هوائي
تقنية الهوائي في الاتصالات المتنقلة
2021-10-11 www.whwireless.com
يقدر بـ 10 دقائق لإنهاء القراءة
ال هوائي هو عنصر لا غنى عنه في الاتصالات المتنقلة ويلعب دورًا مهمًا للغاية ، فهو يقع بين جهاز الإرسال والاستقبال ومساحة انتشار الموجات الكهرومغناطيسية ويحقق نقلًا فعالًا للطاقة بين الاثنين. من خلال تصميم خصائص الإشعاع للهوائي ، يمكن التحكم في التوزيع المكاني للطاقة الكهرومغناطيسية لتحسين استخدام الموارد وتحسين جودة الشبكة. خاصة في تطوير 3G ، أصبح Smart Antenna نقطة ساخنة في أبحاث الاتصالات المتنقلة الدولية الأخيرة.
أ ، هوائي متحرك باستخدام التكنولوجيا الرئيسية
⒈ مذبذب متماثل ومجموعة هوائي
شكل الهوائي المستخدم في التيار الاتصالات المتنقلة هو هوائي خطي بشكل أساسي ، أي أن طول جسم إشعاع الهوائي l أكبر بكثير من قطره d خط هوائي يعتمد على مذبذب متماثل. عندما يكون الطول الموجي المحدد بواسطة تغيير التردد للتيار عالي التردد عبر السلك أكبر بكثير من طول السلك ، فيمكن اعتبار أن سعة وطور التيار على السلك هو نفسه ، فقط قيمته مع الوقت t للتغيرات الجيبية ، يسمى هذا السلك القصير العنصر الحالي أو Hertzian dipole ، ويمكن استخدامه كهوائي مستقل أو يصبح وحدة مكون هوائي معقدة. يمكن رؤية المجال الكهرومغناطيسي للهوائي المعقد في الفضاء كنتيجة للإضافة التكرارية للمجالات الكهرومغناطيسية الناتجة عن العديد من العناصر الحالية. القوة المشعة لعنصر حالي هي متوسط الطاقة الكهرومغناطيسية المشعة للخارج عبر الكرة لكل وحدة زمنية. لن تعود طاقة المجال المشع إلى مصدر الموجة ، لذا فهي خسارة طاقة للمصدر. عند تقديم مفهوم الدائرة ، نستخدم المقاومة المكافئة للتعبير عن هذا الجزء من القدرة المشعة ، ثم تسمى هذه المقاومة مقاومة الإشعاع ، ومقاومة الإشعاع للعنصر الحالي هي:
RΣ = 80π2 (ل / λ) 2 (ل)
يمكن الحصول على الرسم البياني الاتجاهي للعنصر الحالي من خلال دمج الحساب. عندما l / λ <0.5 ، كلما زاد l / ، تصبح الخريطة الاتجاهية حادة ولا تحتوي إلا على اللوح الرئيسي ، وهو عمودي على محور المذبذب ؛ عندما l / λ> 0.5 ، تظهر سديلة ثانوية ، ومع زيادة l / ، تصبح السديلة الثانوية الأصلية تدريجيًا هي السديلة الرئيسية ، بينما تصبح السديلة الرئيسية الأصلية هي السديلة الثانوية ؛ عندما l / λ = 1 ، تختفي السديلة الرئيسية. هذا التغيير في الاتجاه ناتج بشكل أساسي عن التغيير في التوزيع الحالي على المذبذب.
تم الجمع بين عدة مذبذبات متناظرة لتشكيل مجموعة الهوائي. وفقًا لترتيب المذبذب المتماثل ، فإن مجموعة الهوائي يمكن تقسيمها إلى صفيف خطي ، وصفيف مستوي ، وصفيف ثلاثي الأبعاد ، وما إلى ذلك ، والترتيبات المختلفة لها عوامل صفيف مختلفة. وفقًا لمبدأ الضرب الاتجاهي ، باستخدام نفس المذبذب المتماثل مثل مجموعة الهوائي لهوائي الوحدة ، يمكنك الحصول على خصائص اتجاهية مختلفة مع موضع المحاذاة أو مرحلة التغذية. الاتصالات المتنقلة في هوائي متعدد الاتجاهات عالي الكسب للمحطة الأساسية هو مذبذب للترتيب المحوري المشترك ، وضغط السطح الرأسي لعرض الحزمة ، وطاقة الإشعاع المركزة في الاتجاه العمودي للمذبذب ، من أجل تحسين كسب الهوائي.
