量的通訊服務(wù)，是未來(lái)通訊業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。下一代天線技術(shù)的發(fā)展，除了在原有的功能基礎(chǔ)上進(jìn)行完善外，還會(huì)普及運(yùn)行到各種通訊類型。未來(lái)的天線發(fā)展有以下幾個(gè)趨勢(shì)：

首先，天線系統(tǒng)的軟件處理能力將會(huì)進(jìn)一步提高，受益于計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，系統(tǒng)內(nèi)對(duì)于高容量信號(hào)的采樣、分析、變頻等處理能力將會(huì)進(jìn)一步加強(qiáng)。從而減少對(duì)于硬件設(shè)施的依賴，最終降低天線的安裝成本。其次，天線技術(shù)的功能會(huì)進(jìn)一步完善，趨向于對(duì)單一用戶提供更為精細(xì)的服務(wù)，滿足用戶多媒體信號(hào)操作的需求。接著，天線技術(shù)將會(huì)結(jié)合3G網(wǎng)絡(luò)，依托新一代通訊標(biāo)準(zhǔn)，做到全時(shí)、全天候、全地域靈活反應(yīng)。針對(duì)大容量信息流能夠有效應(yīng)對(duì)，避免網(wǎng)絡(luò)堵塞，讓無(wú)線用戶享受到專線的高質(zhì)量服務(wù)。最后，天線技術(shù)的理論支持將更為豐富，新一代技術(shù)解決方案能夠優(yōu)化信號(hào)采集與發(fā)射的性能，并進(jìn)一步提高無(wú)線信號(hào)的覆蓋強(qiáng)度與抗干擾、抗衰減性能，進(jìn)一步減少運(yùn)營(yíng)和養(yǎng)護(hù)成本，提升設(shè)備的穩(wěn)定性和壽命。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，由于信息技能的不斷發(fā)展，移動(dòng)通信將逐步進(jìn)入大家的視界，變成通訊行業(yè)的焦點(diǎn)，占有通訊市場(chǎng)的大片份額，帶來(lái)前所未有的通訊便捷和優(yōu)勢(shì)。因此，我們要抓準(zhǔn)機(jī)遇，加大對(duì)移動(dòng)通信中的天線技術(shù)的開(kāi)發(fā)研討，推進(jìn)它在更大規(guī)模、更深程度上的使用，以提高通訊的質(zhì)量和速度，推進(jìn)信息技能的進(jìn)一步發(fā)展。

[1]董麗峰.移動(dòng)通信中不同類型的天線在不同場(chǎng)景下的應(yīng)用[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品,2011(22)：52-53.

[2]韓國(guó)棟,杜彪,陳如山.衛(wèi)星移動(dòng)通信相控陣天線研究現(xiàn)狀與技術(shù)展望[J].無(wú)線電通信技術(shù),2013,39(4)：1-6.

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