未来无线通信智能天线技术发展趋势分析

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【摘要】智能天线可以对天线的阵列信号进行自动分析，减少信号干扰，对无线通信系统具有一定的完善作用。本文详细的介绍了未来无线通信中，智能天线技术的发展趋势，通过在未来实现智能天线物理层可重配置性、多用户分级集、不同层之间的优化、性能评估及仿真建模等智能技术，提高无线通信的技术水平。

【关键词】无线通信；智能天线；多用户分集

前言:

智能天线技术与20世纪60年代开始发展，并于90年代初无线通信系统中开始应用。相较于传统的全向或者定向天线来说，智能天线可以灵活的使用波束，体现了自选择、自优化和自适应的特点，它可以成倍地扩展通信容量，在无线通信中有极广阔的应用前景。

一、物理层的可重配置性

在无线通信工作过程中，为了使无线信息收发器可在多参数，连续变化不稳定的工作环境中正常工作，因此需要信息收发器运用其内部可重构的自适应技术，来不断对其结构进行调整，以保障在工作过程中，具备最佳的性能。可以将智能天线中收发器的自适应重构技术视为无线信息收发器在工作过程中，适应不同环境的智能切换装置。实现智能天线的物理层可重配置性，可以使其在任何工作环境下都可正常工作，并可以迅速的适应环境，保障了无线通信的稳定性[1]。

二、不同层之间的优化

使用由开放系统互连模型定义的各高层之间信息的交互作用，可以提高系统的性能。通过考虑不同层的参数来对智能天线技术进行设计，可以有效提高整个系统的增益。在开放系统互连中不同层之间的信息交互可以分为CSI、QoS相关参数及物理层资源这三种。不同层之间的优化准则对于智能天线技术的发展尤为重要，在实际的系统中，智能天线的链路层使用的媒体接入控制功能、数据监测方法及特定的编码机制均决定着智能天线的链路质量，同时高层线路采用的协议栈性能能对其有一定的决定性作用。因此，在未来的智能天线通信设计中，应对上述的因素进行综合考虑。对于网络端对端时延不敏感的业务，将智能天线技术同混合自动请求重传机制相结合使用，可以有效解决端对端时延问题[2]。

三、多用户分集

现如今的智能天线技术研发中，机会机制的通信方法在多用户通信中得到了广泛的关注。通过机会机制产生的多用户分集，可以是时间分集、频率分集、码分集或者空间分集。该方法主要是为有可能进行连续信息传输的用户提供通道，以此来扩大系统的信息吞吐量。该方法对于反射空间信道中形成机会波束，其会指向具有最高SNR的用户。与此同时，在充分散射的条件下，机会机制的运用也可以将通道供给最高瞬时容量的用户。现如今，在我国自主研发的TD-SCDMA技术中，广泛的应用了软件无限电技术及智能天线技术。在该技术的计划中，采用智能天线技术及数字信号处理技术，对用户的信号进行识别，并提供不同的通道，形成低功率的天线增益模式，减少信号的干扰[3]。

四、实际的性能评估

未来的无线通信系统中，对于智能天线的使用将主要依赖于两方面。第一，在设计未来的无线通信系统时，需要充分考虑智能天线的特性，并不断的对其进行完善及升级，以保障智能天线技术的兼容性，可以很好的承接无线通信技术的发展。第二，需要根据未来无线通信系统的关键参数来对智能天线的实际性能进行评估，确定智能天线的实际性能。因后者的建立需要进行专业的建模仿真，导致该技术的实现具备了一定的难度，故现如今的智能天线发展趋势主要偏向于前者。

五、仿真建模方法

链路级仿真虽然可以评估智能天线收发机在各种干扰、传播及调制编码情况下的单向链路的误帧率性能，但是其没有办法考虑到多用户、多小区的影响，此时就需要采用高层参数作为评估方法。与此同时，系统级的仿真技术主要是利用某种业务图样的吞吐量、SNR的分布以及通过容量来为系统提供其使用性能。为了同时优化这两种仿真技术，研究人员可以在两者之间创建接口，所选择的接口参数用于描述链路级和系统级的性能[4]。智能天线的工作效率受通信环境的影响，因此在建模过程中可建立一个可行的MIMO信道模型，利用该模型来对通信环境的特征进行描述，同时利用干扰模型来对智能天线收发机的性能进行分析。在干扰模型的建立上，应基于系统级的仿真结果进行建立，同时也需要考虑智能天线技术的应用是否会对其所波及到的小区产生影响。

结论：

综上所述，智能天线在未来的发展及应用中有着巨大的潜力及优势，故相关的研究人员可以结合本文，根据未来无线通信的需求，不断地完善并升级现如今的智能天线技术。通过恰当的仿真方法及准确的建模技术，对智能天线进行性能评估，合理地使用智能天线技术，提高无线通信系统的性能，推动其健康发展。

参考文献

[1]胡泰阁.现代无线通信技术的智能化发展趋势[J].中国新通信,2019,21(24):25.

[2]吴清海,何飞勇.船载智能天线通信系统中干扰抑制技术[J].舰船科学技术,2019,41(10):145-147.

[3]蓝建游,郑伟冲.城市无线通讯工程发展趋势的研究[J].中国新通信,2019,21(10):41.

[4]顾鑫.城市无线通讯工程发展趋势的研究[J].中国新通信,2019,21(23):25.

作者：杨贺 单位：天津航天中为数据系统科技有限公司