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全向天線和定向天線哪些地方需要改正？--飛宇信
發(fā)布時(shí)間：
2019-08-26 17:25
先來分析一下在WLAN系統(tǒng)中，全向天線和定向天線在使用時(shí)有哪些不足，或者是需要改進(jìn)的地方。
如圖1所示，全向天線雖然能夠?qū)D中兩個(gè)用戶都覆蓋到，但由于每個(gè)時(shí)刻，中心的AP只能和一個(gè)用戶交互報(bào)文，此時(shí)只有藍(lán)色部分形成了有效覆蓋，其他絕大部分信號傳播都造成了能量浪費(fèi)，屬于無效的覆蓋，如果能將此部分浪費(fèi)的能量集中到有效覆蓋區(qū)域，勢必會(huì)獲得更高的信號強(qiáng)度以及傳輸帶寬；而對于定向天線而言，由于能量的集中，覆蓋區(qū)域內(nèi)的信號強(qiáng)度會(huì)比較高，但是由于信號覆蓋角度較小，很多需要覆蓋的范圍沒有信號可以到達(dá)。如果在右側(cè)用戶空閑時(shí)，可以將信號轉(zhuǎn)移至左側(cè)用戶，勢必可以提高覆蓋的有效性，以及大幅提高用戶的接入能力。
可見，如果天線更“智能”一點(diǎn)，當(dāng)AP與某一用戶通信時(shí)，天線就自動(dòng)調(diào)節(jié)成定向天線，把“能量束”直接瞄準(zhǔn)該用戶，一方面該用戶獲得的信號強(qiáng)度會(huì)比較高，另一方面不該被“打擾”的用戶也不會(huì)被干擾，這樣的結(jié)果顯然是最為完美的。智能天線由此而天線廠家產(chǎn)生。
那么從技術(shù)的角度看，如何能讓智能天線隨時(shí)根據(jù)需要，想覆蓋哪里就覆蓋哪里呢？現(xiàn)在一般有兩種技術(shù)方式：一種是波束切換天線，另一種是自適應(yīng)陣列天線。
波束切換天線
波束切換方式的天線，一般由多個(gè)窄波束天線夠成，每個(gè)窄波束天線由于角度小，所以通常增益很大，覆蓋距離較遠(yuǎn)。一般在工作時(shí)，對于一個(gè)用戶，眾多天線中，只有一個(gè)窄波束天線是出于工作狀態(tài)的。當(dāng)用戶更換，或用戶位置轉(zhuǎn)移時(shí)，智能天線系統(tǒng)會(huì)根據(jù)情況更換窄波束天線的工作狀態(tài)，即停掉之前的窄波束天線，然后讓另一個(gè)角度正確的窄波束天線繼續(xù)工作。由于窄波束定向天線通常個(gè)頭較大，所以一般這類智能天線都在室外場景使用，比如TD系統(tǒng)的一些基站就采用這種智能天線裝置，如圖2所示。
波束切換式天線，一般形成的天線角度個(gè)數(shù)，與其窄波束天線個(gè)數(shù)相當(dāng)。所以由于硬件設(shè)計(jì)限制，這種天線不可能有很多或很細(xì)致的天線角度可供選擇。從天線尺寸角度看，這種天線也只能在室外環(huán)境，即對空間沒有多少要求的環(huán)境中使用。
自適應(yīng)陣列天線
陣列天線由多個(gè)天線形成陣列，在工作時(shí)，通過不同天線的組合工作，形成不同的天線波瓣，實(shí)現(xiàn)多種方向、角度、增益都不相同的“虛擬天線”，以適應(yīng)不同工作環(huán)境，不同用戶的位置，以及避免不必要的干擾。自適應(yīng)陣列天線在工作時(shí)通過對工作環(huán)境的判斷，以及用戶位置的感知，經(jīng)過內(nèi)部芯片處理，能夠迅速計(jì)算出最佳的天線組合方式，達(dá)到想覆蓋哪里，就覆蓋哪里的目的。無線接入設(shè)備可通過不同天線的組合，形成最多4096種不同的波瓣模式，可以輕松的適應(yīng)各種室內(nèi)環(huán)境，增加覆蓋范圍，達(dá)到穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量之目的。
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