无线通信中的智能天线 金荣洪, 耿军平, 范瑜.pdfVIP

新一代信息通信技术书系·无线通信专辑 无线通信中的智能天线 ● 金荣洪 耿军平 范 瑜 编著 北京邮电大学出版社 ·北京· 前前 言言 近十年来，无线通信得到了飞速的发展，伴随着移动通信和个人无线通信用户数量的 急剧增加，通信流量和数据速率不断提高，对通信系统资源利用率的要求也相应地越来越 苛刻。然而经过几十年的充分挖掘，频率、时间和编码技术的潜力几乎已经发挥到了极 致，进一步提升的空间已经受到较大的限制，空间资源的开发成为业界瞩目的焦点，智能 天线、多天线等天线技术应运而生成为各类新颖通信系统的关键技术之一。 天线是实现电流、电压信号与电磁波之间转换的传感器，通过电磁波在空间的传播建 立无线信道，其关键是收发的高效和定向。天线的设计就是构建合适的天线结构，获得合 理的天线电流分布，使之定向和高效地辐射电磁波，因此传统天线的结构一旦确定，其电 性能也是确定的。所谓智能就是要求实现系统工作过程中天线电流分布及随之的空间辐 射、接收性能可控，达到提升系统性能的目的。信号处理和集成电路技术的发展使得这一 目的成为可能。智能天线是雷达自适应天线技术在无线通信领域的延伸和应用，通过阵 列天线电流幅相分布的智能化调节，跟踪期望用户方向使之高效通信，并在干扰方向产生 零陷达到抑制非期望用户的目的。因而就功能而言，智能天线已经从传统天线单纯的定 向、高效地传输能量和信息的传感器型部件转变为集能量和信息的传递，干扰抑制，空间 滤波，目标的识别、定位和跟踪等多种功能于一体的综合子系统。 智能天线包含了天线阵列设计和信号处理技术，本书也按照这一思路组织相应章节。 第 章介绍移动通信基本原理和智能天线基本概念、现状，作为全书的概貌和基础。第 员 圆 章介绍无线信道模型，涉及电波传播基础知识、信道模型的概念、室内和室外模型等。第 猿章介绍天线技术基础，包括天线的基本概念、参数定义、基站和终端天线的主要形式。 第 章介绍天线方向图综合技术，包括传统的解析方法、半解析方法和数值方法。其中半 源 解析方法仅仅介绍一种阵列扩展和 云云栽结合的方法，半解析方法的分类不一定十分贴 切，只是想说明其原理介于解析方法和完全数值方法之间。还有一些其他方法也可以归 入此类，只是限于篇幅没有展开介绍。第 章介绍数字波束成形（ ）技术，这是智能天 缘 阅月云 线信号处理部分的核心，在 阅月云原理、三大准则的基础上，介绍了几种典型的盲、非盲和 校正算法。第远章则介绍 阅韵粤估计算法。阅韵粤估计是智能天线系统的另一个重点，是 · · 员 实现移动通信系统许多功能的关键，自智能天线兴起以来得到了广泛的关注。尽管书中 努力只介绍一些基本算法和进展，但也占用了较大篇幅。第 章介绍多天线技术，以 苑 酝陨酝韵技术为主。尽管就原理和算法成立的前提而言，酝陨酝韵技术与 阅月云技术截然不 同，前者以天线阵列接收信号的充分角度扩散和不相关为前提，后者以阵元信号相关合成 和定向辐射为基础，但从功能上来说，都是无线信道空间资源的有效利用并以此提高无线 通信系统的性能，并且最近一段时间 酝陨酝韵技术得到了业界的广泛重视，因而也在本书 中一并列入。第 章介绍 定位技术，是智能天线对无线通信系统功能的拓展。第 、 愿 砸云 怨 员园两章则介绍了智能天线的硬件实现和现有一些智能天线系统的原理和框架。 智能天线内容十分广泛，涉及不同学科。本书的不少章节本身都是一些专门的研究 方向，也有不少相应的专著。本书只能是一个简略的介绍，给出智能天线