智能配網無線通信天線技術的應用研究

陳軍

（重慶市信息通信咨詢設計院有限公司 重慶 400000）

智能天線技術應用的為空分復用技術，結合信號傳播的形式向上產生的不一致性，可將相同的時隙、頻率信號在空域區域當中區分開，這樣頻譜的應用效率將會大范圍提升，減少地形、建筑等對點波傳播產生較大的影響。因為無線通信系統的容量需求有明顯的增加，智能天線技術在無線通信當中的應用便得十分廣泛。

1 智能天線技術的基本工作原理

智能天線可以進行側向以及形成波束的天線陣列，應用數字信號處理技術可以產生空間定向波束，可使零陷以及旁瓣對天線主波束應用的期望用戶信號到達方向、準干擾信號的到達方向進行對準，這樣便可應用無線移動信號以及抑制干擾信號的各項功能[1]。

2 智能天線技術在無線通信中的優勢

2.1 節省系統成本

在應用相同發射功率的狀態下，對于智能天線基站的應用，可對更大的區域進行覆蓋。在覆蓋范圍要求相同的情況下，可應用功率比較低的放大器，對需要的功率要求給予滿足，這樣便可對系統的成本進行節約[2]。

2.2 抗衰落

信號的衰落，屬于無線通信當中的關鍵性問題，應用一般的定向天線或者全向天線，可產生信號失真嚴重的情況。此外，應用智能天線還可將分集增益提升，在某種程度上使天線列陣的靈敏性以及基站發射機的同等輻射頻率有所增加[3]。

2.3 提供多種增值業務和移動臺的定位

基站應用智能天線技術可以獲取性接收空間特征矩陣，這樣便得到了信號的到達方向以及具體的功率估值。依照這一技術手段，兩個基站之間可以將用戶定位在很小的區域范圍內容，以便對移動用戶的方位信息進行獲取。

2.4 降低干擾

智能天線的具體工作過程，針對信號的方向性會實施有針對性的接受，并抑制接受方向之外的其他干擾信號，所以使其他信號對系統產生的干擾有所降低。

3 智能天線在無線通信中的具體應用分析

3.1 無線通信技術綜述

無線通信與有線通信進行比較，無論是在安全層面、可靠性層面都會低一些，但其存在的優勢特征非常明顯，在建設方面主要支出的成本比較低，并且施工的難度系統比較低，易于進行建設和擴展。因為社會的發展腳步越來越快，無線傳輸技術正在不斷迎合大家的需求，增加了數據加密，使得無線通信技術成為了通信技術當中的重要應用，特別是在配網自動化當中的應用，起到了重要的價值作用[4]。

當前使用的公共網絡技術，比較容易產生的問題為網絡延時，安全性較差等。并且需要支出的費用比較高，沒有較高的可靠性。通常情況下，需要使用GPRS或者CDMA。但是，在接入BWA技術之后的無線寬帶，可以在速度以及延時方面對配電自動化的整體需求性進行滿足，在電力配網中的應用十分廣泛，更加迎合了自動化系統的發展。針對寬帶網絡接入技術，無線寬帶接入BWA是非常快捷有效的部署方式，可包括個人局域網、局域網、廣域網以及城域網。無線寬帶包括的優勢為：覆蓋面非常廣、安全性比較高、有很長的傳輸距離、信號的頻率高等。在具體施工的過程中，并不需要很大的投資，也不會受到城市的約束，安全便捷簡單。

3.2 在TD-CSDMA系統中的應用

智能天線技術在TD-CSDMA系統中的應用十分廣泛。TD-CSDMA系統實用化了TDD的形式進行來保上下行射頻信道的可靠性對稱，利用有效性的對稱可以對高效率的傳輸進行完成。所以，可對多只干擾、天線上下行波束賦形以及多徑干擾等問題進行克服。TD-CSDMA系統當中的智能天線，應用了8個天線單元同心列陣，與以往的全方位天線進行比較，智能天線的應用可使信號的載干比進行增強，產生更高的增益并對發射功率進行有效降低[5]。

3.3 在無線市話系統中的應用

（1）智能處理單元。例如：無線市化系統當中的智能處理，屬于基站的調制解調模塊，其中的DPS單元可以完成對四個獨立天線單元發射以及接收信號進行處理，并對空間通道的識別用戶、抑制干擾、分集信號以及自適應控制等進行實施。四根獨立的天線，并不會受到其他天線帶來的干擾。在DSP對數據結果進行處理之后，會對射頻模塊進行及時發射，之后射頻模塊會結合最后的計算結果，對射頻信號的相應振幅進行調整。

（2）陣列天線。無線市話系統由四面立體結構的智能天線構成，具體來說便是由四根對稱排列分布的天線共同構成的，每一根天線都有基本的四個振子構成。

3.4 BWA在智能配電網中運行的可行性

針對配網自動化系統而言，通信方面需要有相關的要求。①需要有非常強的可靠性，不可因為環境惡劣對通信線路的暢通性造成影響。②需要具備通信雙向的功能。配電網通所涵蓋的通信業務分布電比較廣泛，接線十分繁瑣，通信設備需要很大的信息量，工作所面臨的環境比較惡劣。現在，應用BWA融入寬帶無線技術，可對配網自動化的需求給予滿足，因為很多業內企業的大力推動，已經將寬帶無線技術在通信業務中進行應用。例如：分布式能源包括的配電網保護問題，產生故障之后的微網帶本地負荷的孤島控制以及運行，故障之后的控制自動恢復等。此外，分布式電源，特別是在偏遠區域的電源，在對光纖通信進行架設的過程中，不但有著很長的建設周期，還存在成本支出高的問題。同時，所處的環境會非常惡劣，在產生通信故障時，不易進行維護。因此，無線通信的方式，可對以往這些問題進行有效規避，由于投入的成本比較少，工作過程的可靠性較強，擴展比較方便等優勢，在面對可靠性能較低的負荷時，無線通信網絡作為保護控制系統，可對相關的需求進行滿足。此外，站在技術的角度進行分析，配電網在智能保護控制以及自愈方面起到的作用十分關鍵。所以，對于配電網的應用非常廣泛，有重合器以及分段器等無線通信模塊，這些與通信功能非常接近，所以意義重大。

此外，無線通信通信的形式非常容易擴展，針對架設以及升級通信網絡不需要重復實施。因此，無線通信網絡的實用十分廣泛，結合其不需要維護、運行成本的低等優勢，業內的成功案例非常多，如將GPRS作為基礎的多功能電能表。

3.5 無線網絡通信的實現方案

在配電網當中對于無線通信方式的應用也存在很多的問題，其中包括數據容量問題以及通信速率。所以，在配網自動化等相關技術逐步發展的今天，分布式與集中式需要的信息量也開始增加，這樣便不可對無線通信信號方式進行完全取代。結合配電自動化當中，針對通信網實施的層次劃分，很多都可以應用無線與有線網絡結合的方式實施通信，這樣才能產生優勢互補，將建設周期短、方便擴展和不需要維護的優勢發揮出來。但是，為了對無線通信網絡不可滿足數據傳輸要求給予補充，針對實時性的數據傳輸需求，在主站以及子站之間可應用專門的光纖通道。

4 結束語

智能天線在無線通信中的應用具有很多是優勢特征，可以將無線通信質量進行有效改善，并強化系統的抗干擾性，使系統的容量得到擴充等。在未來的天線技術研究當中，針對其中存在的各項問題還要不斷的探索和研究，以便提升智能天線技術的應用范圍。