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引言1

第1章 移动无线电信号环境15

1.1 移动无线电通信媒介15

1.2 传播路径损耗19

1.3 由于散射因素引起的多径衰落23

1.4 热噪声和人为噪声特性29

1.4.1 热噪声特性29

1.4.2 人为噪声特性31

1.5 时延扩散34

1.6 相干带宽38

1.7 在800～900MHz范围内的多径衰落现象39

练习题40

参考文献42

第2章 统计通信理论44

2.1 统计方法44

2.2 平均值45

2.3 遍历过程46

2.4 累计概率分布（CPD）47

2.5 概率密度函数（PDF）47

2.5.1 单个变量的PDF47

2.5.2 两个变量的联合PDF48

2.5.3 边缘PDF49

2.5.4 联合特征函数50

2.5.5 条件PDF50

2.6 有效概率密度函数52

2.6.1 均匀分布52

2.6.2 高斯分布53

2.6.3 瑞利分布53

2.6.4 对数分布55

2.6.5 二项式分布56

2.6.6 泊松分布57

2.7 电平交叉率（LCR）57

2.8 衰落持续期60

2.9 相关函数61

2.9.1 自相关62

2.9.2 互相关62

2.10 功率谱密度和连续谱密度63

2.11 采样分布64

2.12 置信区间67

2.13 差错概率68

2.14 脉冲响应测量69

2.15 均衡器70

2.15.1 使峰值失真最小（迫零均衡器）71

2.15.2 使均方误差最小（MSE算法）72

2.15.3 构成一个自动均衡器72

2.15.4 均衡器的讨论72

练习题73

参考文献74

第3章 在平坦地面上的路径损耗76

3.1 用模型分析法预测路径损耗76

3.1.1 无线电水平线76

3.1.2 空中反射77

3.1.3 信号平均77

3.1.4 终端在移动77

3.1.5 移动台天线高度77

3.1.6 地面波的影响78

3.2 传播损耗——在光滑地面上78

3.3 传播损耗——在粗糙地面上81

3.3.1 正态分布的表面特性83

3.3.2 表面粗糙度是距离的函数84

3.3.3 地形数据的分辨间隔85

3.3.4 有效散射地区的分析85

3.4 双波模型——解释移动无线电路径的损耗和天线高度的作用87

3.5 计算平均信号强度（本地均值）的规则90

3.5.1 中值法90

3.5.2 均值法90

3.5.3 确定L值91

3.6 预测传播路径损耗的模型92

3.6.1 用于UHF的预测模型92

3.6.2 Okumura等人的模型94

3.6.3 经过不同环境的路径损耗的通用公式96

练习题97

参考文献98

第4章 在丘陵地形中的路径损耗和常用的预测方法100

4.1 基于模型分析的路径损耗预测100

4.1.1 二次反射波存在101

4.1.2 二次反射波不存在103

4.1.3 一次反射波不存在104

4.2 绕射损耗105

4.3 圆拱形小山的绕射损耗110

4.4 路径间隙标准112

4.5 Lee的宏小区模型112

4.5.1 人为影响——用不同的方法解释路径损耗113

4.5.2 地形的影响114

4.5.3 Lee的宏小区预测模型115

4.6 Lee的微小区模型116

4.7 建筑物内的预测模型119

4.7.1 路径损耗斜率119

4.7.2 总的接收功率120

4.8 场强预测的效果121

4.8.1 街道定向的影响121

4.8.2 植被的影响121

4.8.3 隧道内衰减的影响123

4.8.4 大楼和建筑物的影响123

4.8.5 路径损耗和局部均值之间的关系123

4.9 信号门限的预测124

4.10 信号覆盖地域的预测124

4.10.1 方法A124

4.10.2 方法B127

4.10.3 两种方法的比较127

4.11 宽带信号传播128

4.11.1 宽带信号的路径损耗128

4.11.2 宽带的多径损耗特性129

练习题131

参考文献132

第5章 系统RF设计对传播的影响135

5.1 天线设计的影响135

5.2 天线方向性的影响138

5.3 天线方向图波动影响140

5.4 高增益天线的影响144

5.5 移动无线电环境中的电场和磁场的独立性145

5.6 无线电波极化的影响148

练习题152

参考文献152

第6章 接收信号的包络特性154

6.1 短时限与长时限衰落的比较154

6.2 短时限衰落的模型分析156

6.3 累积概率分布（CPD）157

6.3.1 来自E场信号ro（t）的CPD157

6.3.2 H场分量信号的CPD160

6.3.3 来自定向天线rd（t）的CPD161

6.3.4 求角电波到达的PDF161

6.4 电平交叉率（LCR）162

6.4.1 来自E场信号的re（t）的LCR163

6.4.2 磁场分量的rhx,rhy的LCR165

