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第一篇 预备知识 1

第1章 简介 1

1.1符号 1

1.2基础知识 2

1.2.1基本电路 2

1.2.2电容和电感 3

1.2.3电路分析基础 4

1.2.4电压或电流信号 4

1.2.5交变电流 6

1.2.6相量 7

1.2.7阻抗 8

1.2.8匹配负载 8

1.3信号与系统 8

1.3.1冲激响应、卷积和滤波 9

1.3.2傅里叶分析 10

1.3.3频域概念 12

1.3.4带通信号及相关概念 14

1.3.5随机信号 16

1.4通信系统中的发送信号 22

1.4.1模拟调制 22

1.4.2数字调制 23

1.4.3同步 26

习题 27

参考文献 27

第二篇 射频、天线和传播 28

第2章 射频、天线和传播简介 28

2.1数学预备知识 28

2.1.1多维/多变量分析 28

2.2静电场、电流和静磁学 31

2.2.1真空中的静电场 31

2.2.2电压 32

2.2.3以电介质/绝缘体为例的静电场 33

2.2.4静电场概要 33

2.2.5电流 33

2.2.6静磁学简介 34

2.2.7真空中的静磁学 34

2.2.8以磁性材料为例的静磁学 34

2.2.9符号 34

2.3时变情况下的电磁波和传输线 35

2.3.1麦克斯韦方程组 35

2.3.2电磁波 35

2.3.3传输线基础知识 37

2.3.4驻波比 39

2.3.5 S参数 42

2.4阻抗 43

2.5试验和测量 44

2.5.1函数发生器 44

2.5.2测量仪器 45

2.5.3手机测试设备 48

习题 48

参考文献 49

第3章 射频工程 50

3.1简介和预备知识 51

3.1.1超外差式接收机 51

3.1.2小心处理射频 52

3.1.3射频设备和系统：假设和限制 53

3.1.4非线性效应 54

3.2噪声 56

3.2.1噪声类型 57

3.2.2热噪声建模 57

3.2.3转移的热噪声功率 58

3.2.4等效噪声源模型 60

3.2.5噪声图 61

3.3有关非线性系统问题 64

3.3.1增益压缩 65

3.3.2互调积的大小 65

3.3.3无激励动态范围 66

3.4混频和相关问题 68

3.5振荡器和相关问题 70

3.5.1相位噪声 70

3.6放大器和相关问题 72

3.6.1低噪声放大器 72

3.6.2功率放大器 72

3.7其他组件 72

3.7.1定向耦合器 73

3.7.2环路器 73

习题 74

参考文献 74

第4章 天线 75

4.1特征 75

4.1.1基本3D几何 75

4.1.2近场和远场 77

4.1.3极化 78

4.1.4辐射强度、模式和方向性 79

4.1.5波束面积 81

4.1.6天线增益 82

4.1.7孔径 82

4.1.8天线增益、方向性和孔径 83

4.1.9无定向辐射器和EIRP 83

4.1.10 friis接收信号强度公式 84

4.1.11带宽 84

4.2举例 85

4.2.1偶极子天线 85

4.2.2接地垂直天线 86

4.2.3折叠偶极子 86

4.2.4旋转门 87

4.2.5环形天线 87

4.2.6抛物面天线 88

4.2.7移动设备天线 89

4.3天线阵列 90

4.3.1线性阵列 91

4.3.2八木天线 93

4.3.3对数周期偶极子阵列 93

4.3.4基站天线 94

4.3.5使用多天线的新思想 99

4.4实际问题：天线连接、调谐等 100

4.4.1平衡器 100

4.4.2馈线损耗 100

习题 101

参考文献 101

第5章 传播 102

5.1电磁波传播：常见效应 102

5.1.1路径损耗 102

5.1.2反射和折射 103

5.1.3绕射 105

5.1.4散射 107

5.2蜂窝系统中的大尺度效应 108

5.2.1地面反射模型 108

5.2.2 Okumura模型 110

5.2.3 Hata模型 110

5.2.4对数正态衰落 111

5.3蜂窝环境中的小尺度效应 112

5.3.1多径时延扩展 112

5.3.2平坦衰落 113

5.3.3频率选择性衰落 116

5.3.4时变：多普勒频移 117

5.3.5分集合并 119

5.4链路预算中融入衰落效应 122

习题 123

参考文献 126

第三篇 无线接入技术 128

第6章 无线接入技术简介 128

6.1数字信号处理回顾 128

6.1.1冲激响应与卷积 129

6.1.2频率响应 129

6.1.3抽样：离散时间和连续时间的连接 130

6.1.4傅里叶分析 131

6.1.5自相关函数与功率谱 132

6.1.6设计数字滤波器 134

6.1.7统计信号处理 134

6.1.8正交性 135

6.2无线接入系统的数字通信 136

6.2.1相干与非相干 136

6.2.2 QPSK及其变种形式 137

6.2.3非线性调制：MSK 139

6.3蜂窝的概念 140

6.3.1与S/I关联的频率复用 141

6.3.2容量问题 142

6.4扩展频谱 143

6.4.1 PN序列 144

6.4.2直接序列 147

6.5 OFDM 150

6.5.1频谱成形与保护子载波 153

6.5.2峰均功率比值 154

习题 156

参考文献 156

第7章 组件技术 157