ال الخصائص الاتجاهية للهوائي والكسب
يمكن استخدام الخصائص الاتجاهية للهوائي لوصف الرسم البياني الاتجاهي ، ولكن الرقم الذي يعبر عن تركيز الطاقة الكهرومغناطيسية لإشعاع الهوائي غالبًا ما يستخدم معامل اتجاهي D. ويتم تعريفه على النحو التالي: في نفس قوة الإشعاع ، هوائي اتجاهي في المنطقة البعيدة لاتجاه الإشعاع الأقصى لنقطة كثافة تدفق القدرة (مساحة الوحدة من خلال قدرة المجال الكهربائي ، تتناسب مع مربع شدة المجال الكهربائي) ولا يوجد هوائي اتجاهي في نقطة كثافة تدفق القدرة. كثافة النسبة.
ولأن فقدان الهوائي نفسه صغير جدًا ، يمكن اعتبار أن طاقة إشعاع الهوائي صغيرة ، يمكن اعتبار قوة إشعاع العالم مساوية لقدرة الإدخال ، أي كفاءة الهوائي η = 100٪ ، ثم الهوائي الكسب G = η - D = D ، أي أن كسب الهوائي ومعامل اتجاه الهوائي في القيمة متساويان.
لتحسين كسب الهوائي ، في حالة الحفاظ على نفس خصائص الإشعاع على المستوى الأفقي ، تعتمد بشكل أساسي على تقليل عرض رفرف الإشعاع المستوي العمودي. تغيير طول الهزاز على الكسب محدود للغاية ، مجموعة الهوائي هي حاليًا الوسيلة الرئيسية لتحقيق كسب مرتفع. المصفوفة الخطية هي الأبسط والأكثر عملية مجموعة هوائي شامل الاتجاهات ، تماشياً مع محور الهزاز على نفس المحور ، وفقًا لمسافة فاصلة معينة لترتيب عدد من مذبذب الإشعاع ، يمكن أن يكون في المستوى العمودي على محور مجال الإشعاع المعزز. ومع ذلك ، للحصول على أفضل النتائج ، يجب تحديد التباعد بين المذبذبات ومرحلة التغذية بشكل صحيح. كوحدة إشعاع ، يمكن استخدام مذبذب نصف الموجة أو في المستوى الأفقي له أداء شامل الاتجاهات لمصادر الإشعاع الأخرى ، مثل مذبذب مطوي أو مجموعة متنوعة من الهوائي المحوري ، وما إلى ذلك .. مجموعة هوائي المحور الشائع هو المحطة الأساسية التي يشيع استخدامها هوائي عالي الكسب ، يتطلب من وحدة الإشعاع الحصول على نفس السعة وتغذية الطور ، وتغذية وسلسلة نوعين من الأعلاف. هوائي آخر متعدد الاتجاهات ذو مكاسب عالية هو عدد من هوائيات اتجاهية يتم توجيهها في اتجاهات مختلفة ، وتشكل تقريبًا للإشعاع متعدد الاتجاهات. ومع ذلك ، عندما يتم نصب الهوائي في القسم الأوسط من برج كبير ، سيتم تدمير اتجاهية صفيف الهوائي المحوري بسبب تأثير انعكاس البرج ، عندما يمكن ترتيب مجموعة الهوائي الاتجاهي بشكل معقول حول البرج حل هذه المشكلة. الأهم من ذلك ، عند مضاعفة التردد في نظام الاتصالات الخلوية ، هوائي اتجاهي يمكن أن يقلل بشكل أفضل من تداخل التردد نفسه والمجاور وتحسين معدل تعدد إرسال التردد. يمكن استخدام عاكس زاوية 120 درجة أو عاكس مستوي 120 درجة في خلية قطاع 120 درجة ، ويمكن استخدام عاكس زاوية 60 درجة في خلية قطاع 60 درجة.
