無線通信原理與應用(第二版)（簡體書）

《無線通信原理與應用（第2版）》是一本高等學校無線通信課程的權威教材。全書深入淺出地討論了無線通信技術與系統設計方面的內容，包括無線網絡涉及的所有基本課題（特別是3G系統和無線局域網），並且講解了無線網絡技術的最新發展和全球主要的無線通信標準。全書共分為11章，集中討論了蜂窩的概念、移動無線電傳播、調製技術、多址技術及無線系統與標準，並結合理論對無線通信系統的各個方面進行精闢的論述和統計分析。本書的語言生動、流暢，並以詳細的講解和實際的例子來闡明重要的知識點。．

作者：（美國）西奧多?S.拉帕波特（Theodore S. Rappaport） 譯者：周文安 付秀花 王志輝

拉帕波特（Theodore S. Rappaport），美國得克薩斯大學電子工程系教授，PrenticeHall通信工程與新興技術系列叢書主編；1990年成立移動與便攜無線電研究小組（MPRG） ——世界上第一個關注無線通信的大學研究機構與教育基地；研發了十幾種商業產品，現在均已被主要的幾家通信運營商和廠商使用。

《國外電子與通信教材系列:無線通信原理與應用(第2版)》適合作為通信工程和電子信息類相關專業高年級本科生與研究生的教材，對有一定通信理論基礎的工程技術人員也有很好的參考價值。

第1章 無線通信系統概述1
1.1 移動無線通信的發展1
1.2 美國移動無線電話3
1.3 全球移動通信系統4
1.4 無線通信系統的實例6
1.5 蜂窩無線通信和個人通信的發展趨勢12
1.6 習題13
第2章 現代無線通信系統16
2.1 2G蜂窩網絡17
2.2 3G無線網絡22
2.3 無線本地環路（WLL）與LMDS26
2.4 無線局域網（WLAN）30
2.5 藍牙和個域網（PAN）34
2.6 小結36
2.7 習題36
第3章 蜂窩的概念：系統設計基礎38
3.1 概述38
3.2 頻率復用38
3.3 信道分配策略41
3.4 切換策略41
3.5 干擾和系統容量45
3.6 中繼和服務等級51
3.7 提高蜂窩系統容量58
3.8 小結65
3.9 習題65
第4章 移動無線電傳播：大尺度路徑損耗72
4.1 無線電波傳播介紹72
4.2 自由空間傳播模型73
4.3 電場和功率75
4.4 三種基本傳播機制77
4.5 反射78
4.6 地面反射（雙線）模型82
4.7 繞射86
4.8 散射93
4.9 運用路徑損耗模型進行實際的鏈路預算設計95
4.10 室外傳播模型99
4.11 室內傳播模型108
4.12 建筑物信號穿透114
4.13 射線跟蹤和特定站址建模114
4.14 習題114
第5章 移動無線電傳播：小尺度衰落和多徑效應122
5.1 小尺度多徑傳播122
5.2 多徑信道的沖激響應模型124
5.3 小尺度多徑測量131
5.4 移動多徑信道的參數135
5.5 小尺度衰落類型141
5.6 瑞利和萊斯分布144
5.7 多徑衰落信道的統計模型147
5.8 小尺度衰落無線信道的多徑成型因子理論159
5.9 小結171
5.10 習題172第6章移動無線電中的調制技術177
6.1 調頻與調幅177
6.2 幅度調制178
6.3 角度調制183
6.4 數字調制概述193
6.5 波形編碼195
6.6 脈沖成形技術197
6.7 調制信號的幾何表示203
6.8 線性調制技術205
6.9 恒包絡調制217
6.10 線性和恒包絡組合調制技術225
6.11 擴頻調制技術230
6.12 衰落和多徑信道中的調制性能238
6.13 習題245
第7章 均衡、分集和信道編碼249
7.1 概述249
7.2 均衡原理250
7.3 一種常用的自適應均衡器251
7.4 一種通信接收機的均衡器254
7.5 均衡技術分類255
7.6 線性均衡器256
7.7 非線性均衡器258
7.8 自適應均衡算法261
7.9 部分間隔均衡器266
7.10 分集技術266
7.11 RAKE接收機274
7.12 交織275
7.13 信道編碼原理276
7.14 分組碼和有限域277
7.15 卷積碼2867.16編碼增益288
7.17 網格編碼調制289
7.18 turbo碼289
7.19 習題289
第8章 語音編碼292
8.1 概述292
8.2 語音信號的特性293
8.3 量化技術294
8.4 自適應差分脈沖編碼調制（ADPCM）297
8.5 頻域語音編碼298
8.6 聲碼器301
8.7 線性預測編碼器303
8.8 為移動通信選擇語音編解碼器306
8.9 GSM編解碼器308
8.10 USDC編解碼器309
8.11 語音編碼器的性能評估311
8.12 習題312
第9章 無線通信多址接入技術314
9.1 概述314
9.2 頻分多址（FDMA）316
9.3 時分多址（TDMA）318
9.4 擴頻多址（SSMA）320
9.5 空分多址（SDMA）323
9.6 分組無線電（PR）324
9.7 蜂窩系統的容量329
9.8 習題342
第10章 無線網絡344
10.1 概述344
10.2 無線網絡和固定電話網的區別345
10.3 無線網絡的發展348
10.4 固定網絡傳輸層次350
10.5 無線網絡中的業務路由351
10.6 無線數據業務353
10.7 公共信道信令（CCS）356
10.8 綜合業務數字網（ISDN）357
10.9 7號信令系統（SS7）359
10.10 SS7的一個實例：全球蜂窩網絡互操作性363
10.11 個人通信業務與個人通信網（PCS/PCN）364
10.12 網絡接入的協議368
10.13 網絡數據庫369
10.14 通用移動通信系統（UMTS）370
10.15 小結370
第11章 無線系統和標準372
11.1 AMPS和ETACS372
11.2 美國數字蜂窩標準（IS—54和IS—136）377
11.3 全球移動系統（GSM）382
11.4 CDMA數字蜂窩標準（IS—95）394
11.5 無繩電話中的CT2標準403
11.6 歐洲數字無繩電話（DECT）404
11.7 個人接入通信系統（PACS）407
11.8 太平洋數字蜂窩（PDC）409
11.9 個人手提電話系統（PHS）410
11.10 美國PCS和ISM頻段410
11.11 美國無線微波頻段電視411
11.12 全球標準總結412
11.13 習題414
附錄A 中繼理論416
附錄B 鏈路預算中的噪聲系數計算424
附錄C 成型因子理論中的方差率關系式427
附錄D 成型因子理論中的近似空間自協方差函數429
附錄E 擴頻CDMA的高斯近似431
附錄F Q、erf和erfc函數447
附錄G 數學公式表451
附錄H 縮略詞459
附錄I 參考文獻471
索引487

