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第一篇 无线信号传输理论基础1

1 无线通信系统原理1

1.1 无线通信简史1

1.1.1 无线通信的起源1

1.1.2 蜂窝移动电话的发明1

1.1.3 全球蜂窝移动通信网络1

1.2 无线通信的基本概念2

1.2.1 单工通信和双工通信2

1.2.2 无线通信网络3

1.3 信号和噪声分析3

1.3.1 信号的调制3

1.3.2 噪声3

1.3.3 信噪比4

1.3.4 噪声系数和噪声温度4

1.4 频率域信号分析5

1.4.1 数学基础——傅里叶集6

1.4.2 信号的有限带宽6

1.4.3 噪声功率谱密度6

1.5 无线电频谱7

1.5.1 无线通信领域的频谱7

1.5.2 信号的带宽约束8

1.5.3 频谱资源的再利用9

习题19

2 信号传输理论基础10

2.1 信号的概念10

2.1.1 时域10

2.1.2 频域11

2.1.3 比特率与带宽的关系12

2.2 信号的传输12

2.2.1 模拟数据和数字数据12

2.2.2 模拟信号和数字信号13

2.2.3 模拟信号和数字信号的传输14

2.3 信道容量14

2.3.1 尼奎斯特带宽15

2.3.2 香农公式15

2.4 无线电信号传输媒质16

2.4.1 地面微波传输16

2.4.2 卫星微波传输17

2.4.3 广播无线电波18

2.4.4 红外线电波18

2.5 信号传输的多路复用技术18

习题221

3 无线电波信号的传播22

3.1 无线电波在自由空间的传播22

3.1.1 无线电波的传播方式22

3.1.2 无线电波的基本性质22

3.1.3 自由空间的传播损耗23

3.1.4 自由空间条件下的收信电平24

3.2 地形对电波传播的影响25

3.2.1 在平滑地面上的电波传播25

3.2.2 在球形地面上的电波传播27

3.3 大气对电波传播的影响29

3.3.1 大气对电波的吸收29

3.3.2 雨雾引起的电波衰减29

3.3.3 大气引起电波发生折射30

3.4 电波传播中的衰落特性33

3.4.1 电波传播衰落的基本概念和性质33

3.4.2 平衰落及其瑞利分布统计特性34

3.4.3 频率选择性衰落36

3.5 抗衰落技术40

3.5.1 概述40

3.5.2 空间分集技术41

3.5.3 频率分集技术44

3.5.4 自适应均衡技术45

3.5.5 智能天线技术47

习题349

4 无线通信天线50

4.1 概述50

4.2 简单天线50

4.2.1 半波偶极天线50

4.2.2 辐射电阻51

4.3 天线的特性52

4.3.1 天线的辐射图52

4.3.2 天线的增益和方向性54

4.3.3 天线的波束宽度55

4.3.4 前后向增益比55

4.3.5 主波瓣和副波瓣56

4.3.6 有效全向辐射功率和有效辐射功率56

4.3.7 天线的阻抗57

4.3.8 极化57

习题457

5 无线通信扩频技术58

5.1 扩频技术原理58

5.2 跳频扩频技术58

5.2.1 跳频的原理和方法58

5.2.2 采用多相频移键控的跳频扩频60

5.2.3 跳频的扩频增益61

5.3 直接序列扩频技术61

5.4 码分多址技术62

5.4.1 码分多址的基本原理62

5.4.2 直接序列扩频的码分多址63

5.4.3 码分多址扩展序列的生成64

习题564

第二篇 蜂窝移动通信网络技术64

6 蜂窝移动通信66

6.1 蜂窝移动通信网络结构66

6.1.1 概述66

6.1.2 蜂窝式网络组织66

6.1.3 频率复用67

6.1.4 容量的增加68

6.2 蜂窝移动通信系统的工作原理68

6.2.1 蜂窝式移动电话系统的原理68

6.2.2 移动电话呼叫流程69

6.3 移动通信网络信号的传播和覆盖70

6.4 越区切换71

6.5 功率控制72

6.5.1 开环功率控制72

6.5.2 闭环功率控制72

6.6 话务容量设计72

6.6.1 无线话务量模型72

