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第1章 基本概念1

1.1 概论1

1.2 无线通信简史1

1.2.1 发端2

1.2.2 战后的快速发展2

1.2.3 蜂窝电话的革命3

1.3 无线通信系统原理3

1.3.1 单工与双工通信4

1.3.2 无线网络5

1.4 信号与噪声6

1.4.1 调制信号6

1.4.2 噪声6

1.4.3 信噪比7

1.4.4 噪声指数和噪声温度8

1.5 频率域9

1.5.1 傅立叶集10

1.5.2 信号的滤波效果16

1.5.3 频域中的噪声16

1.6 无线频率谱17

1.6.1 带宽要求19

1.6.2 频率再利用20

1.7 “融合”与无线通信20

习题24

第2章 模拟调制方案26

2.1 概论26

2.2 幅值调制26

2.2.1 时域分析28

2.2.2 调制指数29

2.2.3 过调制31

2.2.4 多个调制频率时的调制指数32

2.2.5 调制指数的测量32

2.2.6 频域分析33

2.2.7 带宽35

2.2.8 功率关系36

2.2.9 在频域中测量调制指数38

2.3 抑制载波AM系统39

2.4 频率调制和相位调制41

2.4.1 频率调制41

2.4.2 角调制频谱42

2.4.3 贝塞尔函数43

2.3.4 带宽48

2.4.5 卡森法则50

2.4.6 窄带FM与宽带FM50

2.4.7 FM与噪声51

2.4.8 阈值效应和捕获效应53

2.4.9 预加重和去加重54

习题58

第3章 数字通信62

3.1 概论62

3.2 采样63

3.2.1 采样率63

3.2.2 自然和平顶采样66

3.2.3 模拟脉冲调制67

3.3 脉码调制68

3.3.1 量化和量化噪声68

3.3.2 比特率69

3.3.3 压缩扩展69

3.3.4 编码与解码70

3.3.5 差分PCM73

3.4 增量调制73

3.5 数据压缩75

3.5.1 有损和无损压缩75

3.5.2 语音编码器76

习题79

第4章 数字调制81

4.1 概论81

4.2 频移键控(FSK)85

4.3 相移键控(PSK)89

4.4 正交调幅(QAM)89

4.5 多路复用与多址90

4.5.1 频分复用与多址90

4.5.2 时分复用与多址90

4.5.3 电话技术中的时分复用91

4.5.4 时分多址91

4.6 扩频系统91

4.6.1 跳频系统93

4.6.2 直序系统94

4.6.3 扩频信号的接收95

4.6.4 码分多址(CDMA)96

习题100

第5章 电话技术基础102

5.1 概论102

5.2 网络拓扑103

5.3 本地环路及其信号105

5.4 数字电话技术108

5.4.1 时分多路技术109

5.4.2 数字信号分级系统110

5.5 电话网络信令111

5.6 数字本地环路113

5.6.1 综合业务数字网(ISDN)113

5.6.2 非对称数字用户电话线(ADSL)114

习题118

第6章 传输线路与波导管120

6.1 概论120

6.2 电磁波120

6.3 波沿传输线路的传播122

6.3.1 传输线路的电路模型124

6.3.2 特性阻抗124

6.3.3 传播速度和速度因子127

6.3.4 波沿传输线路的传播127

6.4 反射与驻波129

6.4.1 线路阻抗的变化134

6.4.2 短路和开路线路的特性134

6.5 传输线路损耗136

6.6 波导管137

6.6.1 模和截止频率138

6.6.2 群速度与相速度140

6.6.3 波导管的阻抗143

6.6.4 耦合功率进出波导管144

6.6.5 波导管元件146

6.6.6 弯管与T型管146

6.6.7 谐振腔148

6.6.8 波导衰减器与负载148

6.6.9 循环器与绝缘器149

习题154

第7章 无线电传播156

7.1 概论156

7.2 自由空间传播157

7.2.1 接收天线增益和有效面积160

7.2.2 路径损耗161

7.3 地面传播164

7.3.1 视距传播164

7.3.2 多径传播165

7.3.3 移动环境166

7.3.4 中继器与蜂窝系统169

7.3.5 移动系统中的衰落控制174

7.4 卫星传播175

习题179

第8章 天线181

8.1 概论181

8.2 简单天线182

8.3 天线特性184

8.3.1 辐射图184

8.3.2 增益和方向性186

8.3.3 波束宽度188

8.3.4 前后向增益比188

8.3.5 主波瓣与副波瓣189

8.3.6 有效全向辐射功率(EIRP)与有效辐射功率(ERP)189

8.3.7 阻抗190

8.3.8 极化191

8.4 其他简易天线类型191

8.4.1 折叠偶极天线191

8.4.2 单极天线192

8.4.3 八分之五波长天线195

8.4.4 盘锥天线196

8.4.5 螺旋天线197

8.4.6 隙缝天线198

8.4.7 喇叭形天线198

8.4.8 片状(patch)天线200

8.5 天线阵列201

8.5.1 相控阵202

8.5.2 无源阵列207

8.6 反射器209

8.6.1 平面反射器和角反射器209

8.6.2 抛物面反射器210

8.7 蜂窝天线和PCS天线213

8.7.1 小区站点天线213

8.7.2 移动天线和便携式天线218

习题221

第9章 发射机与接收机电路224

9.1 概论224

9.2 发射器224

9.2.1 基本拓扑结构225

9.2.2 频率合成器226

9.2.3 载波振荡器227

9.2.4 模拟调制228

9.2.5 幅值调制228

9.2.6 数字调制230

9.2.7 混频233

9.2.8 功率放大234

9.2.9 发射器的指标要求237

9.3 接收机240

9.3.1 基本的超外差式接收机240