يستخدم الهوائي متعدد الاتجاهات عمومًا لشبكة أقل عددًا من المستخدمين المتنقلين ، أو منطقة منخفضة لكثافة المستخدم ، مثل الضواحي ، والمناطق الريفية ، وما إلى ذلك ، ويجب أن يكون رقم الاتجاه الأفقي 360 درجة ، ويمكن أن يكون عرض حزمة نصف القدرة الرأسية وفقًا لكسب الهوائي 13 درجة أو 6.5 درجة. هوائي اتجاهي يستخدم بشكل عام لكثافة المستخدم المتنقل في منطقة أعلى ، مثل المناطق الحضرية ، والمحطة ، والمركز التجاري ، وما إلى ذلك ، ويمكن أن يكون عرض شعاع نصف الطاقة الأفقي بشكل عام 65 درجة ، 90 درجة ، 105 درجة ، 120 درجة ، عرض حزمة نصف القدرة الرأسية وفقًا لكسب الهوائي 34 درجة ، 16 درجة أو 8 درجات ، إلخ.
استخدام تكنولوجيا التنوع لتحسين المكاسب
بسبب بيئة التكاثر السيئة ، فإن إشارة لاسلكية سوف ينتج عنه خبو عميق وانزياح دوبلر ، وما إلى ذلك ، بحيث ينخفض مستوى الاستقبال إلى مستوى الضوضاء الحرارية القريب ، كما ينتج الطور تغييرات عشوائية بمرور الوقت ، مما يؤدي إلى انخفاض جودة الاتصال. في هذا الصدد ، يمكننا استخدام تقنية استقبال متنوعة للتخفيف من تأثير الخبو واكتساب التنوع وتحسين حساسية الاستقبال. يحتوي هوائي التنوع على تنوع مكاني وتنوع اتجاهي وتنوع استقطاب وتنوع في مكونات المجال. التنوع المكاني هو استخدام هوائيات استقبال متعددة لتحقيقه. في نهاية الإرسال باستخدام زوج من الهوائيات للإرسال ، وفي الطرف المستقبل باستخدام هوائيات متعددة للاستقبال. المسافة بين الهوائيات عند طرف الاستقبال d ≥ λ / 2 (لطول موجة العمل) ، للتأكد من أن خصائص الانحلال لإشارة خرج هوائي الاستقبال مستقلة عن بعضها البعض ، أي عندما تكون إشارة خرج a هوائي الاستقبال منخفض جدًا ، وليس بالضرورة أن يكون خرج هوائيات الاستقبال الأخرى في هذه اللحظة نفسها ظاهرة السعة المنخفضة ، من خلال دائرة الدمج المقابلة لتحديد سعة الإشارة ، أفضل نسبة إشارة إلى ضوضاء على طول الطريق ، للحصول على يتم اختيار اتساع الإشارة ونسبة الإشارة إلى الضوضاء بواسطة دائرة الدمج المقابلة للحصول على إجمالي إشارة خرج هوائي الاستقبال. هذا يقلل من تأثير خبو القناة ويحسن موثوقية الإرسال. تُستخدم هذه التقنية في أنظمة الاتصالات المتنقلة بتقسيم التردد التماثلي (FDMA) وأنظمة تقسيم الوقت الرقمي (TDMA) وأنظمة تقسيم الشفرة (CDMA).
تتمثل ميزة استقبال التنوع المكاني في كسب التنوع الكبير ، ولكن العيب هو أن أ هوائي استقبال منفصل مطلوب. من أجل التغلب على هذا العيب ، في السنوات الأخيرة ، تم إنتاج هوائي ثنائي الاستقطاب الاتجاهي. في الاتصالات المتنقلة ، اثنان في نفس المكان ، يُظهر اتجاه الاستقطاب المتعامد مع كل من الهوائيات الأخرى الصادرة عن الإشارة خصائص خبو غير مترابطة بشكل متبادل. استخدام هذه الميزة ، في نفس المكان في المرسل على الاستقطاب العمودي والاستقطاب الأفقي ، زوجان من هوائيات الإرسال ، في نفس المكان في المستقبل على الاستقطاب العمودي والاستقطاب الأفقي ، زوجان من هوائيات الاستقبال ، يمكنك الحصول على اثنين خصائص خبو الطريق لمكون الاستقطاب Ex و Ey لا علاقة لهما. ما يسمى بهوائي الاستقطاب المزدوج الاتجاهي هو الاستقطاب العمودي والاستقطاب الأفقي ، وهما زوجان من هوائيات الاستقبال المدمجة في كيان مادي ، من خلال استقطاب تنوع الاستقبال لتحقيق تأثير استقبال التنوع المكاني ، لذا فإن تنوع الاستقطاب هو في الواقع أمر خاص. حالة التنوع المكاني. وتتمثل ميزة هذه الطريقة في أنها تتطلب هوائيًا واحدًا فقط ، وهو صغير الحجم وموفر للمساحة. العيب هو أن تأثير استقبال التنوع أقل من تأثير التنوع المكاني هوائيات الاستقبال ولأن قدرة الإرسال يجب أن توزع على الهوائيين ، فسوف يتسبب ذلك في فقد طاقة إشارة 3 ديسيبل.