6.6.2 无限信息源和呼损清除模型73

习题674

7 GSM移动通信技术75

7.1 概述75

7.1.1 第一代和第二代蜂窝移动通信系统75

7.1.2 频分多址和时分多址技术75

7.1.3 时分多址的主要设计参数76

7.2 GSM的网络结构76

7.2.1 移动终端77

7.2.2 基站子系统77

7.2.3 网络子系统77

7.3 GSM的信道和时隙77

7.3.1 时分多址帧格式78

7.3.2 GSM的话音编码79

7.3.3 GSM的数据编码79

7.3.4 慢跳频技术79

7.3.5 时延均衡79

7.4 GSM的信令体系79

习题780

8 码分多址移动通信技术82

8.1 概述82

8.1.1 码分多址蜂窝系统的优点82

8.1.2 码分多址蜂窝系统的缺点82

8.1.3 Rake接收原理82

8.1.4 软切换83

8.2 码分多址的无线信道83

8.2.1 IS-95的前向链路84

8.2.2 IS-95的反向链路85

8.3 第三代移动通信系统86

8.3.1 概述86

8.3.2 IMT-2000的无线接口87

8.3.3 宽带码分多址的链路设计88

8.3.4 CDMA2000 1X EV-DO系统88

习题890

第三篇 数字微波通信技术91

9 数字微波通信和数字微波通信系统91

9.1 数字微波通信91

9.1.1 无线电波的频段划分及微波通信的常用频段91

9.1.2 微波的传播特性92

9.1.3 数字微波通信的特点92

9.1.4 数字微波通信的分类93

9.1.5 地面微波中继通信的应用94

9.2 数字微波通信系统95

9.2.1 数字微波通信链路的构成95

9.2.2 数字微波通信系统的组成96

9.2.3 数字微波通信系统的性能指标97

习题998

10 数字微波通信的主设备99

10.1 发信设备99

10.1.1 发信设备的构成99

10.1.2 发信设备的主要性能指标100

10.1.3 微波振荡源101

10.1.4 上变频器102

10.1.5 线性功率放大器103

10.2 收信设备104

10.2.1 收信设备的构成104

10.2.2 收信设备的主要性能指标104

10.2.3 微波低噪声放大器105

10.2.4 微波收信混频电路106

10.3 微波通信的天馈系统107

10.3.1 微波通信天线和馈线系统107

10.3.2 微波通信天线的技术要求108

10.3.3 微波通信天线的类型112

10.4 微波通信的干扰和噪声113

习题10114

11 本地多点分配业务115

11.1 概述115

11.2 LMDS系统的结构、特点和应用115

11.2.1 LMDS系统的结构115

11.2.2 LMDS系统的特点117

11.2.3 LMDS系统的应用117

11.3 LMDS系统的频率分配118

11.3.1 分配的基本原则118

11.3.2 工作频段118

11.3.3 频段配置118

11.3.4 频段带宽的选择119

11.4 LMDS系统的技术分析121

11.4.1 双工方式121

11.4.2 复用／多址方式121

11.4.3 调制方式122

11.4.4 组网方式122

11.4.5 抗雨衰影响的措施122

11.5 典型LMDS系统123

11.5.1 概述123

11.5.2 系统的组成123

12 多信道多点分配业务125

12.1 概述125

12.2 MMDS系统的结构、特点和应用125

12.2.1 MMDS系统的结构125

12.2.2 MMDS系统的特点127

12.2.3 MMDS系统的应用127

12.3 MMDS系统的频率分配128

12.3.1 工作频段128

12.3.2 频段配置128

12.4 MMDS系统的技术分析129

12.4.1 双工方式129

12.4.2 调制方式129

12.4.3 复用／多址方式129

12.5 典型MMDS系统129

12.5.1 概述129

12.5.2 系统的结构130

12.5.3 系统的特点132

参考文献133