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第1章　移动通信系统及智能天线1

1.1　移动通信系统的发展与基本原理1

1.2　移动通信系统中的天线技术2

1.2.1　天线基础知识2

1.2.2　蜂窝移动通信系统的基站天线、直放站天线与室内天线4

1.2.3　电波传播的几个基本概念6

1.2.4　移动通信中的天线技术8

1.3 CDMA蜂窝移动通信11

1.3.1 CDMA的发展背景11

1.3.2 CDMA的基本概念11

1.3.3 CDMA蜂窝移动通信网的特点12

1.3.4　CDMA移动通信系统的关键技术13

1.3.5 第三代移动通信系统（3G）的发展历史15

1.3.6　第三代移动通信系统的无线接口标准15

1.3.7　第三代移动通信系统的演进策略16

1.3.8　第三代移动通信系统的网络结构18

1.4　智能天线的研究现状19

1.5　智能天线的工作方式20

第2章　地面无线通信系统的电波传播和信道模型22

2.1　电波传播基础22

2.1.1 自由空间的传播模型23

2.1.2　反射24

2.1.3　绕射26

2.2　衰落信道27

2.2.1 阴影衰落27

2.1.4　散射27

2.2.2　选择性衰落28

2.3　智能天线的空间信道模型31

2.3.1 智能天线的阵列信号处理31

2.3.2　向量信道的冲激响应32

2.3.3　空间信道模型33

2.4　室内信道模型39

2.4.1　室内环境的传播损耗39

2.4.2　室内无线信道的建模40

第3章　基站及终端天线技术42

3.1　天线基本参数42

3.1.1 方向图42

3.1.2　方向性系数、效率和增益44

3.1.3　有效长度、极化特性和频带宽度50

3.1.4　有效面积和有效长度52

3.1.5　天线输入阻抗52

3.1.6　等效各向均匀辐射功率53

3.2　基站常用天线54

3.2.1　对称振子54

3.2.2　天线阵列——线性阵列57

3.2.3 天线阵列——圆环阵列62

3.3　基站天线倾斜63

3.3.1 系统容量与基站天线倾斜的关系64

3.3.2 多区基站天线倾斜方案及容量分析67

3.4　终端常用天线71

3.4.1　单鞭天线71

3.4.2　螺旋天线73

3.4.4　微带贴片天线75

3.4.3　倒F天线75

3.4.5　介质天线83

3.4.6　终端中的天线阵列86

3.5　多天线间的耦合89

3.5.1　天线间耦合的表征89

3.5.2　天线间耦合及遮挡的影响分析90

3.5.3　天线和散射体间的耦合94

第4章　阵列方向图综合技术95

4.1　天线方向图基础知识95

4.1.1 阵列天线方向图基础95

4.1.2　天线电参数99

4.1.3　阵列天线自由度100

4.2.1 Dolph-Chebyshev方向图综合101

4.2　方向图综合的解析方法101

4.2.2 Taylor单参数方向图综合法102

4.3　方向图综合的半解析半数值方法103

4.4　方向图综合的数值方法111

4.4.1　线阵赋形方向图的相位加权111

4.4.2　基于递归最小二乘算法的方向图综合新方法113

4.4.3　方向图综合的自适应迭代算法115

4.4.4　具有指定零陷宽度的线性阵列天线方向图综合方法128

4.5　智能计算在方向图综合中的应用131

4.5.1 遗传算法在阵列天线方向图综合中的应用131

4.5.2　粒子群优化算法在阵列天线方向图综合中的应用142

第5章　数字波束形成技术150

5.1　数字波束形成原理150

5.1.1　概述150

5.1.2 系统结构和信号模型151

5.2　最佳滤波155

5.2.1 MMSE准则155

5.2.2 Max-SINR准则157

5.2.3 MV准则158

5.3　自适应波束形成算法159

5.3.1　概述159

5.3.2　非盲波束形成算法160

5.3.3　盲波束形成算法169

5.3.4 多用户波束形成179

5.3.5　波束空间波束形成186

5.3.6　宽带自适应天线阵190

5.4　阵列校正193

5.4.1　校正的概念和作用193

5.4.2　校正算法194

第6章　波达方向估计202

6.1　概述202

6.2　DOA算法的预备知识203

6.2.1　阵列输入矢量203

6.2.2　输入矢量的相关矩阵205

6.3　DOA估计的传统方法206

6.3.1　延迟-相加法207

6.3.2 Capon最小方差法207

6.4 MUSIC算法208

6.4.1 MUSIC算法的基本原理209

6.4.2 MUSIC算法的渐进性能分析211

6.4.3 MUSIC估计算法的最小方差下限213

6.4.4　求根MUSIC算法216

6.4.5　循环MUSIC算法217

6.4.6　波束空间MUSIC算法218

6.4.7　提高计算速度的方法219

6.4.8 Smart MUSIC算法220

6.5 ESPRIT算法221