يعتمد كسب التنوع على الخصائص غير المترابطة لهوائيات المحطة القاعدة ويتحقق بفصل مواضع الهوائي في الاتجاه الأفقي أو الرأسي. يضمن الفصل المكاني للموقع أن يستقبل هوائيان الاستقبال إشارات المحطة المتنقلة من مسارات مختلفة ، كما يجعل الهوائيين يفيان بمتطلبات درجة معينة من العزلة. في حالة استخدام هوائيات الاستقطاب المتقاطع ، يجب تلبية متطلبات العزل نفسها. من أجل تنوع الاستقطاب لهوائي الاستقطاب المزدوج ، يعتبر تعامُل مصدر إشعاع الاستقطاب المتعامد ثنائي الاستقطاب هو العامل الرئيسي لتحديد كسب تنوع الوصلة الصاعدة للإشارة اللاسلكية. يعتمد كسب التنوع على ما إذا كان مصدرا الإشعاع عبر الاستقطاب في الهوائي ثنائي الاستقطاب يوفران نفس شدة مجال الإشارة في نفس منطقة التغطية. يجب أن يكون للمصادر المستقطبة المتقاطعة خصائص متعامدة جيدة والحفاظ على خصائص التتبع الأفقي الجيدة في جميع أنحاء القطاع 120 درجة وتداخل التبديل ، لتحل محل التغطية التي يحققها هوائي التنوع المكاني. معظم الصليب- هوائيات مستقطبة لها خصائص كهربائية جيدة في اتجاه اللوحة الرئيسية لمخطط مجال الهوائي ، ولكن بالنسبة لهوائي المحطة الأساسية ، يلزم أيضًا الحفاظ على خصائص الاستقطاب المتقاطع الجيدة عند حافة الخلية وداخل تداخل التبديل. من أجل الحصول على تأثير التغطية ، يجب أن يكون للهوائي استبانة عالية للاستقطاب المتقاطع في نطاق القطاع بأكمله. هوائي مزدوج الاستقطاب في القطاع الكامل للخصائص المتعامدة ، أي إشارة منفذ هوائي الاستقبال ذي التنوعين غير المترابطة ، يحدد التأثير الكلي لتنوع الهوائي ثنائي الاستقطاب. من أجل الحصول على خصائص إشارة جيدة غير مرتبطة في الهوائي ثنائي الاستقطاب لمنافذ الاستقبال ، يتطلب العزل بين المنفذين عادةً أكثر من 30 ديسيبل.
يفصل هوائي التنوع الإشارات ذات المسارات المتعددة بحيث لا ترتبط ببعضها البعض ، ثم يتم تجميع الإشارات المنفصلة عن طريق دمج التقنيات للحصول على أقصى كسب لنسبة الإشارة إلى الضوضاء. طرق الدمج شائعة الاستخدام هي الدمج الانتقائي ، ودمج التبديل ، ودمج النسبة القصوى ، ودمج الكسب المتساوي ، وما إلى ذلك ، ولن تتم مناقشة هذه الورقة بالتفصيل.