6.4.3 定向天线的rd（t）的LCR166

6.5 计算衰落平均持续时间169

6.6 基于时间分隔的移动接收信号的包络相关性172

6.7 基于时间和空间分隔的移动接收信号的包络相关性174

6.8 基于频率和时间分隔的移动接收信号的包络相关性176

6.9 基于频率分隔的基站接收信号的包络相关性178

6.10 功率谱分析180

练习题181

参考文献181

第7章 接收信号相位特性183

7.1 与移动无线电信号有关的随机变量183

7.1.1 求随机变量的协方差183

7.1.2 信号s（t）的功率谱184

7.1.3 协方差矩阵188

7.2 相位相关特性189

7.2.1 ψ（t）的相位相关特性189

7.2.2 在频率和时间间隔中的相位相关性191

7.3 随机FM的特性192

7.3.1 随机FM的概率分布192

7.3.2 随机FM的功率谱193

7.3.3 随机FM的电平交叉率（LCR）195

7.4 喀呖噪声的特性197

7.4.1 喀呖噪声197

7.4.2 求p（n,?,ψn,?n）的过程198

7.4.3 平均喀呖声速率199

7.5 模拟模型200

7.5.1 瑞利多径衰落模拟器200

7.5.2 多径衰落和选择性衰落模拟器203

练习题204

参考文献204

第8章 调制技术207

8.1 系统的应用207

8.2 调频移动无线电207

8.2.1 无衰落情况208

8.2.2 瑞利衰落情况213

8.3 数字调制218

8.3.1 无衰落情况218

8.3.2 衰落情况（移动无线电环境）222

8.4 恒定包络调制224

8.4.1 四相移键控（QPSK）224

8.4.2 交错四相相移键控（OQPSK）225

8.4.3 π/4-相差分相移键控（π/4-DQPSK）227

8.4.4 副载波QPSK228

8.4.5 高斯滤波最小频移键控（GMSK）228

8.5 非恒定包络调制232

8.6 OFDM调制解调器234

8.7 扩频系统236

8.8 跳频差分相移键控（FH-DPSK）系统237

8.9 FH-DPSK系统的差错率和系统效率240

8.9.1 单有源基站小区内部的干扰240

8.9.2 多基站小区间干扰241

8.9.3 多径衰落环境243

8.10 频谱效率和每个小区的信道数243

8.11 扩频调制——直接序列（DS）245

8.11.1 用DS信号降低干扰246

8.11.2 相关器和瑞克接收机247

8.12 改进的单边带（SSB）系统247

练习题248

参考文献249

第9章 分集方案251

9.1 移动无线电系统的功能设计——分集方案251

9.2 宏观分集方案——在不同站址上天线的应用251

9.3 微观分集方案——应用在同址天线上252

9.4 空间分集252

9.4.1 在移动台253

9.4.2 在基站253

9.5 场分量分集256

9.6 极化分集257

9.7 角分集257

9.7.1 在基站257

9.7.2 在移动台258

9.8 频率分集260

9.8.1 与频率统计相关260

9.8.2 相关性与频率的关系261

9.8.3 相干带宽262

9.8.4 具有两个不相干带宽的两个频率262

9.8.5 具有相干带宽的两个频率262

9.9 时间分集263

练习题263

参考文献264

第10章 合并技术265

10.1 用宏观分集的合并技术265

10.1.1 选择性分集合并265

10.1.2 用选择性合并改善平均信噪比265

10.2 微观分集的合并技术267

10.3 预检测和后检测合并267

10.3.1 使用预检测方法267

10.3.2 使用后检测方法267

10.4 选择性分集合并268

10.4.1 第一种情况：所有Гk=Г269

10.4.2 第二种情况：γ？Гk,k=1,…,M269

10.4.3 第三种情况：ГM＜γ？(Г1,…,ГM-1)270

10.4.4 第四种情况：相关信号270

10.5 转换式合并273

10.6 最大比值合并275

10.6.1 计算概率密度分布277

10.6.2 特殊情况279

10.7 等增益合并282

10.7.1 计算概率密度函数282

10.7.2 累积概率分布283

10.7.3 计算电平交叉率（LCR）284

10.7.4 求出基站站址上的电平交叉率285

10.7.5 求出在移动台站址上的LCR（电平交叉率）288

10.8 馈送合并技术291

10.9 前馈合并291

10.9.1 使用无导频信号291

10.9.2 延迟信号合并292

10.9.3 使用具有通信信号的导频信号293

10.9.4 另一种导频信号方法293

10.10 反馈合并（Granlund合并器）293

10.11 多支路天线阵的合并技术294

10.11.1 CNR分析方法296

10.11.2 累积分布方法297

10.12 用分集合并减少时延扩展298

练习题300

参考文献301

