無線通信原理與技術

 

目錄

第1章無線通信概論

 

1.1無線通信系統與頻譜

 

1.1.1什麽是無線通信

 

1.1.2無線通信頻譜

 

1.1.3毫米波通信

 

1.1.45G系統頻率

 

1.2無線通信系統發展史

 

1.2.1無線通信的誕生

 

1.2.2現代無線通信

 

1.2.3蜂窩移動通信的發展——從1G到6G

 

1.3常用的無線通信系統

 

1.3.1衛星通信

 

1.3.2微波通信

 

1.3.3無線局域網

 

1.3.4短距離無線通信

 

1.3.5無線廣播/電視通信

 

1.4無線通信面臨的挑戰

 

第2章無線電波傳播

 

2.1天線

 

2.1.1天線基本原理

 

2.1.2全向天線

 

2.1.3定向天線

 

2.1.4天線方向性參數

 

2.1.5有效全向輻射功率

 

2.2電波傳播機制

 

2.2.1直射

 

2.2.2反射與透射

 

2.2.3繞射

 

2.2.4粗糙錶面的散射

 

2.2.5其他傳播機制

 

2.3噪聲和乾擾

 

2.3.1內部噪聲

 

2.3.2外部噪聲

 

2.3.3人為噪聲

 

2.3.4噪聲系數

 

2.3.5高斯白噪聲

 

2.4路徑損耗模型

 

2.4.1奧村(Okumura)模型

 

2.4.2奧村(Okumura)哈塔(Hata)模型

 

2.4.3COST 231Hata模型

 

2.4.4MotleyKeenan室內模型

 

2.4.5WINNER Ⅱ通道模型

 

2.4.63GPP 4G系統路徑損耗模型

 

2.4.73GPP 5G系統路徑損耗模型

 

第3章窄帶無線通道

 

3.1概述

 

3.1.1小尺度衰落

 

3.1.2大尺度衰落

 

3.2陰影衰落

 

3.2.1陰影衰落統計分佈

 

3.2.2陰影衰落餘量

 

3.3多徑效應

 

3.4瑞利衰落

 

3.5萊斯衰落

 

3.6Nakagamim衰落

 

3.7多普勒頻移與通道時變特性

 

3.7.1多普勒頻移

 

3.7.2多普勒譜

 

3.7.3通道時變特性

 

3.8系統鏈路預算

 

第4章寬帶和方向性通道

 

4.1多徑

 

4.1.1多徑時延

 

4.1.2多徑傳播的影響

 

4.1.3寬帶無線通道數學描述

 

4.1.4功率時延譜

 

4.1.5時延均值與均方根時延擴展

 

4.1.6相乾帶寬與頻率選擇性衰落

 

4.2多普勒擴展

 

4.2.1均方根多普勒擴展

 

4.2.2衰落的時間相關性與相乾時間

 

4.3廣義平穩非相關散射

 

4.3.1廣義平穩

 

4.3.2非相關散射

 

4.3.3抽頭延遲線模型

 

4.4寬帶通道模型

 

4.4.1COST 207通道模型

 

4.4.2ITUR M.1225通道模型

 

4.5方向性通道模型

 

4.5.1WINNER通道模型

 

4.5.23GPP 4G通道模型

 

4.5.33GPP 5G通道模型

 

第5章數字調制解調

 

5.1基本原理

 

5.1.1調制的意義

 

5.1.2調制的種類與要求

 

5.1.3帶通信號的等效低通表示

 

5.1.4信號正交表示與星座圖

 

5.1.5脈沖成形技術

 

5.2無線通信中常用的調制方式

 

5.2.1相移鍵控

 

5.2.2正交幅度調制

 

5.2.3頻移鍵控

 

5.2.4無線通信系統常用的調制方式

 

5.3數字解調

 

5.3.1等效數字基帶模型

 

5.3.2最佳接收機準則

 

5.3.3加性高斯白噪聲通道的最佳接收機

 

5.3.4相乾解調與非相乾解調

 

5.3.5AWGN通道中相乾解調錯誤概率

 

5.3.6AWGN通道中非相乾解調錯誤概率

 

5.3.7衰落通道中的錯誤概率

 

5.4調制方案綜述

 

第6章通道編碼技術

 

6.1通道編碼原理

 

6.1.1重復編碼

 

6.1.2有噪通道編碼定理

 

6.1.3通道編碼基本思路

 

6.1.4通道編碼的發展歷程

 

6.1.5通道編碼的分類

 

6.2線性分組碼

 

