智能天线的技术分类

2025-03-13 19:25:09

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回答1：

智能天线技术有两个主要分支。波束转换技术（Switched Beam Technology）和自适应空间数字处理技术（adaptive spatial digital processing technology），或简称波束转换天线和自适应天线阵。天线以多个高增益的动态窄波束分别跟踪多个期望信号，来自窄波束以外的信号被抑制。但智能天线的波束跟踪并不意味着一定要将高增益的窄波束指向期望用户的物理方向，事实上，在随机多径信道上，移动用户的物理方向是难以确定的，特别是在发射台至接收机的直射路径上存在阻挡物时，用户的物理方向并不一定是理想的波束方向。智能天线波束跟踪的真正含义是在最佳路径方向形成高增益窄波束并跟踪最佳路径的变化，充分利用信号的有效的发送功率以减小电磁对其的干扰。
波束切换方式的天线，一般由多个窄波束天线构成，每个窄波束天线由于角度小，所以通常增益很大，覆盖距离较远。一般在工作时，对于一个用户，众多天线中，只有一个窄波束天线是出于工作状态的。当用户更换，或用户位置转移时，智能天线系统会根据情况更换窄波束天线的工作状态，即停掉之前的窄波束天线，然后让另一个角度正确的窄波束天线继续工作。由于窄波束定向天线通常个头较大，所以一般这类智能天线都在室外场景使用，比如TD系统的一些基站就采用这种智能天线装置。
波束切换式天线，一般形成的天线角度个数，与其窄波束天线个数相当。所以由于硬件设计限制，这种天线不可能有很多或很细致的天线角度可供选择。从天线尺寸角度看，这种天线也只能在室外环境，即对空间没有多少要求的环境中使用。
自适应阵列天线：阵列天线由多个天线形成阵列，在工作时，通过不同天线的组合工作，形成不同的天线波瓣，实现多种方向、角度、增益都不相同的“虚拟天线”，以适应不同工作环境，不同用户的位置，以及避免不必要的干扰。自适应阵列天线在工作时通过对工作环境的判断，以及用户位置的感知，经过内部芯片处理，能够迅速计算出最佳的天线组合方式，达到想覆盖哪里，就覆盖哪里的目的。无线接入设备可通过不同天线的组合，形成最多4096种不同的波瓣模式，可以轻松的适应各种室内环境，增加覆盖范围，达到稳定网络质量之目的。
硬件智能天线方式：硬件智能天线方式又名“自适应波束切换技术”，该技术利用具有多个硬件天线的天线阵列，智能的从中选择多个天线阵子进行信号的发射和接收，不同天线的组合可以形成不同的信号辐射方向，从而可以为处于不同位置的STA选择最佳的发送或接收天线，提高信号接收质量，最终提升系统的吞吐量。
1）在天线阵列上的不同天线之间有一定的物理距离，从各天线上发出来的信号到达接收方的所经历的路径有长有短，从而到达接收方的信号具有时间差。如果接收的信号相位不一样，硬件智能天线方式可以从多个天线中选择一组信号叠加效果较好的天线组合，采取自适应快速切换，获得效果远好于“On-Chip”方式的信号覆盖质量。
2）在天线阵列上的不同天线具有不同的定向性，组合而成的定向天线具有比全向天线更大的组合增益，可以增加AP设备实际等效发射功率（EIRP：Effective Isotropic Radiated Power）。
硬件智能天线方式相对于芯片方式的优势：
1）芯片方式会产生额外的干扰，通过对全向天线调节相位难以形成单独的指向STA的信号，可能会对其它的方向形成干扰，并且会浪费能量；
2）芯片方式需要STA的支持，截至2012年8月22日，无线网卡基本都无法支持；
3）芯片方式有额外的吞吐量开销，芯片方式中AP和STA经常需要进行低速率的获取信道信息的报文的交互，会影响整体的吞吐量。

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