無線通信原理與應用:無線通信課程的權威教材-中文百科頻道

圖書目錄

英文目錄

1IntroductiontoWirelessCommunicationSystems

2ModernWirelessCommunicationSystems

3TheCellularConcept-SystemDesignFundamentals

4MobileRadioPropagation:Large-ScalePathLoss

5MobileRadioPropagation:Small-ScaleFadingandMultipatipath

6ModulationTechniquesforMobileRadio

7Equalization,Diversity,andChannelCoding

8SpeechCoding

9MultipleAccessTechiquesforWirelessCommunications

10WirelessNetworking

11WirelessSystemsandStandeads

APPENDICES

INDEX

……

中文目錄

第1章無線通信系統概述.

1．1移動無線通信的發展

1．2美國移動無線電話

1．3全球移動通信系統

1．4無線通信系統的實例

1．5蜂窩無線通信和個人通信的發展趨勢

1．6習題

第2章現代無線通信系統

2．12g蜂窩網絡

2．23g無線網絡

2．3無線本地環路(wll)與lmds

2．4無線局域網(wlan)

2．5藍牙和個域網(pan)

2．6小結

2．7習題

第3章蜂窩的概念：系統設計基礎

3．1概述

3．2頻率複用

3．3信道分配策略

3．4切換策略

.3．5幹擾和系統容量

3．6中繼和服務等級

3．7提高蜂窩系統容量

3．8小結

3．9習題

第4章移動無線電傳播：大尺度路徑損耗

4．1無線電波傳播介紹

4．2自由空間傳播模型

4．3電場和功率

4．4三種基本傳播機制

4．5反射

4．6地面反射(雙線)模型

4．7繞射

4．8散射

4．9運用路徑損耗模型進行實際的鍊路預算設計

4．10室外傳播模型

4．11室内傳播模型

4．12建築物信号穿透

4．13射線跟蹤和特定站址建模

4．14習題

第5章移動無線電傳播：小尺度衰落和多徑效應

5．1小尺度多徑傳播

5．2多徑信道的沖激響應模型

5．3小尺度多徑測量

5．4移動多徑信道的參數

5．5小尺度衰落類型

5．6瑞利和萊斯分布

5．7多徑衰落信道的統計模型

5．8小尺度衰落無線信道的多徑成型因子理論

5．9小結

5．10習題

第6章移動無線電中的調制技術

6．1調頻與調幅

6．2幅度調制

6．3角度調制

6．4數字調制概述

6．5波形編碼

6．6脈沖成形技術

6．7調制信号的幾何表示

6．8線性調制技術

6．9恒包絡調制

6．10線性和恒包絡組合調制技術

6．11擴頻調制技術

6．12衰落和多徑信道中的調制性能

6．13習題

第7章均衡、分集和信道編碼

7．1概述

7．2均衡原理

7．3一種常用的自适應均衡器

7．4一種通信接收機的均衡器

7．5均衡技術分類

7．6線性均衡器..

7．7非線性均衡器

7．8自适應均衡算法

7．9部分間隔均衡器

7．10分集技術

7．11rake接收機

7．12交織

7．13信道編碼原理

7．14分組碼和有限域

7．15卷積碼

7．16編碼增益

7．17網格編碼調制

7．18turbo碼

7．19習題

第8章語音編碼

8．1概述

8．2語音信号的特性

8．3量化技術

8．4自适應差分脈沖編碼調制(adpcm)

8．5頻域語音編碼

8．6聲碼器

8．7線性預測編碼器

8．8為移動通信選擇語音編解碼器

8．9gsm編解碼器

8．10usdc編解碼器

8．11語音編碼器的性能評估

8．12習題

第9章無線通信多址接入技術

9．1概述

9．2頻分多址(fdma)

9．3時寸分多址(tdma)

9．4擴頻多址(ssma)

9．5空分多址(sdma)

9．6分組無線電(pr)

9．7蜂窩系統的容量

9．8習題

第10章無線網絡

10．1概述

10．2無線網絡和固定電話網的區别

10．3無線網絡的發展

10．4固定網絡傳輸層次

10．5無線網絡中的業務路由

10．6無線數據業務

10．7公共信道信令(ccs)

10．8綜合業務數字網(isdn)

10．97号信令系統(ss7)