الثانية ، تقنية الهوائي الذكي
⒈ قيود الهوائي التقليدية
في السنوات الأخيرة ، مع التطور المستمر لاحتياجات الاتصالات ، أصبحت تقنية الهوائي الذكي محور الاهتمام ، فهي تساعد مشغلي الشبكات اللاسلكية على تحقيق غرضين قيّمين للغاية: تحسين معدل نقل البيانات الأعلى وزيادة سعة الشبكة. في شبكات GPRS و EDGE و 3G ، بدأ المشغلون في استخدام الشبكات اللاسلكية لتقديم خدمات حزم البيانات لمشتركيهم. كما هو الحال مع الخدمات الصوتية ، تتطلب خدمات البيانات أيضًا جودة معينة للإشارة اللاسلكية لتحقيق معدل الإرسال المطلوب ، والذي يعتمد على نسبة الموجة الحاملة إلى التداخل (C / I) للشبكة. ستؤثر نسبة C / I المنخفضة بشكل خطير على معدل الإرسال وجودة الخدمة ؛ في المراحل المتوسطة والمتأخرة من شبكة GSM ، تتزايد سعة النظام ، وتنقسم الخلايا وتؤدي الزيادة اللاحقة في التداخل إلى منع المزيد من الزيادات في سعة النظام ، وبالتالي لم تعد الهوائيات التقليدية متعددة الاتجاهات والاتجاهات كافية. تستخدم الهوائيات الذكية تقنية معالجة الإشارات الرقمية لتوليد شعاع موجه مكانيًا ، مما يوفر لكل مستخدم حزمة اتجاهية ضيقة بحيث يتم إرسال الإشارة واستقبالها في منطقة اتجاهية فعالة ، والاستفادة الكاملة من قوة الإرسال الفعالة للإشارة وتقليل التلوث الكهرومغناطيسي والتداخل المتبادل الناجم عن الانبعاث متعدد الاتجاهات للإشارة ، وبالتالي تحسين نسبة الموجة الحاملة إلى الجافة ، وتحسين نسبة الناقل إلى الجاف ، ومعدلات نقل بيانات أعلى وقدرة شبكة أكبر.
يعد التداخل عاملاً مهمًا في الأداء والقيود المفروضة على قدرة الأنظمة الخلوية ، مما يتسبب في تداخل الكلام أو فقدان الاتصال أو تدهور إشارة الاتصال وتشتيت انتباه المستخدم ، والأهم من ذلك أنه يحد من ضيق ترددات التشغيل القابلة لإعادة الاستخدام وبالتالي مدى قدرة تحمل حركة المرور يمكن استخراجه من طيف التردد الراديوي الثابت. يمكن أن يأتي التداخل من مطراف متنقل آخر ، أو مواقع خلوية أخرى تعمل على نفس التردد ، أو طاقة RF خارج النطاق تتسرب إلى الطيف المخصص. أكثر أنواع التداخل الخلوي شيوعًا هي التداخل في نفس القناة وتداخل القناة المجاورة. ينتج التداخل في نفس القناة عن إرسالات من خلايا غير مجاورة تستخدم نفس التردد. يكون هذا التداخل أكثر وضوحًا بالقرب من الحدود الخلوية ، عندما يكون الفصل المادي من الخلايا المجاورة باستخدام نفس التردد عند أدنى مستوى له. يحدث تداخل القناة المجاورة بسبب التسرب من الخلايا المجاورة باستخدام نفس التردد لقناة المستخدم. يحدث هذا في القنوات المجاورة حيث يعمل المستخدم بالقرب من مستقبل المشترك في الهاتف ، أو حيث تكون إشارة المستخدم أضعف بكثير من إشارة مستخدم القناة المجاورة. بالنسبة للمستخدم ، تعني نسبة C / I الأعلى تداخلًا أقل ، ومكالمات أقل ، وجودة صوت محسنة ؛ بالنسبة للمشغل ، تسمح نسبة C / I الأعلى بمسافات أطول للإشارة وتعدد إرسال أضيق للتردد ، وبالتالي زيادة قدرة النظام ككل.
الهوائي الذكي Peal Multibeam
الهوائي الذكي عبارة عن صفيف هوائي ، ويتكون من وحدات هوائي N ، كل وحدة هوائي بها مجموعات M من الأوزان ، ويمكن أن تشكل M اتجاهات مختلفة للحزمة ، ويمكن أن يكون عدد المستخدمين M أكبر من عدد وحدات الهوائي N. شكل خريطة اتجاه الهوائي المستخدمة ، يمكن تقسيم الهوائي الذكي إلى فئتين: هوائي متعدد الحزم ومجموعة هوائي متكيف.
