智能天線工程

前言

　　目前，無線通信技術(shù)發(fā)展如火如荼、方興未艾，已躍居為21世紀(jì)通信領(lǐng)域最重要的技術(shù)之一，智能天線則是無線通信技術(shù)中一個(gè)重要的研究熱點(diǎn)。智能天線工程屬于跨學(xué)科的領(lǐng)域，涉及天線陣、信號處理、數(shù)字通信、射頻工程、電波傳播等方面的知識和技能。我國的TD-SCDMA 3G系統(tǒng)中已經(jīng)采用智能天線技術(shù)。為了幫助大家掌握智能天線原理與設(shè)計(jì)技術(shù)，我們翻譯了此本學(xué)術(shù)專著?！　”緯Y(jié)合了美國高通公司(Qualcomm)在無線通信領(lǐng)域中智能天線的研究成果，在理論上、實(shí)踐上都有較大創(chuàng)新。本書應(yīng)用面較寬，其翻譯出版必將有助于推動我國天線工程事業(yè)的發(fā)展。本書的主要讀者是智能天線研發(fā)工程師、設(shè)計(jì)人員、工程和產(chǎn)品管理者對學(xué)習(xí)大學(xué)本科或研究生階段的智能天線應(yīng)用領(lǐng)域的課程也具有重要參考價(jià)值?！　”緯姆g工作由深圳大學(xué)信息工程學(xué)院的何業(yè)軍、黃磊、李霞3位老師共同完成。何業(yè)軍翻譯前言。致謝及第3、4、7、8、9、10章，并負(fù)責(zé)全書的統(tǒng)稿、修改與校對工作。李霞翻譯第1、2章，黃磊翻譯第5、6章。全書由北京郵電大學(xué)教授陳俊亮院士主審。此外，譯者還修正了原書中的某些疏漏?！　”緯軌蝽樌霭娴靡嬗谏钲诖髮W(xué)學(xué)術(shù)著作出版基金資助。譯者何業(yè)軍還要感謝中國博士后科學(xué)研究基金(No.20070420912)。香港研究資助局基金(CUHK。4190／03E)。深圳大學(xué)青年科學(xué)基金(No.200749)的資助。本書在出版過程中，得到電子工業(yè)出版社劉皎。凌毅的大力協(xié)助，在此一并表示感謝。　　雖然我們在翻譯過程中盡了最大努力，但是由于譯者水平有限，疏漏和不當(dāng)之處在所難免，懇請讀者不吝指正。我們的聯(lián)系郵箱為yjhe@szu.edu.cn。

內(nèi)容概要

　　本書是一本關(guān)于智能天線工程的經(jīng)典著作，詳細(xì)地介紹了智能天線的基本概念、基本原理與技術(shù)。全書共10章。第1～3章講述無線通信系統(tǒng)的發(fā)展簡史、多址技術(shù)及空間信道建模，第4—5章闡述智能天線的兩種主要類型：固定多波束智能天線系統(tǒng)和自適應(yīng)天線陣系統(tǒng)。第6～9章講述智能天線系統(tǒng)概況、智能天線算法、基站及移動臺中的智能天線。第10章簡要介紹多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)。本書內(nèi)容新穎，講述深入淺出，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可靠?！　”緯瓤勺鳛楦叩仍盒ｋ娮有畔⒐こ?、通信工程等專業(yè)本科生和通信與信息系統(tǒng)、信號與信息處理、電磁場與微技術(shù)、空間信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)研究生教材，也可作為無線通信工程師設(shè)計(jì)智能天線的重要參考用書。智能天線作為3G提出的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，目前我國已將其應(yīng)用于TD-SCDMA系統(tǒng)中，因此本書還是TD-SCDMA技術(shù)人員的參考用書