10．10ss7的一個實例：全球蜂窩網絡互操作性

10．11個人通信業務與個人通信網(pcs/pcn)

10．12網絡接人的協議

10．13網絡數據庫

10．14通用移動通信系統(umts)

10．15小結

第11章無線系統和标準

11．1amps和etacs

11．2美國數字蜂窩标準(is-54和is-136)

11．3全球移動系統(gsm)

11．4cdma數字蜂窩标準(is-95)

11．5無繩電話中的ct2标準

11．6歐洲數字無繩電話(dect)

11．7個人接人通信系統(pacs)

11．8太平洋數字蜂窩(pdc)

11．9個人手提電話系統(phs)

11．10美國pcs和ism頻段

11．11美國無線微波頻段電視

11．12全球标準總結

11．13習題

附錄a中繼理論

附錄b鍊路預算中的噪聲系數計算

附錄c成型因子理論中的方差率關系式

附錄d成型因子理論中的近似空間自協方差函數

附錄e擴頻cdma的高斯近似

附錄fq、erf和erfc函數

附錄g數學公式表

附錄h縮略詞

附錄i參考文獻

索引...

序言

撰寫本書第二版的目的是引導初學者進入并了解當今世界發展最快的工程領域之一——個人無線通信。本書按照先易後難的思路的對無線通信系統的核心設計、應用工具、研究和開發中涉及到的重要技術概念及其不斷發展的标準進行了詳盡介紹。本書的作者既是一名教師和研究人員，同時也擔任着技術培訓和咨詢等工作，因此有着豐富的教學經驗和實踐經驗。書中的内容繼續沿用了1990年第一次引入電子工程專業的課程模式，在那時全世界隻有不到五百萬的無線電話用戶。到了21世紀，已經有超過6億人成為無線電話服務的使用者，占到了世界人口的10%，并且這個數字将在2010年到達50%。

本書在第一版的基礎上又進行了修改和更新，可作為工程師研究人員的參考用書，也可作為本科生和研究生的專業教材。本書包含了無線通信中的基礎理論和實際應用，适合所有的無線技術人員的使用。為了強調重要概念，書中提供了大量的工程實例和課後習題。第二版中又增加了最近更新的無線工程技術标準，使其更加适合企業的短期培訓課程及其他領域的人員使用。

書中引用了若幹篇期刊文章，以提供給感興趣的讀者閱讀，這些文章對于掌握其他領域的技術是很有必要的。為了方便初學者，應電氣和電子工程師協會（IEEE）之邀，作者還編寫了兩冊無線技術期刊摘要，這些期刊包含了無線技術産業界所用到的技術内容。摘要叢書對于讀者理解無線通信技術很有幫助，但不是必需的，可以作為本書的補充材料使用。本書提供了詳盡的自學教程和豐富的參考資料，可以作為讀者的自學用書、教學參考書或使用手冊。同時，為了幫助讀者鞏固所學知識，本書還提供了大量的例子和習題。

本書面向那些已經掌握諸如概率論、通信原理和基本電磁學等技術概念的學生和工程師。然而，就如同無線通信産業本身一樣，書中綜合了許多不同技術學科的材料，所以并不是所有讀者對本書講解的主題都學習過預備課程。為了提供廣泛的背景知識，本書中的重要概念都是首先圍繞原理展開，以便于讀者掌握無線通信技術的基礎。本書可作為工業應用中的指導手冊或課堂上的教材。

本書的内容和章節的順序采用1991年作者在弗吉尼亞綜合理工學院和州立大學一年級研究生課程的教學中所使用的結構。第1章介紹了無線通信技術的發展，以及無線系統從第一代模拟技術到第二代數字技術的演進；講述了世界範圍内蜂窩無線通信的增長和20世紀90年代中期無線通信産業的狀況。第2章總體介紹了21世紀重要的現代無線通信系統，比如第三代移（3G）動通信、無線局域網（WLAN）、本地多點業務分配系統（LMDS）及藍牙技術。

