本书主要介绍对任何移动通信系统的实现都非常重要的无线移动通信基本原理。内容包括无线传播模型、同频道干扰、调制信号与功率谱、平坦衰落信道的数字信号、天线分集、均衡与干扰消除、错误控制编码、扩频技术、TDMA蜂窝结构、CDMA蜂窝结构、链路质量测量TDMA蜂窝结构、信道分配技术等。
本书不仅适用于相关专业的高年级本科生和研究生用做专业基础理论课教材,也可以为熟悉行业标准又迫切需要掌握该重要领域新理论知识的工程技术人员提供参考。
第1章 概述
1.1 无线系统及其标准
1.2 频率复用和蜂窝的概念
1.3 移动无线电波的传播环境
1.4 共道干扰和噪声
1.5 接收灵敏度和链路预算
1.6 覆盖
1.7 频谱效率和容量
第2章 电波传播模型
21 非频率选择性(平坦)多径衰落
22 频率选择性多径衰落
23 多径衰落信道的实验室仿真
2.4 阴影
2.5 路径损耗模型
附录2.A 对式(2205)的推导
附录2.B 对式(2.222)的推导
第3章 共道干扰
3.1 对数正态干扰—
3.2 中断概率
3 3 多重莱斯(Rice)/瑞利(Rayleigh)干扰
3.4 多重对数正态NAKAGAMI干扰
3.5 多重对数正态莱斯/瑞利干扰
第4章 调制信号及其功率谱
4.1 带通调制信号的表示
4.2 奈奎斯特脉冲形成
4.3 QAM
4.4 PSK
4.5 正交调制及其变形
4.6 OFDM
4.7 连续相位调制
4.8 部分响应的CPM
4.9 数字调制信号的功率谱密度
第5章 平坦衰落信道中的数字信号传输
5.1 接收信号的矢量空间表示
5.2 加性高斯白噪声下确知信号的检测
5.3 错误概率-
5.4 PSK的错误概率
5.5 M-QAM的错误概率
5.6 正交信号的错误概率
5.7 OFDM的错误概率
5.8 MSK的错误概率
5.9 差分检测
5.10 非相干检测
5.11 CPM信号检测
第6章 天线分集
6.1 分集合并
6.2 选择式合并
6.3 最大比值合并
6.4 等增益合并
6.5 切换合并
6.6 具有等增益合并的差分检波
6.7 发射分集
第7章 均衡和干扰抵消
7.1 概论
7.2 1SI信道模型
7.3 具有AWGN的ISI信道的最佳接收机
7.4 码元均衡器
7.5 序列估计
7.6 1SI信道上的MLSE错误概率
7.7 T/2间隔MLSE接收机的错误概率-
7.8 MIMOMLSE接收机
附录7.A 对式(7.184)的推导
第8章 差错控制编码
8.1 分组码
8.2 卷积码
8.3 网格编码调制
8.4 AWGN信道上的编码性能
8.5 交织型平坦衰落信道上的编码性能
8.6 1SI信道上的编码性能
8.7 Turbo码
第9章 扩频技术
9.1 扩频原理
9.2 扩频序列
9.3 直扩信号的功率谱密度
9.4 单频干扰下DS/QPSK的性能
9.5 频率选择性衰落信道中的直接序列扩频
9.6 AWGN信道上的DSCDMA的错误概率
第10章 TDMA蜂窝结构
10.1 小区扇区化
10.2 传统小区分裂
10.3 区群规划分层结构
10.4 宏分集结构
附录10.A 对式(10.7)的推导
第11章 CDMA蜂窝结构
11.1 CDMA蜂窝系统的容量
11.2 RAKE接收的错误概率
第12章 链路质量测量和切换初始化
12.1 基于硬切换算法的信号强度
12.2 基于软切换算法的导频干扰比
12.3 平均信号强度
12.4 蜂窝系统的速率估计
12.5 速率自适应切换算法
12.6 硬切换分析
12.7 软切换分析
12.8 基于CIR的链路质量测量
12.9 小结
附录12.A 对式(12.47)和式(12.60)的推导
第13章 信道分配技术
13.1 集中式DCA
13.2 分布式DCA
13.3 完全分布式DCA
13.4 混合FCA/DCA方案
13.5 借用方案
13.6 定向重试和定向切换
13.7 移动方向策略
13.8 减少的收发信机覆盖
13.9 切换优先
13.10 TDMA系统的DCA方案举例
13.11 小结
参考文献
《移动通信原理》(第二版)(<
裴昌幸,男,1945年出生,教授,博士生导师,西安电子科技大学通信工程学院副院长,中国电子学会高级会员,中国通信学会高级会员。主要从事的研究领域为:网络探测、无线通信、通信信号处理等。已在核心期刊和国内外学术会议发表论文五十多篇,出版教材和专著八部,申请国家发明专利三项。