第11章 信号处理302

11.1 移动无线电系统的功能设计——信号问题302

11.1.1 距离相关因子302

11.1.2 速度相关因子303

11.2 比特流波形分析303

11.2.1 时延扩展相关因子303

11.2.2 比特流波形的分析304

11.2.3 随机数据序列的功率谱密度305

11.2.4 波形整形306

11.2.5 双二进制波形信号308

11.3 位同步和帧同步311

11.3.1 位同步311

11.3.2 帧同步312

11.4 音节压缩扩张314

练习题316

参考文献317

第12章 干扰问题319

12.1 干扰的影响319

12.2 同信道干扰319

12.2.1 无衰落环境320

12.2.2 瑞利衰落环境324

12.3 邻道干扰327

12.3.1 无衰落环境327

12.3.2 瑞利衰落情况329

12.3.3 带外邻道干扰330

12.4 近端远端比干扰330

12.5 互调（IM）干扰331

12.5.1 调幅调相转换331

12.5.2 天线端接失配333

12.5.3 共址发射天线333

12.6 符号间干扰334

练习题336

参考文献337

第13章 信号差错分析与系统性能339

13.1 系统和信号规范339

13.1.1 性能规范339

13.1.2 测试规范339

13.1.3 等效性能规范340

13.2 线性分组码341

13.2.1 单奇偶校验检测码341

13.2.2 奇偶校验检测矩阵341

13.2.3 编码增益342

13.2.4 编码强度343

13.2.5 检错和纠错344

13.2.6 擦除纠错（软判决）344

13.2.7 检错和纠错算法344

13.2.8 循环冗余检测码（CRC）345

13.3 卷积码346

13.3.1 卷积码编码器346

13.3.2 树图347

13.3.3 格形图（篱图）348

13.3.4 维特比卷积码的译码算法349

13.4 格形编码调制（TCM）349

13.5 信号错误类型352

13.6 基于M分支最大比率合并器的比特差错分析354

13.7 衰落对误字率的影响355

13.7.1 快衰落条件355

13.7.2 慢衰落条件356

13.8 基于大数判决处理减少差错357

13.8.1 快衰落条件357

13.8.2 慢衰落条件358

13.9 基于相关信号的比特差错分析360

13.9.1 快衰落条件360

13.9.2 慢衰落条件361

13.10 由于随机FM引起的不可降低的差错率362

13.10.1 DPSK系统362

13.10.2 数字FM（FSK）系统362

13.11 由频率选择性衰落引起的不可降低的差错率363

13.12 非相干匹配滤波器接收机的差错概率364

13.13 差分相干接收机差错概率367

练习题370

参考文献370

第14章 话音质量分析与系统性能372

14.1 移动电话的话音特性372

14.1.1 平均话音功率分布372

14.1.2 瞬时振幅概率374

14.1.3 话音功率谱374

14.2 参数的确定375

14.3 FM系统中的话音处理376

14.3.1 预加重和去加重377

14.3.2 压扩器：压缩和扩张378

14.4 FM系统性能的主观分析379

14.4.1 无压扩器的预加重和去加重380

14.4.2 有和没有压扩时的预加重和去加重381

14.5 话音信号的数字处理383

练习题383

参考文献384

第15章 多址（MA）方案385

15.1 引言385

15.2 噪声受限环境385

15.2.1 C/I>1系统386

15.2.2 C/I<1系统387

15.3 干扰受限环境388

15.3.1 在干扰受限环境中的容量388

15.3.2 C/I>1系统——FDMA/SDM系统和TDMA/SDM方案388

15.3.3 C/I<1系统——CDMA/SDM方案390

15.4 FDMA、TDMA和CDMA之间无线电容量的比较392

15.4.1 C/I<1系统——FDMA和TDMA系统392

15.4.2 C/I<1系统——CDMA系统392

15.4.3 CDMA系统的容量更大393

15.5 处理增益（P.G.）394

15.6 蜂窝和PCS频段中的环境噪声及其对CDMA系统容量和覆盖范围的影响395

15.6.1 引言395

15.6.2 理论395

15.6.3 计算结果396

15.6.4 结论398

15.7 CDMA系统抵消干扰的限制399

15.8 虚拟信道的多址方案401

15.8.1 ALOHA401

15.8.2 时隙ALOHA403

15.8.3 CSMA403

15.8.4 预约ALOHA404

15.8.5 PRMA404

15.8.6 PRMA405

15.8.7 BTMA405

15.8.8 CSMA/CD405

15.8.9 DSMA405

15.8.10 ISMA405

