隨著無線技術(shù)的越來越普及,在設計和安裝無線網(wǎng)絡時,天線的極化問題成為一個重要的考慮因素,了解天線的極化和它對網(wǎng)絡性能的影響,對優(yōu)化信號覆蓋和網(wǎng)絡性能有很大幫助。
近年來,蜂窩移動通信的發(fā)展十分迅速,用戶量呈指數(shù)律上升。但是隨著用戶量的大幅度地增長,目前的通信系統(tǒng)正面臨著許多亟待解決的問題。尤其突出的是:信道容量的限制、多徑衰落、遠近效應、同頻干擾、越區(qū)切換、移動臺由于電池容量的功率受限等等。這就迫切需要一種能夠提高系統(tǒng)容量和通信質(zhì)量的新技術(shù),這就為智能天線得以提出和發(fā)展提供了客觀環(huán)境。通過分析,我們不難發(fā)現(xiàn)頻分多址(FDMA)、時分多址(TDMA)和碼分多址(CDMA)分別是在頻域、時域和碼組上實現(xiàn)用戶的多址接入,而空域資源尚未得到充分的利用。智能天線則致力于空間資源的開發(fā),是一條解決目前頻譜資源匱乏的有效途徑。
針對通信的現(xiàn)狀及需求,Strix推出智能天線解決方案。智能天線是一種安裝在基站現(xiàn)場的雙向天線,通過一組帶有可編程電子相位關(guān)系的固定天線單元獲取方向性,并可以同時獲取基站和移動臺之間各個鏈路的方向特性。智能天線的原理是將無線電的信號導向具體的方向,產(chǎn)生空間定向波束,使天線主波束對準用戶信號到達方向DOA(Direction of Arrinal),旁瓣或零陷對準干擾信號到達方向,達到充分高效利用移動用戶信號并刪除或抑制干擾信號的目的。
智能天線具有以下幾個突出的優(yōu)點:
由于基站信號的傳播特性,智能天線相比傳統(tǒng)的線極化天線有更多的優(yōu)良性能,作為Wi-Fi網(wǎng)絡里一個中心部分,智能天線在復雜和移動環(huán)境下能提供更好的信號連接,表現(xiàn)出更好的、用戶體驗,在移動、惡劣天氣、非視距等環(huán)境下。智能天線是一個理想的選擇,下面將對各點簡單探討。
移動下的連接
在現(xiàn)代社會,移動和手持無線設備遍布滿街,這些手持設備基本采用線極化天線,然后信號的方向根據(jù)用戶手持的不一樣而不同,這將導致相位差問題的出現(xiàn),采用智能天線的基站可以獲得接收信號的空間特性矩陣,由此獲得信號功率估值和到達方向。通過此方法,用兩個基站就可將用戶終端定位到一個較小區(qū)域,讓移動的設備能忽略其天線的擺向而一直建立著穩(wěn)定的鏈路連接。
視距
當信號傳播路徑中間被少量的物體遮擋后,智能天線相比線極化天線能更有效的建立穩(wěn)定的通信連接,這是因為智能天線在各平面都傳輸信號,增加了信號不被遮擋等其它環(huán)境造成影響的可能性,802.11Wi-Fi網(wǎng)絡存在一些在技術(shù)和安裝上的難度,但這些難題在很大程度上能通過應該智能天線得以解決。
相位差
在應用線極化技術(shù)的高頻段通信系統(tǒng)中(2.4GHz或更高),為了達到好的性能,通信中的兩點需有很好的視距效果。此系統(tǒng)由于反射信號會弱化傳輸信號,對于穿越障礙物難以達到傳播效果,反射的線極化信號返回到發(fā)射天線時為反相的形式,因此會減弱傳播信號,然而智能天線也存在反射信號,但是反射信號返回時是呈現(xiàn)相反的方向,大大避免了很傳輸信號的干擾,這樣智能天線將能更好的應用于障礙物和非視距的場景中。
多徑
多徑就是先前的信號和經(jīng)過反射的信號幾乎同時到達接收機,這將出現(xiàn)相位差的問題,當這種情況出現(xiàn)后,接收機的射頻模塊將需要花費一定得資源去區(qū)分、挑選、處理有效的信號,這樣就減緩了整體的處理的速度和降低了整體性能,相位差的問題可能會導致通信故障、降低傳輸距離和吞吐量,整個網(wǎng)絡的性能下降,線極化天線由于會增加反射的可能性,這樣就會更容易受多徑的影響,智能天線在每個平面內(nèi)都有傳播,所以有更低的信號的衰弱。
抑制干擾信號
智能天線對來自各個方向的波束進行空間濾波,通過對天線元的激勵進行調(diào)整,優(yōu)化天線陣列方向圖,將零點對準干擾方向,大大提高陣列的輸出信干比,改善了系統(tǒng)質(zhì)量,提高了系統(tǒng)可靠性。
抗衰落
高頻無線通信的主要問題是信號的衰落,普通全向天線或定向天線都會因衰落使信號失真較大。如果采用智能天線控制接收方向,自適應地構(gòu)成波束的方向性,可以使得延遲波方向的增益最小,降低信號衰落的影響,智能天線還可用于分集,較少衰落。
總結(jié):
對于Wi-Fi網(wǎng)絡,現(xiàn)在還沒有很完善的解決方法,應用智能天線能大大提高網(wǎng)絡的可用性,相比傳統(tǒng)的線極化技術(shù),智能天線在Wi-Fi網(wǎng)絡中能提供更好的信號覆蓋,智能天線信號有更好的可達性,不易受惡劣天氣和遮擋的影響,在移動的應用環(huán)境下有更穩(wěn)定的連接。
智能天線系統(tǒng)致力于提高移動通信系統(tǒng)的系統(tǒng)容量,這在無線電頻譜資源日益擁擠的今天,具有十分重要的現(xiàn)實意義。同時智能天線系統(tǒng)還能提高移動通信系統(tǒng)的通信質(zhì)量,是一種具有良好的應用前景。