書籍目錄

第1章　導(dǎo)言1.1　無線移動通信系統(tǒng)1.2　全球移動通信市場增長1.3　滿足數(shù)據(jù)要求的方案1.4　峰值數(shù)據(jù)速率和吞吐量技術(shù)1.5　為什么要采用智能天線1.6　智能天線的優(yōu)點(diǎn)1.7　智能天線的分類1.8　切換波束天線和固定波束天線1.9　自適應(yīng)天線陣參考文獻(xiàn)第2章　2G和3G系統(tǒng)中的多址技術(shù)2.1　引言2.2　多址無線通信2.3　CDMA的基本原理2.4　第三代系統(tǒng)2.5　基本CDMA過程2.6　CDMA嵌入小區(qū)容量2.7　覆蓋與容量折中2.8　小結(jié)參考文獻(xiàn)精選文獻(xiàn)第3章　空間信道建模3.1　引言3.2　無線環(huán)境和蜂窩類型3.3　多徑信道3.4　信道特性3.5　路徑損耗模型3.6　空間信道建模3.7　空間信道模型在系統(tǒng)仿真中的應(yīng)用3.8　角度擴(kuò)展影響參考文獻(xiàn)精選文獻(xiàn)第4章　固定波束智能天線系統(tǒng)4.1　引言4.2　傳統(tǒng)的扇區(qū)化4.3　傳統(tǒng)扇區(qū)化的局限性4.4　天線陣基礎(chǔ)4.5　波束形成4.6　But1er矩陣4.7　波束形成器的空域?yàn)V波4.8　波束切換系統(tǒng)4.9　固定多波束系統(tǒng)4.10　CDMA系統(tǒng)的自適應(yīng)蜂窩扇區(qū)化參考文獻(xiàn)第5章　自適應(yīng)天線陣系統(tǒng)5.1　上行鏈路處理5.2　下行鏈路處理5.3　下行鏈路波束形成5.4　小結(jié)參考文獻(xiàn)精選文獻(xiàn)第6章　無線基站中智能天線接收機(jī)和算法6.1　參考信號方法6.2　基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)DOA的波束形成6.3　角度擴(kuò)展對最優(yōu)波束形成的影響6.4　下行鏈路波束形成6.5　向量Rake接收機(jī)6.6　信道估計(jì)6.7　波束形成6.8　小結(jié)參考文獻(xiàn)第7章　3G網(wǎng)絡(luò)中的覆蓋與容量提高7.1　引言7.2　鏈路預(yù)算和覆蓋7.3　話音業(yè)務(wù)7.4　數(shù)據(jù)應(yīng)用7.5　覆蓋和容量受限鏈路7.6　智能天線對上行鏈路覆蓋和容量的影響7.7　小結(jié)參考文獻(xiàn)第8章　智能天線系統(tǒng)概況8.1　引言8.2　第三代空中接口和協(xié)議棧8.3　物理層8.4　移動呼叫狀態(tài)8.5　支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊苿有赃^程8.6　重構(gòu)高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程8.7　分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)8.8　導(dǎo)頻信道8.9　應(yīng)用于下行鏈路波束形成的信道8.10　主要的無線網(wǎng)絡(luò)算法概述8.11　先進(jìn)空域技術(shù)對系統(tǒng)的影響8.12　波束調(diào)向或自適應(yīng)波束形成8.13　小結(jié)參考文獻(xiàn)第9章　移動臺的智能天線9.1　引言9.2　多天線移動臺的設(shè)計(jì)9.3　合并技術(shù)9.4　自適應(yīng)波束形成或最佳合并9.5　 Rake接收機(jī)大小9.6　互耦效應(yīng)9.7　雙天線性能提高9.8　下行鏈路容量增益9.9　小結(jié)參考文獻(xiàn)第10章　MIMO系統(tǒng)10.1　引言10.2　MIMO系統(tǒng)原理10.3　傳輸策略10.4　MIMO方式10.5　MIMO的優(yōu)勢和關(guān)鍵性能問題10.6　射頻傳播特性10.7　信干噪比環(huán)境10.8　空分復(fù)用10.9　小結(jié)參考文獻(xiàn)縮寫詞列表