15.8.11 RAMA405

15.8.12 CDPA405

15.8.13 结论406

15.9 移动卫星系统407

15.9.1 GEO、MEO和LEO系统的比较409

15.9.2 LEO工作的简述410

15.9.3 LEO的工作原理412

15.10 在SDMA系统中同信道干扰的性质413

15.11 外来干扰容限的要求415

15.11.1 无线通信系统的设计416

15.11.2 计算特定的电平X417

15.11.3 求出容许干扰电平418

15.11.4 外来系统可容许的最大干扰电平419

练习题419

参考文献419

第16章 几个敏感课题概念的阐明422

16.1 编写本章的动力422

16.2 60年代的研究方向422

16.2.1 移动无线电环境422

16.2.2 移动无线电环境对信号的影响423

16.3 AWGN信道424

16.4 移动无线电的衰落模型425

16.5 天线高度的影响426

16.6 路径损耗预测与本地平均值预测之间的不同427

16.6.1 路径损耗曲线的产生427

16.6.2 路径损耗的标准偏差427

16.6.3 本地平均值预测428

16.6.4 人造建筑物的影响428

16.7 合并信号分集429

16.7.1 分集增益430

16.7.2 分集不改善检波后合并的C/I430

16.7.3 分集改善检波前合并的C/I430

16.7.4 分集接收与天线阵接收是不同的430

16.7.5 发射或接收分集431

16.8 天线高度增益和分集增益432

16.9 时延扩散△434

16.9.1 时延扩散不影响模拟话音信号435

16.9.2 对FDMA和CDMA的影响比对TDMA小435

16.9.3 用分集方案能减小时延扩散435

16.10 噪声系数（NF）问题435

16.10.1 环境噪声435

16.10.2 接收机噪声436

16.10.3 天线温度噪声437

16.11 功率受限和带宽受限系统438

16.11.1 功率受限系统438

16.11.2 带宽受限系统438

16.12 移动台和便携台的覆盖范围439

16.12.1 移动台的覆盖范围439

16.12.2 便携台的覆盖范围439

16.13 射线跟踪和积木式部件方法440

16.13.1 射线跟踪方法440

16.13.2 积木式部件方法441

16.14 编码方案和可变的突发差错间隔441

16.15 天线向下倾斜442

16.15.1 电子向下倾斜442

16.15.2 机械向下倾斜443

16.15.3 倾斜天线的影响446

16.16 互调446

16.17 移动台位置450

16.17.1 基于基站的定位450

16.17.2 基于移动台的定位450

16.17.3 讨论450

16.18 用天线高度的角扩展及其应用450

练习题454

参考文献454

第17章 新概念456

17.1 瑞利衰落环境中的信道容量456

17.1.1 高斯噪声环境中的信道容量456

17.1.2 瑞利衰落环境中的信道容量456

17.1.3 在瑞利衰落环境中具有M支路分集方案时的信道容量458

17.1.4 极端情况458

17.1.5 结论459

17.2 实时运行平均值460

17.2.1 脱机平均值461

17.2.2 实时平均值462

17.2.3 讨论464

17.2.4 无线电通信环境465

17.3 GSM和CDMA之间的链路容量与呼叫中断的比较467

17.3.1 乒乓切换的呼叫中断率467

17.3.2 求出δ和μ值468

17.3.3 δ和μ的公式468

17.3.4 小结和结论469

17.4 通过蜂窝系统的数据传输469

17.4.1 引言469

17.4.2 理论推导470

17.4.3 分析474

17.4.4 总结475

17.5 CDMA的多用户检测477

17.5.1 最佳的多用户干扰抵消478

17.5.2 连续的干扰抵消479

17.6 无线本地环路系统的频谱和技术480

17.6.1 图17.14所示出的WLL系统的特征480

17.6.2 部署无线系统的概念481

17.6.3 部署WLL系统的考虑481

17.6.4 计算WLL系统的容量485

17.6.5 WLL的TDD488

17.7 小波（Wavelet）表达式489

练习题490

参考文献490

第18章 军事移动通信492

18.1 干扰环境中使用的策略492

18.1.1 干扰策略492

18.1.2 电子反干扰（ECCM）技术492

18.2 扩展频谱方案——跳频（FH）493

18.3 编码方案497

18.4 在干扰环境中组合编码、分集和跳频498

18.4.1 二进制R-S码498

18.4.2 非二进制R-S码503

18.5 自适应天线调零505

18.5.1 使用自适应天线阵的可能性505

18.5.2 需要考虑的问题506

练习题506

参考文献507