9.3.2 前端241

9.3.3 混频器和本机振荡器241

9.3.4 IF放大器243

9.3.5 解调244

9.3.6 接收机指标247

9.4 收发机252

9.4.1 半双工收发机252

9.4.2 移动和便携式电话253

习题256

第10章 蜂窝无线电系统259

10.1 概论259

10.2 历史回顾259

10.2.1 CB无线电系统259

10.2.2 无绳电话261

10.2.3 改进型移动电话业务(IMTS)263

10.3 高级移动电话系统(AMPS)介绍264

10.3.1 蜂窝载波与频率265

10.3.2 信道分配266

10.3.3 频率再用266

10.4 AMPS控制系统267

10.4.1 移动台与基站的标识268

10.4.2 电话开机269

10.4.3 发起呼叫269

10.4.4 接收呼叫270

10.4.5 越区切换270

10.5 安全与保密270

10.6 蜂窝电话标准及工作原理271

10.6.1 发射机功率与频率272

10.6.2 发射机调制272

10.6.3 车载移动天线和便携式天线273

10.7 小区站设备274

10.7.1 话务量与小区分裂276

10.7.2 微小区、皮小区与中继器278

10.8 利用蜂窝电话进行传真和数据通信280

10.8.1 蜂窝调制解调器281

10.8.2 蜂窝数字分组数据(CDPD)282

10.9 数字蜂窝系统283

10.9.1 数字蜂窝无线电系统的优点283

10.9.2 AMPS到TDMA的转换284

10.9.3 TDMA语音信道284

10.9.4 TDMA控制信道286

10.9.5 数字蜂窝无线电系统的保密与安全287

10.9.6 双模式系统和双模式电话287

10.9.7 利用数字蜂窝系统进行数据通信288

习题292

第11章 个人通信系统295

11.1 概论295

11.2 蜂窝系统与PCS系统的区别296

11.2.1 频率范围296

11.2.2 更小的小区规模297

11.2.3 全数字系统297

11.2.4 额外特征298

11.2.5 覆盖范围298

11.2.6 资费结构298

11.3 IS-136(TDMA)PCS298

11.4 GSM300

11.4.1 GSM的RF信道和时隙301

11.4.2 语音传输302

11.4.3 GSM中的频率跳变303

11.4.4 用户ID模块303

11.4.5 GSM的保密性和安全性303

11.5 IS-95 CDMA PCS304

11.5.1 CDMA的频率使用304

11.5.2 CDMA的信道305

11.5.3 正向信道305

11.5.4 反向信道307

11.5.5 语音编码309

11.5.6 移动台功率控制310

11.5.7 耙式(RAKE)接收机和软越区切换310

11.5.8 CDMA的安全性311

11.6 几种调制方案的比较311

11.7 PCS系统数据通信312

11.7.1 TDMA数据通信313

11.7.2 GSM数据通信314

11.7.3 CDMA数据通信314

11.7.4 无线Web浏览314

11.8 测试蜂窝系统和PCS系统315

习题320

第12章 星基无线系统322

12.1 概论322

12.2 卫星轨道322

12.2.1 轨道的计算323

12.2.2 地球静止轨道324

12.2.3 椭圆轨道325

12.3 卫星用于通信326

12.3.1 利用地球静止轨道卫星326

12.3.2 地球静止卫星的波束和覆盖区域327

12.3.3 使用低轨和中轨地球卫星327

12.4 卫星与转发器329

12.5 信号与噪声计算330

12.5.1 噪声温度330

12.5.2 信噪比332

12.5.3 G/T333

12.5.4 使用G/T计算载波噪声比334

12.6 使用地球静止卫星的系统335

12.6.1 Inmarsat(国际海事卫星)335

12.6.2 MSAT(移动通信卫星)336

12.6.3 地球静止卫星系统的比较337

12.7 使用低轨(LEO)卫星的系统338

12.7.1 Iridium(铱星系统)338

12.7.2 Globalstar(全球星系统)339

12.7.3 Teledesic339

12.7.4 “小LEO”系统340

12.8 使用中轨(MEO)卫星的系统341

12.8.1 Ellipso341

12.8.2 ICO342

习题345

第13章 寻呼系统与无线数据网347

13.1 概论347

13.2 寻呼与消息系统347

13.2.1 单向寻呼系统348

13.2.2 双向寻呼系统351

13.2.3 语音寻呼352

13.3 无线局域网352

13.3.1 LAN的拓扑结构352

13.3.2 以太网桥357

13.3.3 无线LAN357

13.3.4 无线电LAN357

13.3.5 IEEE 802.11358

13.3.6 蓝牙361

13.3.7 无线网桥363

13.3.8 红外连接363

13.3.9 无线调制解调器365

13.4 无线分组数据业务366

13.4.1 Mobitex367

13.4.2 ARDIS367

习题370

第14章 无线通信的未来371

14.1 概论371

14.2 无线本地环路371

14.3 第三代PCS374

14.3.1 3G的要求374

14.3.2 IMT2000标准375

14.3.3 宽带CDMA系统376

14.3.4 宽带TDMA377

14.4 住宅微波通信系统378

14.4.1 MMDS378

14.4.2 LMDS379

14.5 融合性380

14.6 多样性381

14.7 安全和美学上的考虑382

14.7.1 安全考虑382

14.7.2 美学考虑384

14.8 几点大胆的预言385

习题387

附录 阻抗匹配389

奇数序号习题答案403

词汇表413