章節(jié)摘錄

　　第1章　導(dǎo)言　　自適應(yīng)天線在雷達(dá)、衛(wèi)星通信、遙感和測向等多個(gè)領(lǐng)域中已經(jīng)使用了數(shù)十年，例如，雷達(dá)和保密通信系統(tǒng)利用這些天線具有自適應(yīng)工作環(huán)境的能力來抗阻塞。多年前，衛(wèi)星通信系統(tǒng)就使用多波束和點(diǎn)波束天線，完成對精確地理位置的覆蓋。不同的應(yīng)用所要解決的問題不同，需要考慮的因素包括通信系統(tǒng)運(yùn)行的信道、傳播環(huán)境、干擾源及噪聲或阻塞等。另外，使用自適應(yīng)天線的最終目的，也影響了天線陣列類型、陣列大小、自適應(yīng)算法的選擇及與系統(tǒng)其他部件的結(jié)合方式。本章概述目前蜂窩移動通信系統(tǒng)的狀況、它們的不同演進(jìn)方向、移動通信系統(tǒng)的增長潛力，同時(shí)介紹智能天線在3G蜂窩通信系統(tǒng)中的優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用。　　1.1　無線移動通信系統(tǒng)　　20世紀(jì)80年代和90年代，隨著第二代移動通信系統(tǒng)（簡稱2G）的出現(xiàn)，蜂窩無線和個(gè)人通信系統(tǒng)（PCs，Personal communications systems）開始興起，其目的是滿足日益增長的通信需求。早期移動通信系統(tǒng)以模擬技術(shù)為基礎(chǔ)，采用頻分多址（FDMA，frequency division multiDle access）技術(shù)。多路接入時(shí)，多個(gè)用戶共享公共的資源。在FDMA系統(tǒng)中，將可用頻譜分成若干具有固定帶寬的信道（北美模擬標(biāo)準(zhǔn)AMPS對應(yīng)的信道帶寬為30 kHz），將其分配給用戶可與基站進(jìn)行雙向通信。換句話說，所有用戶共享的資源是帶寬。由于可用頻譜有限，單個(gè)小區(qū)所能服務(wù)的用戶數(shù)或者說容量就受到限制。為了使容量最大，可在每個(gè)小區(qū)中重復(fù)使用整個(gè)有用頻譜——稱為復(fù)用因子為1。然而，與所有用戶通信所需的基站發(fā)射功率，加上克服多徑衰落的額外余量功率，會引起相鄰小區(qū)用戶同頻干擾，使信號質(zhì)量大大下降。為了將干擾降低到可接受的水平，以維持給定的信號質(zhì)量，分配到每個(gè)小區(qū)的信道數(shù)必須減少，換句話說，復(fù)用因子必須增加，這樣會降低整個(gè)系統(tǒng)容量。

編輯推薦

　　《智能天線工程》為從事2G、3G及先進(jìn)的MIMO無線移動通信系統(tǒng)中智能天線應(yīng)用的專業(yè)人員提供了翔實(shí)的實(shí)用資料及清晰的實(shí)際設(shè)計(jì)指導(dǎo)。具體包括：　　為特殊應(yīng)用場合選擇最合適的智能天線方案；　　設(shè)計(jì)恰當(dāng)?shù)纳闲墟溌泛拖滦墟溌凡ㄊ纬伤惴ǎ弧　》治龊驮u價(jià)給定系統(tǒng)方案的性能；　　平衡上、下行鏈路的容量和覆蓋，以提高整個(gè)系統(tǒng)性能。　　《智能天線工程》覆蓋了無線通信中的許多關(guān)鍵技術(shù)，包括多址技術(shù)與自適應(yīng)陣列系統(tǒng)、無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋率與容量及移動臺的智能天線等。此外，《智能天線工程》還對最新的空間信道模型進(jìn)行了闡述，以便使用者可以更準(zhǔn)確地評價(jià)系統(tǒng)性能。

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