通過閱讀第2章的内容，可以使讀者體會到無線技術中的各種業務（如語音服務、數據業務、多媒體業務等）是如何深入到我們的日常生活中。第3章介紹了諸如頻率複用、切換等蜂窩無線通信中的基本概念，這些概念是利用有限頻帶向移動用戶提供無線通信服務的核心。第3章也講述了中繼效率的原理，以及移動台和基站間的幹擾是怎樣影響蜂窩系統容量的。第4章介紹了無線傳輸路徑損耗、鍊路預算和對數正态陰影衰落的問題，并描述了許多不同的運營環境中無線電波傳播的大尺度效應的建模和預測方法。第5章講述了無線電波傳播的小尺度效應問題（比如衰落、時延擴展和多普勒擴展），并講述了如何測量和建模不同信号帶寬和運動速度通過多徑信道對瞬時接收信号所産生的影響。

無線電波的傳播已經成為有史以來最難分析和設計的問題，因為它不像有線通信系統那樣能夠提供一個穩定、固定的傳播路徑。當通信的一端運動的時候，無線電傳播路徑是随機的，并且經曆陰影衰落和多徑衰落。第5章還新增了在智能天線和定位系統發展與分析中至關重要的空－時信道建模。

第6章介紹了無線通信中最常用的的模拟和數字調制技術，并講述了在選擇調制方式時的評價方法。此外還闡述了諸如接收機的複雜度、調制和解調的實現、衰落信道的誤比特率（BER）和頻譜利用率等問題。信道編碼、自适應均衡和天線分集等概念在第7章進行了講解。在人們步行和駕車時使用的便攜式無線電的通信系統中，可以單獨地或綜合地使用這些方法，以提高在衰落和噪聲環境下的數字移動無線通信的質量（即減少誤比特率）。

第8章介紹了語音編碼技術。在過去的十年裡，語音編碼技術在降低高質量數字化語音傳輸系統中所需要的傳輸數據速率方面取得了顯着的進展，這使無線系統設計者能夠将終端用戶的業務和網絡的體系結構相匹配。在本章中還提到了推動自适應脈沖編碼調制和線性預測編碼發展的原理，同時也讨論了如何使用這些技術在已有的和将來的蜂窩、無線和個人通信系統中評估語音質量。第9章介紹了時分、頻分和碼分多址技術，以及最新的分組預留和空分多址等多址接入技術。第9章還講述了每種接入方式是如何容納大量移動用戶的，并解釋了多址接入技術如何影響蜂窩系統的容量和網絡結構。

第10章描述了廣域無線通信系統的組網問題，并提供了世界上已經投入使用或将來推薦使用的蜂窩、無線和個人通信系統使用的組網方案。第11章通過描述和比較現有的第二代蜂窩、無繩和個人通信體統，總結了前9章的主要内容。第11章還提出了個人通信系統的設計和實現中的一些折中方法，這一章讨論的主要電信标準的相關信息可以單獨作為某些商用的廣域無線系統的參考資料。

附錄中包含中繼理論、噪聲系數、噪聲計算和擴頻碼分系統的高斯近似法，為那些對解決實際無線通信問題感興趣的人提供了詳細的參考内容。附錄中還包括了幾百個工程中用到的數學公式和恒等式。作者嘗試将更多的有用信息放在附錄中，這樣會使學生們在使用時更加方便，實際工程師也利用它們解決超出本書講解之外的更多問題。

如果本書作為工業界人士的使用，第1章~第4章、第9章及第11章對那些在蜂窩系統設計和射頻測試/維護領域工作的工程師會有所幫助。而第1章、第2章、第6章~第8章和第11章則是為剛涉入無線領域的技術人員和現代數字信号處理工程師精心準備的。對于更廣泛的讀者，如網絡操作者、管理人員、運營商及相關的專業政策管理人員等，相信他們會和工程師一樣對第1章、第2章和第10章、第11章的内容感興趣。

如果在本科教學中使用這本書，指導教師可能會集中講解第1章~第6章或第1章~第5章及第9章，在本科生課程的第二學期或是研究生課程中可以按層次講解其他章節。同樣，第1章、第2章、第3章、第4章、第6章、第8章、第9章及第10章的有用材料可以很容易加到有關通信和網絡原理的本科課程中。如果在研究生課程中使用這本教材，那麼可在半學期内完成第1章~第6章及第10章的授課，并在接下來的學期教授第7章~第8章及第11章的内容。在第2章、第10章和第11章中，作者添加了那些在實際網絡實施和世界标準中重要的但是很少寫出來的内容。