هوائيات متعددة الحزم استخدام حزم متوازية متعددة لتغطية منطقة المستخدم بأكملها ، مع توجيه كل شعاع في اتجاه ثابت ويختلف عرض الحزمة مع عدد العناصر في المصفوفة. أثناء تحرك المستخدم عبر الخلية ، تختار المحطة الأساسية شعاعًا مختلفًا وفقًا لذلك لجعل الإشارة المستقبلة هي الأقوى. ومع ذلك ، نظرًا لأن حزمها لا يتم توجيهها بشكل تعسفي ، فلا يمكن مطابقتها إلا جزئيًا مع بيئة الإرسال الحالية. عندما لا يكون المستخدم في مركز الحزمة الثابتة ، ولكن عند حافة الحزمة ، وتكون إشارة التداخل في مركز الحزمة ، يكون تأثير الاستقبال هو الأسوأ ، لذلك لا يمكن للهوائي متعدد الحزم تحقيق الأفضل استقبال الإشارة. ومع ذلك ، بالمقارنة مع صفيف الهوائي التكيفي ، فإنه يتمتع بمزايا الهيكل البسيط ، ولا حاجة للحكم على اتجاه وصول إشارات المستخدم ووقت الاستجابة السريع. والأهم من ذلك ، يمكن أيضًا استخدام نفس الحزمة من الوصلة الصاعدة للوصلة الهابطة ، وبالتالي توفير كسب على الوصلة الهابطة أيضًا. ومع ذلك ، نظرًا للتشوه القطاعي ، مثل الاختلاف في الخرائط الاتجاهية بين الحزم ، فإن الكسب الذي يتم الحصول عليه بواسطة هوائي متعدد الحزم يتم توزيعه بشكل غير منتظم فيما يتعلق بالزاوية. يمكن أن يصل أحيانًا إلى فرق 2dB بين الحزم ، وهناك أيضًا احتمال أن يقفلوا في الحزمة الخطأ بسبب تعدد المسيرات أو التداخل ، حيث لا يمكنهم منع إشارات التداخل الموجودة في نفس الحزمة مثل الإشارة المفيدة. يمكن في الواقع اعتبار الهوائيات متعددة الحزم ، المعروفة أيضًا باسم هوائيات تبديل الحزمة ، بمثابة تقنية بين الهوائيات الاتجاهية القطاعية والهوائيات التكيفية بالكامل. يستحق الهوائي متعدد الحزم دراسة المحتوى التالي: كيفية تقسيم المجال الجوي ، أي تحديد مشكلة الحزمة ، بما في ذلك العدد والشكل ؛ تنفيذ تتبع الحزمة ، يشير بشكل أساسي إلى تنفيذ خوارزميات البحث السريع ، وما إلى ذلك ؛ تبديل الحزمة والعلاقة النظرية لتشكيل الحزمة التكيفية ، إلخ.
صفيف الهوائي التكيفي
صفيف الهوائي التكيفي (صفيف الهوائي التكيفي) ، المستخدم في البداية في الرادار والسونار والجيش ، يستخدم بشكل أساسي لإكمال الترشيح المكاني وتحديد المواقع ، مثل رادار الصفيف المرحلي ، وهو عبارة عن مجموعة هوائي تكيفية بسيطة نسبيًا. الهوائي التكيفي عبارة عن مجموعة هوائيات تقوم باستمرار بضبط خريطة الاتجاه الخاصة بها عن طريق التحكم في التغذية الراجعة. تشبه خريطتها الاتجاهية خريطة الأميبا ، التي ليس لها شكل ثابت وتتغير مع الإشارة والتداخل. بشكل عام ، استخدم 4 ~ 16 هيكل عنصر صفيف الهوائي ، تباعد عناصر الصفيف 1/2 طول الموجة ، التباعد كبير جدًا ، يتم تقليل كل درجة ارتباط إشارة مستلمة ، التباعد صغير جدًا سيشكل رفرفًا فرعيًا غير ضروري في خريطة الاتجاه. يستخدم الهوائي الذكي تقنية معالجة الإشارات الرقمية (DSP) لتحديد اتجاه وصول إشارة المستخدم وتشكيل الحزمة الرئيسية في هذا الاتجاه لتوفير قناة مكانية. نظرًا لأن الهوائي التكيفي يمكن أن يشكل خرائط اتجاهية مختلفة للهوائي ويمكن تحديثه بتصميم البرنامج لإكمال الخوارزمية التكيفية وضبط خريطة الاتجاه بشكل تكيفي ، فيمكنه زيادة مرونة النظام دون تغيير تكوين أجهزة النظام ، لذلك يُعرف أيضًا باسم هوائي البرنامج. عيب صفيف الهوائي التكيفي هو أن الخوارزمية أكثر تعقيدًا والاستجابة الديناميكية أبطأ.