6.2.1定義

 

6.2.2線性分組碼編碼

 

6.2.3線性分組碼解碼

 

6.2.4線性分組碼性能

 

6.2.5循環碼

 

6.3捲積碼

 

6.3.1捲積碼編碼

 

6.3.2捲積碼解碼——維特比（Viterbi）解碼算法

 

6.3.3Viterbi解碼算法優化

 

6.3.4約束長度與捲積碼性能

 

6.4Turbo碼

 

6.4.1Turbo碼的提出

 

6.4.2Turbo碼編碼

 

6.4.3Turbo碼解碼

 

6.4.4Turbo碼優缺點

 

6.5LDPC碼

 

6.5.1LDPC碼基本原理

 

6.5.2LDPC碼圖形描述

 

6.5.3LDPC碼編碼

 

6.5.4準循環LDPC碼

 

6.5.5LDPC碼解碼

 

6.5.6環與LDPC碼性能

 

6.5.7LDPC碼優缺點分析

 

6.6極化碼

 

6.6.1通道極化

 

6.6.2極化碼編碼

 

6.6.3極化碼解碼

 

6.7級聯碼

 

6.8交織

 

6.8.1分組交織器

 

6.8.2捲積交織器

 

第7章均衡技術

 

7.1概述

 

7.1.1時域和頻域均衡

 

7.1.2通道估計

 

7.1.3自適應均衡

 

7.2線性均衡器

 

7.2.1迫零均衡器

 

7.2.2最小均方誤差均衡器

 

7.2.3迭代均方誤差均衡器

 

7.3非線性均衡器

 

7.3.1判決反饋均衡器

 

7.3.2最大似然序列檢測均衡

 

7.4線性均衡器與非線性均衡器性能比較

 

7.5盲均衡

 

第8章分集技術

 

8.1概述

 

8.1.1分集原理

 

8.1.2相關系數

 

8.2微分集

 

8.2.1空間分集

 

8.2.2時間分集

 

8.2.3頻率分集

 

8.2.4角度分集

 

8.2.5極化分集

 

8.3宏分集

 

8.3.1同頻同播

 

8.3.2中繼

 

8.3.3協作多點傳輸

 

8.4信號合並

 

8.4.1選擇式分集合並

 

8.4.2開關分集合並

 

8.4.3合並分集

 

8.4.4混合選擇最大比值合並

 

8.5衰落通道中分集性能分析

 

第9章擴展頻譜技術

 

9.1跳頻

 

9.1.1跳頻原理

 

9.1.2跳頻圖案

 

9.1.3跳頻主要特點

 

9.1.4慢跳頻和快跳頻

 

9.1.5跳頻多址

 

9.2直接序列擴頻

 

9.2.1直接序列擴頻原理

 

9.2.2直接序列擴頻主要特點

 

9.2.3擴頻增益

 

9.2.4同步

 

9.2.5基於直接序列擴頻的測距定時

 

9.3碼分多址

 

9.3.1碼分多址基本原理

 

9.3.2軟容量

 

9.3.3軟切換

 

9.3.4遠近效應

 

9.4擴頻序列

 

9.4.1m序列

 

9.4.2M序列

 

9.4.3Gold序列

 

9.5脈沖無線電

 

第10章正交頻分復用

 

10.1概述

 

10.2OFDM基本原理

 

10.2.1系統模型

 

10.2.2數字實現

 

10.2.3抗多徑

 

10.3OFDM關鍵技術

 

10.3.1峰均比抑制

 

10.3.2同步

 

10.4參數設計

 

10.4.14G移動通信系統

 

10.4.25G移動通信系統

 

10.4.3數字視頻地面廣播系統

 

10.5時頻資源管理

 

10.5.1單用戶時頻資源管理

 

10.5.2多用戶時頻資源管理

 

10.5.3非正交多址(NOMA)

 

第11章多天線技術

 

11.1智能天線

 

11.1.1基本原理

 

11.1.2主要特點

 

11.1.3天線權重確定方法

 

11.1.4上、下行通道估計

 

11.2多輸入多輸出

 

11.2.1基本原理

 

11.2.2分類

 

11.2.3通道容量

 

11.3空時編碼

 

11.3.1分層空時碼

 

11.3.2空時分組碼

 

11.3.3空時網格碼

 

11.4大規模多天線

 

11.4.1基本原理

 

11.4.2面臨的挑戰

 

附錄ACOST 207通道模型

 

附錄B3GPP 4G通道模型

 

附錄C3GPP 5G通道模型