智能配网无线通信天线技术的应用研究

2018-02-15陈军

建材与装饰 2018年46期

陈军

（重庆市信息通信咨询设计院有限公司重庆 400000）

智能天线技术应用的为空分复用技术，结合信号传播的形式向上产生的不一致性，可将相同的时隙、频率信号在空域区域当中区分开，这样频谱的应用效率将会大范围提升，减少地形、建筑等对点波传播产生较大的影响。因为无线通信系统的容量需求有明显的增加，智能天线技术在无线通信当中的应用便得十分广泛。

1 智能天线技术的基本工作原理

智能天线可以进行侧向以及形成波束的天线阵列，应用数字信号处理技术可以产生空间定向波束，可使零陷以及旁瓣对天线主波束应用的期望用户信号到达方向、准干扰信号的到达方向进行对准，这样便可应用无线移动信号以及抑制干扰信号的各项功能[1]。

2 智能天线技术在无线通信中的优势

2.1 节省系统成本

在应用相同发射功率的状态下，对于智能天线基站的应用，可对更大的区域进行覆盖。在覆盖范围要求相同的情况下，可应用功率比较低的放大器，对需要的功率要求给予满足，这样便可对系统的成本进行节约[2]。

2.2 抗衰落

信号的衰落，属于无线通信当中的关键性问题，应用一般的定向天线或者全向天线，可产生信号失真严重的情况。此外，应用智能天线还可将分集增益提升，在某种程度上使天线列阵的灵敏性以及基站发射机的同等辐射频率有所增加[3]。

2.3 提供多种增值业务和移动台的定位

基站应用智能天线技术可以获取性接收空间特征矩阵，这样便得到了信号的到达方向以及具体的功率估值。依照这一技术手段，两个基站之间可以将用户定位在很小的区域范围内容，以便对移动用户的方位信息进行获取。

2.4 降低干扰

智能天线的具体工作过程，针对信号的方向性会实施有针对性的接受，并抑制接受方向之外的其他干扰信号，所以使其他信号对系统产生的干扰有所降低。

3 智能天线在无线通信中的具体应用分析

3.1 无线通信技术综述

无线通信与有线通信进行比较，无论是在安全层面、可靠性层面都会低一些，但其存在的优势特征非常明显，在建设方面主要支出的成本比较低，并且施工的难度系统比较低，易于进行建设和扩展。因为社会的发展脚步越来越快，无线传输技术正在不断迎合大家的需求，增加了数据加密，使得无线通信技术成为了通信技术当中的重要应用，特别是在配网自动化当中的应用，起到了重要的价值作用[4]。

当前使用的公共网络技术，比较容易产生的问题为网络延时，安全性较差等。并且需要支出的费用比较高，没有较高的可靠性。通常情况下，需要使用GPRS或者CDMA。但是，在接入BWA技术之后的无线宽带，可以在速度以及延时方面对配电自动化的整体需求性进行满足，在电力配网中的应用十分广泛，更加迎合了自动化系统的发展。针对宽带网络接入技术，无线宽带接入BWA是非常快捷有效的部署方式，可包括个人局域网、局域网、广域网以及城域网。无线宽带包括的优势为：覆盖面非常广、安全性比较高、有很长的传输距离、信号的频率高等。在具体施工的过程中，并不需要很大的投资，也不会受到城市的约束，安全便捷简单。

3.2 在TD-CSDMA系统中的应用

智能天线技术在TD-CSDMA系统中的应用十分广泛。TD-CSDMA系统实用化了TDD的形式进行来保上下行射频信道的可靠性对称，利用有效性的对称可以对高效率的传输进行完成。所以，可对多只干扰、天线上下行波束赋形以及多径干扰等问题进行克服。TD-CSDMA系统当中的智能天线，应用了8个天线单元同心列阵，与以往的全方位天线进行比较，智能天线的应用可使信号的载干比进行增强，产生更高的增益并对发射功率进行有效降低[5]。

3.3 在无线市话系统中的应用

（1）智能处理单元。例如：无线市化系统当中的智能处理，属于基站的调制解调模块，其中的DPS单元可以完成对四个独立天线单元发射以及接收信号进行处理，并对空间通道的识别用户、抑制干扰、分集信号以及自适应控制等进行实施。四根独立的天线，并不会受到其他天线带来的干扰。在DSP对数据结果进行处理之后，会对射频模块进行及时发射，之后射频模块会结合最后的计算结果，对射频信号的相应振幅进行调整。

（2）阵列天线。无线市话系统由四面立体结构的智能天线构成，具体来说便是由四根对称排列分布的天线共同构成的，每一根天线都有基本的四个振子构成。

3.4 BWA在智能配电网中运行的可行性

针对配网自动化系统而言，通信方面需要有相关的要求。①需要有非常强的可靠性，不可因为环境恶劣对通信线路的畅通性造成影响。②需要具备通信双向的功能。配电网通所涵盖的通信业务分布电比较广泛，接线十分繁琐，通信设备需要很大的信息量，工作所面临的环境比较恶劣。现在，应用BWA融入宽带无线技术，可对配网自动化的需求给予满足，因为很多业内企业的大力推动，已经将宽带无线技术在通信业务中进行应用。例如：分布式能源包括的配电网保护问题，产生故障之后的微网带本地负荷的孤岛控制以及运行，故障之后的控制自动恢复等。此外，分布式电源，特别是在偏远区域的电源，在对光纤通信进行架设的过程中，不但有着很长的建设周期，还存在成本支出高的问题。同时，所处的环境会非常恶劣，在产生通信故障时，不易进行维护。因此，无线通信的方式，可对以往这些问题进行有效规避，由于投入的成本比较少，工作过程的可靠性较强，扩展比较方便等优势，在面对可靠性能较低的负荷时，无线通信网络作为保护控制系统，可对相关的需求进行满足。此外，站在技术的角度进行分析，配电网在智能保护控制以及自愈方面起到的作用十分关键。所以，对于配电网的应用非常广泛，有重合器以及分段器等无线通信模块，这些与通信功能非常接近，所以意义重大。

此外，无线通信通信的形式非常容易扩展，针对架设以及升级通信网络不需要重复实施。因此，无线通信网络的实用十分广泛，结合其不需要维护、运行成本的低等优势，业内的成功案例非常多，如将GPRS作为基础的多功能电能表。

3.5 无线网络通信的实现方案

在配电网当中对于无线通信方式的应用也存在很多的问题，其中包括数据容量问题以及通信速率。所以，在配网自动化等相关技术逐步发展的今天，分布式与集中式需要的信息量也开始增加，这样便不可对无线通信信号方式进行完全取代。结合配电自动化当中，针对通信网实施的层次划分，很多都可以应用无线与有线网络结合的方式实施通信，这样才能产生优势互补，将建设周期短、方便扩展和不需要维护的优势发挥出来。但是，为了对无线通信网络不可满足数据传输要求给予补充，针对实时性的数据传输需求，在主站以及子站之间可应用专门的光纤通道。