Antenele radio cupleaza energia electro magnetica dintr-un mediu (spatiu) catre un altul (de exemplu: firul, cablul coaxial sau unda). Modalitatile fizice pot varia foarte mult.
Antenele omnidirectionale:
Inainte de telegrafia fara fir, a fost antena dipola, care transmite si primeste egal in toate directile. Pentru ai gasi folosintele, acest design cu un singur element transmite omnidirectional intr-un mod asemanator ondulatiilor transmise la suprafata intr-un bazin cu apa. In timp ce este adecvata pentru medii cu frecventa radio simple unde o cunostinta specifica asupra acestor utilitati, nu este disponibila, aceasta modalitate imprastie semnalele, ajungand astfel la utilizatorii doriti cu un procentaj foarte mic al energiei transmise in exterior.
Fiind data ceasta limitare, strategiile omnidirectionale incearca sa controleze provocarile legate de mediul exterior prin simpla crestere a nivelului puterii semnalelor transmise. Intr-un cadru cu numerosi utilizatori (si interferenti), aceasta denota o situatie mai rea in aceea ca semnalele care nu ajung la utilizatorii doriti se transforma in interferente pentru acele semnale din aceleasi celule sau din cele aleatoare. In aplicatiile uplink (utilizatorul catre statia de baza), antenele omnidirectionale nu ofera nici un castig preferential pentru semnalele utilizatorilor serviti. De asemenea acest mod de abordare cu un singur semnal nu poate sa respinga selectat semnalele ce interfereaza cu acelea ale utilizatorului si nu are o atenuare multipath spatiala sau egalizare a capabilitatilor. Strategiile omnidirectionale au un ipact direct si nefavorabil asupra eficientei spectrale, limitand reutilizarea frecventei. Aceste limitari ii forteaza pe constructorii de sistem si pe supravegetorii de retele la remedii extrem de sofisticate si costisitoare. In ultimii ani, limitele de emisie a tehnologiei de antene in ceea ce priveste calitatea, capacitatea si acoperirea sistemelor fara fire au inregistrat o crestere in design-ul principal si in rolul antenei intr-un sistem fara fire.
Sistemele Antenei: Cum poate o antena sa fie mai inteligenta? In primul rand, design-ul sau poate fi modificat, prin adaugarea de noi elemente. In al doilea rand, antena poate fi transformata intr-un sistem-antena care poate fi creat pentru a “muta” semnalele inainte de transmiterea la fiecare din elementele succesive, astfel incat antena sa aiba un efect compozit. Acest concept de hardware si software de baza este cunoscut ca o rete de antene comandate in faza. Urmatorul punct resuma dezvoltarile antenei in ceea ce priveste cresterea beneficiilor si a inteligentei.
Sistemele sectorizate: Sistemele de antene sectorizate iau o zona celulara traditionala si o subdivid in sectoare care sunt acoperite prin folosirea antenelor directionale care au o perspectiva din acelasi loc de statie. Operational fiecare sector este tratat ca o celula diferita, ale carei oscilatie este mai mare decat in cazul omnidirectional. Antenele de sector maresc posibilitatea de refolosire a frecventei canalului in astfel de sisteme celulare prin reducerea interferentei potentiale de-a lungul celulei originare, fiind larg folosite in acest scop. In practica un numar de 6 sectoare la o celula a fost folosit. Atunci cand se combina mai mult de una dintre aceste antene directionale, statia de baza poate acoperi toate directiile.
Sisteme Diversificate: In urmatorul pas catre antene rapide, diversificarea sistemului incorporeaza doua elemente de antena la baza statiei, ale caror mica separare fizica (diversitate spatiala) a fost folosita in timp pentru a imbunatati receptia contraporta efectelor negative ale multipath-ului.
Diversitatea ofera o imbunatatire in forta efectiva a semnalului receptat prin folosirea uneia dintre metodele:
1.) cea a diversitatii schimbate - presupunand ca cel putin una din antene va fi intr-un loc favorabil la un moment dat, acest sistem se schimba continuu intre antene (corecteaza fiecare din canalele receptionate la antena cu cea mai buna posibilitate de transmisie), astfel sa foloseasca intodeauna elementul cu cea mai mare capacitate. In timp ce efectele negative ale amortizarii semnalului sunt diminuate, ele nu cresc castigul decat atunci cand doar o antena este folosita.
2.) diversita combinarii – acest punc corecteaza faza de eroare in doua semnale multipath si combina puterea ambelor semnale pentru a produce castigul. O alta diversitate de sisteme, cum sunt sistemele maximale radio de combinare, imbina capacitatea tuturor antenelor pentru a mari rata energiei semnalului combinat receptionat la zgomot. Deoarece tipul macro-celular de statii de baza in timp folosesc foarte multa putere downlink (statia de baza catre utilizator) decat terminalele mobile pot genera in raspuns pe traseu cele mai diversificate sisteme de antene eveluind doar pentru a functiona in uplink (utilizator statia de baza).
Antenele diversificate in principal conecteaza o operatie de la un element la altul. Chiar daca acest fapt slabeste folosinta unui element odata nu ofera o amplificare favorabila fata de oricare altul ce foloseste si el un singur element. In mediile cu ridicata interferenta a mediului inconjurator , simpla strategie de a inchide cel mai puternic semnal sau de a obtine puterea maximala a acestuia de la antene este evident neadecvat si poate sa rezulte o receptie a unui cristal luminos ca si interferenta si nu semnalul dorit. Nevoia de atransmite catre numerosii utilizatori mult mai eficient fara a combina problema interferentei a dus catre pasul urmator de evolutie a sistemelor de antena si anume integrarea inteligenta a operatiei simultane a elementelor antenei diversificate. Rapid: Conceptele utilizarii antenelor multiple si de inovare a procesarii semnalului pentru a servi celulelor mult mai eficient au existat de mai multi ani. De fapt, o varietate intreaga de estimari ale costurilor privind antenele rapide a fost deja aplicata in sistemele de aparare. Pana in anii trecuti costurile ridicate au fost o piedica in folosirea lor in sistemele comerciale. Inceputul puternicei descresteri a costului pentru procesoarele de semnale digitale (DSPs), pentru procesoarele generale (s ASICs), precum si faptul ca softwar-uri inovatoare au facut antene perfectionate pentru comunicarea sistemelor celulare. Astazi, cand eficienta spectrala de solutii este o afacere in continua crestere, acest sistem furnizeaza o mai mare acoperire pentru fiecare celula de memorie, o mult mai ridicata respingere a interferentei si capacitati substantiale de imbunatatire.