جوهر هوائي تكيفي البحث هو الخوارزمية التكيفية ، وقد تم اقتراح العديد من الخوارزميات المعروفة ، بشكل عام ، هناك فئتان من الخوارزميات غير العمياء والخوارزميات العمياء. الخوارزمية غير العمياء هي الخوارزمية التي تحتاج إلى استخدام الإشارة المرجعية (تسلسل التردد التوجيهي أو قناة التردد الإرشادية) ، في هذا الوقت يعرف المستلم ما يتم إرساله ، إما أن تحدد معالجة الخوارزمية أولاً استجابة القناة ثم وفقًا لمعايير معينة ، مثل معايير الصفر القسري المثلى (صفر فرض) لتحديد قيمة الترجيح ، أو مباشرة وفقًا لمعايير معينة لتحديد أو ضبط قيمة الترجيح تدريجيًا ، من أجل جعل خرج الهوائي الذكي والارتباط الأقصى المعروف للإدخال الأكثر استخدامًا معايير الارتباط هي MMSE (أدنى متوسط للخطأ المربع) و LMS (المربع الأدنى المتوسط) و LS (المربعات الصغرى). لا تتطلب الخوارزميات العمياء الارسال للإرسال إشارة تردد معروفة ، تعد خوارزمية ردود الفعل للقرار (رد الفعل على القرار) نوعًا خاصًا من الخوارزمية العمياء ، حيث يقدر المستلم الإشارة المرسلة ويستخدمها كإشارة مرجعية للمعالجة المذكورة أعلاه ، ولكن تجدر الإشارة إلى أن إشارة القرار و تنتقل الإشارة الفعلية بين خطأ صغير. تستفيد الخوارزميات العمياء عمومًا من الميزات المتأصلة في الإشارة المعدلة نفسها ، بغض النظر عن الأجزاء المحددة من المعلومات المنقولة ، وعادةً ما تستند إلى خوارزميات مختلفة قائمة على التدرج باستخدام كميات مختلفة من القيود. عادة ما تكون الخوارزميات غير العمياء أقل عرضة للخطأ وتتقارب بشكل أسرع من الخوارزميات العمياء ، ولكنها تتطلب قدرًا معينًا من موارد النظام الضائعة. قناة الخدمة لتعدد إرسال بتقسيم الوقت.
وتجدر الإشارة إلى أن الهوائي الذكي يستخدم الحزمة المنفلتة لإشارة الوصلة الصاعدة لكل مستخدم ، ولكن عندما لا يقوم المستخدم بالإرسال ، فقط في حالة الاستقبال ، ويتحرك في منطقة تغطية المحطة الأساسية (حالة الخمول) ، فإن القاعدة محطة من المستحيل معرفة موقع المستخدم ، يمكن فقط استخدام الحزمة متعددة الاتجاهات للإرسال (مثل القنوات المتزامنة والبث والاستدعاء والقنوات المادية الأخرى في النظام) ، أي يجب أن تكون المحطة الأساسية قادرة على توفير الاتجاهات الشاملة والاتجاهية شعاع الهارب. يتطلب هذا قدرة إرسال أعلى بكثير للقنوات متعددة الاتجاهات ، والتي يجب أن تؤخذ في الاعتبار عند تصميم النظام.