聂 敏,男,1964年出生,副教授,博士研究生,长期从事移动通信、无线数据通信、通信网的教学和科研工作。主要从事的研究领域为:移动通信系统、通信计费、宽带无线接入和无线多媒体通信等。
岳安军,男,1969年出生,工程师,博士研究生,长期从事无线数据通信、通信原理的教学和科研工作。主要从事的研究领域为:移动通信系统、超宽带(UWB)通信、宽带无线接入和无线多媒体通信等。
本书是在第一版的基础上改编而成的,它将使读者对无线通信系统有一个彻底的、全新的理解。在过去十年中,本书作为我在乔治亚理工学院教授的无线通信系统的研究生教材,与其他同类教材相比,重点强调数学建模和分析。本书以详细的数据来源为基础,提供了足够丰富的背景资料,适合于作为研究生教材,也可供在该领域进行深层次研究的学生使用。本书的重点在于移动通信工程的基础,这部分内容对掌握任何移动通信系统而言都是很重要的。因此在本书中,对现存的和已提议的无线标准和系统不再进行过多介绍,而将重点放在对基本观点的介绍上,这样本书不仅适合于接受正规教育的学生,而且适合于已经工作的工程师。因为已经工作的工程师尽管非常熟悉通信标准,但是还是想对基础知识和原理有进一步的了解。
第1章对有关无线通信的概念进行全面介绍,包括对各种无线系统和业务的描述、频率再用的基本概念和蜂窝无线系统的链路预算问题。
第2章主要论述了传输模型,首先综述了窄带和宽带多径信道的传播模型,然后讨论了对无线链路分析十分有用的信道仿真技术,后讨论了阴影和路径损耗模型。
第3章详细介绍了共道干扰和大容量蜂窝系统主要的传输损耗。
第4章介绍了移动通信系统中使用的各种调制方案及其频谱特性。
第5章讨论了在窄带平坦衰落信道下,数字信号接收机的性能和结构。
第6章分析了天线分集技术。
第7章讨论了衰落ISI信道上数字信号的处理问题。ISI是典型的中频陆地移动无线信道,本章首先描述了ISI的信道特性,然后分析了基于符号间均衡和序列估值的合并ISI技术,最后讨论了共道解调和干扰抵消。
第8章研究了高效带宽编码技术。首先讨论了基本分组码和卷积码,然后详细论述了高斯白噪声信道下卷积码和网格码的设计和性能分析,最后介绍了Turbo码。
第9章讨论了扩频技术。首先分析了直接序列扩频和跳频扩频技术,然后详细研究了扩频序列,包括直接序列扩频语音干扰的影响和宽带信道上RAKE接收机的性能。最后讨论了直接序列码分多址的误码率。
第10章介绍了TDMA蜂窝结构。首先分析了传统的TDMA系统以及该系统是如何演进以满足不断增长的业务需求的,接着讨论了分层的覆盖结构,最后介绍了宏分集TDMA系统。
第11章分析了蜂窝CDMA系统结构、容量估计和功率控制问题。
第12章包括了蜂窝系统中几个重要的问题,如链路质量估计、切换初始化和切换性能分析等。
第13章研究了在FDMA和TDMA蜂窝系统中使用的信道分配技术。
如果要在一学期内学完本教材,在时间上显得有些紧张。因此,对学习章节进行适当选择是很重要的。这里提供一个学期的参考教学顺序:第1章、第2章、3.1节、3.2节、第4章、第5章和第6章。然后可根据时间和兴趣选讲第8章到第13章的部分内容。
我首先要感谢所有对这本书的出版提供帮助的人们。特别感谢Victoria大学的评阅人ViJayBhargava和Lucent,技术专家SanjivNanda,他们对本书的第一版做了很多的工作。我还要特别感谢Illinois大学的UpamanyuMadhow和南加州大学的KeithChugg,他们对这本书进一步的改进和提高做了很大的贡献。特别感谢我过去和现在的博士生们,他们也对本书的出版做出了很大的贡献。在此,还要感谢Wem-HoSheen,KhalidHamied,MarkAustin,Jeff(Lihbor)Yiin,Ming-JuHo,Li-Chun(Robert)Wang,KrishnaNarayanan,DukhyunKim,JinsoupJoung和John(Yongchae)Kim。最后,我还要感谢BellSouth、GTE实验室、Motorola、Panasonic、Hitachi、Nortel、KoreaTelecom、WiLAN和美国国家科学基金,感谢他们在过去十多年中在无线通信方面对我工作的巨大帮助。我把这些实际研究经验带入了课堂并写在了本书中。