3.12 假設稱為“Radio Knob”的小區有57個信道，每個小區的有效輻射功率為32W，小區半徑為10km。路徑損耗為40dB。服務等級為5％的阻塞概率（假設將被阻塞的呼叫清除）。假設平均呼叫的時間為2分鐘，每個用戶每小時平均有2次呼叫。而且，假設小區已經達到了最大容量，必須分裂為4個新的微小區以提供同區域內的4倍容量。
（a）“Radio Knob”的當前容量為多少？
（b）新小區的半徑和發射功率為多少？
（c）為了保持系統內的同頻復用模式不變，每個新小區需要多少信道？
（d）如果話務量是均勻分布的，每個新小區所承受的新話務量為多少？分裂后，這些新小區的阻塞概率低于0.1％嗎？假設57個信道用于原來的小區和分裂小區中。
3.13 一個特定區域被84個小區、簇大小為Ⅳ的蜂窩無線系統覆蓋，此系統可用的信道數為300。用戶均勻分布，為每個用戶提供的話務量為0.04Erlang。假設阻塞呼叫被清除，阻塞率Pb=1％。
（a）在簇大小N=4時，計算每個小區所承載的最大話務量。當N=7，12時呢？
（b）當阻塞率為1％、簇大小N=4時，計算系統所支持的最大用戶數。當N=7，12時呢？
3.14 蜂窩通信系統所流入的話務量可以由平均通話持續時間H（占用時間）和通話請求率λ來說明。在移動臺沒有穿過小區邊界時，H和λ的值可以表示特定小區的話務量。定量地描述移動臺穿過小區邊界時對平均通話持續時間和通話請求率的影響。
3.15 中繼（排隊）理論的練習：
（a）當阻塞概率為2％，有4個信道、20個信道、40個信道時，計算系統最大容量（以Erlang為單位），包括系統的總容量和每個信道的容量。
（b）假設H=105s，λ=1次呼叫／小時。當有40個信道、阻塞概率為2％時，該系統能夠支持多少用戶？
（c）利用（a）中計算的每個小區的話務量強度，計算當阻塞呼叫延遲系統有4個信道、20個信道、40個信道時的GOS。假設H=105s，當延遲大于20s時，呼叫被清除。
（d）比較（a）和（c），回答一個用20s的隊列的阻塞呼叫延遲系統的性能是否優于一個阻塞呼叫清除的系統。
3.16 市區蜂窩無線系統中的接收機在離發射機d=d0=1m處檢測到1mw的信號。為了減輕同頻干擾的影響，任何基站接收到的其他基站發射機的同頻信號必須低于—100dBm。測量確定系統中的路徑損耗指數n=3。如果使用7小區復用模型，計算小區半徑。如果用4小區復用，小區半徑為多少？