أمثلة الغناء هوائي ذكي التطبيقات
بعض الهوائيات الذكية قيد الاستخدام التجاري بالفعل ، مثل نظام الهوائي الذكي SpotLight GSM من Metaware في الولايات المتحدة ، والذي تم استخدامه مع نتائج جيدة بواسطة Shanghai Unicom ، ليحل محل 120 ° هوائي قطاع بأربعة 30 ° الهوائيات. يعتمد النظام على خوارزمية اختيار الحزمة المثلى الحاصلة على براءة اختراع لتحويل حزم الإرسال والاستقبال. تنتقل طاقة التردد الراديوي في اتجاه المصب في 30 ° المحدد شعاع في كل فتحة زمنية بدلاً من 120 ° بالكامل القطاع ، لذلك يتم تقليل التداخل في نفس القناة بشكل كبير في الخلايا المجاورة. وبالمثل ، يتم تقليل الحزمة المفتوحة لاستقبال التداخل في نفس القناة بشكل فعال من 120 ° إلى 30 °. هذا يقلل بشكل فعال من التداخل في نفس القناة بمعامل 4 لـ 30 ° هوائي مقارنة مع واحد 120 ° هوائي القطاع ، وهو ما يعادل نظريًا تحسين 6dB C / I. ينتج عن هذا الكسب تحسين في كل من الوصلة الصاعدة (محطة قاعدة الهاتف) والوصلة الهابطة (المحطة الأساسية - الهاتف المحمول) لقناة الاتصال.
تم تحسينها. على جانب الوصلة الصاعدة ، تزداد نسبة الموجة الحاملة إلى الجافة للخلايا المزودة بأنظمة الهوائي الذكية ، بينما على جانب الوصلة الهابطة ، تزداد نسبة الناقل إلى الجاف للخلايا في نفس نطاق التردد الذي كان مرئيًا بالفعل. يقوم SpotLight GSM بإجراء تحويل الحزمة دون اتصال إضافي بالمحطة الأساسية ، لذلك لا يؤدي تثبيت نظام SpotLight GSM إلى زيادة حمل الاتصال على المحطة الأساسية. في الواقع ، يتم تقليل حمل معالج المحطة الأساسية بسبب عدد أقل من مكالمات الاختبار غير الصالحة وإعادة الاتصال بسبب التداخل أو التغطية السيئة. بالإضافة إلى ذلك ، وجد أنه في الخلايا التي تم فيها استخدام الهوائي الذكي ، لم تتحسن قدرة الشبكة وجودتها في الخلايا بشكل فعال فحسب ، بل انخفض متوسط الطاقة المستلمة والمرسلة للهواتف المحمولة في الخلايا بمقدار 2-3 ديسيبل ، خاصة قوة الإرسال للهواتف المحمولة التي انخفضت إلى 54٪ من المستوى الأصلي ، وانخفضت نسبة الهواتف المحمولة التي ترسل بكامل طاقتها من 22٪ إلى 8٪. بقعة الضوء GSM ذكي من خلال تقليل طاقة الإرسال والاستقبال للهواتف المحمولة ، يقلل الهوائي من إشعاع الموجات الكهرومغناطيسية من الهواتف المحمولة إلى جسم الإنسان ، ومن خلال تحسين قدرة وجودة الشبكة ، فإنه يقلل من عدد المحطات الأساسية الجديدة المنشأة في الخلية ، وبالتالي تُعرف باسم "الهوائي الأخضر".
ثالثا الخاتمة
كجزء مهم من الاتصالات المتنقلة ، يلعب الهوائي دورًا كبيرًا في تحسين أداء الشبكة وجودة الشبكة. تتطور تكنولوجيا الهوائي بسرعة ، وتعد تقنية تنوع الهوائي وسيلة مهمة لتحسين كسب النظام ، وأسلوب التنوع له تنوع في الفضاء وتنوع في الاستقطاب ، وما إلى ذلك ؛ لراحة الهندسة والصيانة ، يوجد إمالة قابلة للتعديل كهربائيًا هوائي زاوية ؛ من أجل ضمان أن خريطة اتجاه العالم غير مشوهة ومشوهة ، تم تطوير هوائي زاوية إمالة مدمج. في السنوات الأخيرة على وجه الخصوص ، يمثل الهوائي الذكي اتجاه تطوير تكنولوجيا هوائي الاتصالات المتنقلة ، وقد أظهر مزايا كبيرة في التطبيق العملي ، ولكن هناك حاجة إلى مزيد من البحث والتحسين في تسريع سرعة الاستجابة لتخصيص الحزمة والتبديل.