6.5.1 基本ESPRIT算法的工作原理221

6.5.2 酉ESPRIT算法223

6.6　快速子空间分解算法226

6.6.1　算法基本原理226

6.6.2　适用于快速子空间分解算法的信号源数目估计228

6.7　相干信号的DOA估计229

6.7.1 空间平滑处理技术229

6.8.1 高阶矩与高阶累积量的定义230

6.8　基于高阶累积量的DOA估计算法230

6.7.2 多维MUSIC算法230

6.8.2 基于四阶累积量ESPRIT的DOA估计算法232

6.9　DOA估计的最大似然方法234

6.9.1　基本算法234

6.9.2　非均匀噪声DOA估计的最大似然估计算法235

6.10　其他DOA算法简介238

6.10.1 基于迭代最小二乘投影CMA的DOA估计算法238

6.10.2　不需要进行矩阵本征值分解的方法239

6.11　利用特征分解检测信源数239

6.11.1 SH、MDL、AIC准则239

6.11.2　利用Gerschgorin半径进行信源数目估计240

7.1.1 多天线系统的基本概念243

7.1　MIMO系统概述243

第7章　多天线技术243

7.1.2 MIMO信道的一般描述245

7.2 MIMO系统的容量248

7.2.1　容量概述248

7.2.2　确定性信道的容量249

7.2.3　随机MIMO信道的容量252

7.3　MIMO的编码技术253

7.3.1 空时编码及编码准则253

7.3.2　空时格形码256

7.3.3　空时分组码257

7.3.4　分层空时结构261

7.3.5　其他的空时编码262

7.4.1 ML接收机263

7.4 MIMO系统的接收机算法263

7.4.2 线性接收机264

7.4.3 QR分解算法265

7.4.4　连续干扰对消267

7.4.5 小结269

第8章　RF定位技术270

8.1　概述270

8.2　定向PL系统271

8.3　定距PL系统273

8.3.1 真实距离PL系统273

8.3.2 椭圆型PL系统275

8.3.3 双曲型PL系统276

8.4　TDOA估计方法276

8.4.2　TDOA估计的广义模型277

8.4.1　波达时延估计277

8.4.3　双曲型PL估计方法278

8.4.4　无约束非线性最小二乘算法279

8.4.5　约束非线性最小均方算法280

8.5　双曲型定位技术的定位精度281

8.5.1 MSE和CRB下界281

8.5.2　圆周概率误差282

8.5.3　几何精度因子282

8.6　小结283

第9章　智能天线的硬件实现284

9.1　多波束智能天线系统的硬件构架284

9.1.1 固定多波束天线系统285

9.1.2　波束切换型智能天线288

9.1.3 多波束形成网络289

9.2 自适应智能天线系统的硬件构架291

9.2.1　概述291

9.2.2 自适应智能天线的硬件实现292

9.3　基于软件无线电的智能天线299

9.3.1 智能天线与软件无线电299

9.3.2　利用软件无线电的智能天线技术300

9.3.3　基于软件无线电的智能天线系统构架——单个天线和固定多波束天线301

9.3.4　基于软件无线电的智能天线系统构架——切换型多波束天线303

9.3.5　基于软件无线电的智能天线系统构架——扫描波束的阵列天线308

9.3.6　基于软件无线电的智能天线系统构架——其他方案310

9.4　终端智能天线的实现313

9.4.1　手持移动终端的智能天线313

9.4.2 自适应双天线阵列在手机中的应用314

9.4.3　用于WCDMA的手机智能天线316

9.5　射频前端和阵列天线的一体化设计317

9.5.1　射频前端和阵列天线的一体化设计要考虑的问题317

9.5.2　公共微波射频链路318

9.6　小结319

第10章　智能天线系统介绍320

10.1　美国Metawave公司的智能天线技术320

10.1.1 SpotLight？ GSM波束切换智能天线系统321

10.1.2 SpotLight？ 2200智能天线324

10.2 美国ArrayCom公司的IntelliCell智能天线技术326

10.2.1 IntelliCell原理326

10.2.2 IntelliCell技术的优点328

10.2.3 IntelliCell技术的应用328

10.3　欧洲TSUNAMI智能天线项目329

10.4　日本移动通信DBF实验系统330

10.5　韩国KMW公司的动态多波束天线技术331

10.5.1 系统简介331

10.5.2　动态多波束系统结构332

10.5.3　动态多波束系统应用333

10.6　中国大唐在智能天线技术方面的研究335

10.7　其他智能天线技术336

10.7.1 罗顿科技室内智能天线系统336

10.7.2 自我调节的天线337

10.8　智能天线实验平台338

10.8.1　智能天线实验平台的研究338

10.8.2　一个实用的智能天线实验平台方案339

附录344

参考文献350