7.1媒体访问控制 157

7.1.1分布式控制MAC方案 158

7.1.2中心控制多路接入方案 159

7.1.3双工 164

7.1.4多小区 165

7.2切换 165

7.2.1代价 165

7.2.2切换的种类 166

7.2.3切换判决的挑战 167

7.2.4例子：AMPS中的切换 168

7.2.5其他例子 170

7.3功率控制 170

7.3.1远-近问题 170

7.3.2上行链路与下行链路 170

7.3.3开环和闭环功率控制 171

7.4纠错编码 172

7.4.1分组码 173

7.4.2卷积码 175

7.4.3级联 177

7.4.4 Turbo码 177

7.4.5 LDPC码 178

7.4.6 ARQ 178

习题 178

参考文献 179

第8章 空中接口标准的例子：GSM、 IS -95、 Wi - Fi 180

8.1 GSM 180

8.1.1访问控制 183

8.1.2切换和功率控制 185

8.1.3物理层方面 186

8.2 IS-95 CDMA 186

8.2.1基站下行链路分离 187

8.2.2单个基站到多个移动站的下行链路 187

8.2.3下行链路信道 189

8.2.4移动站的上行链路分离 190

8.2.5上行链路业务信道 191

8.2.6多径的分离 191

8.2.7访问控制 191

8.2.8软切换和功率控制 193

8.3 IEEE 802.11 Wi-Fi 194

8.3.1局域网概念 195

8.3.2 IEEE 802.11 MAC 197

8.3.3大量物理层 203

习题 204

参考文献 204

第9章 最近的趋势和发展 205

9.1第三代CDMA系统 205

9.1.1 WCDMA 205

9.1.2 CDMA2000 207

9.1.3小结 209

9.2无线接入新兴技术 209

9.2.1 HARQ 209

9.2.2多天线技术 211

9.3 HSPA与H RPD 213

9.3.1 HSDPA 213

9.3.2 HSUPA 215

9.3.3 1 ×EV-DO 215

9.3.4增强演进 216

9.4 IEEE 802.16 WiMAX 216

9.4.1 HARQ的应用 217

9.4.2 OFDMA的应用 217

9.4.3其他方面 223

9.5 LTE 223

9.5.1 HARQ的应用 224

9.5.2 OFDMA在下行链路的应用 224

9.5.3上行链路中的SC-FDMA或DFTS-OFDM 224

9.5.4其他方面 226

9.6下一步的发展 226

习题 226

参考文献 227

第四篇 网络与服务架构 228

第10章 网络与服务架构简介 228

10.1网络基础概念回顾 228

10.1.1分层 229

10.1.2分组交换与电路交换 231

10.1.3可靠性 233

10.2架构 234

10.2.1网络规模 235

10.2.2核心、分布和接入 235

10.2.3拓扑结构 236

10.2.4通信模式 236

10.2.5“傻瓜”网和智能网 237

10.2.6分层访问 237

10.2.7网络融合 237

10.3 IP网 239

10.3.1 IP特点 239

10.3.2传输协议 241

10.3.3相关协议和系统 243

10.3.4模式 243

10.3.5低层交互 244

10.3.6 IPv6 245

10.4通信流量分析 249

10.4.1旧电话网络起源 249

10.4.2排队理论前景 250

习题 252

参考文献 253

第11章 GSM和IP：融合要素 254

11.1 GSM 254

11.1.1基础概念 254

11.1.2网络元素 256

11.1.3过程 257

11.1.4位置管理 258

11.2 VoIP 261

11.2.1 VoIP解决方案的其他部分 262

11.2.2会话控制：SIP 262

11.3 QoS 267

11.3.1框架 268

11.3.2 QoS机制 270

11.3.3无线QoS 274

习题 275

参考文献 275

第12章 全IP核心网 276

12.1 IP工作无线化 276

12.1.1移动IP 277

12.1.2报头压缩 281

12.2 GPRS 283

12.2.1 GPRS附着和PDP上下文激活 285

12.2.2 GPRS移动性管理状态 287

12.3从GSM到UMTS再到IMS的演进 287

12.3.1第一代UMTS： Release’99（R99） 288

12.3.2从Release’ 99到Release 4 289

12.3.3从Release 4到Release 5 291

12.3.4从Release 5到Release 6 292

12.3.5从Release 6到Release 7 292

12.3.6从Release 7到Release 8：LTE 293

12.3.7 LTE的演进分组系统 293

12.4 IP多媒体子系统 295

12.4.1网络功能 296

12.4.2过程 299

12.5其他网络 303

12.5.1 CDMA2000 303

12.5.2 WiMAX 304

习题 305

参考文献 305

第13章 服务架构、可选架构与展望 307

13.1服务 307

13.1.1服务例子 308

13.2服务架构 310

13.2.1例子：存在 311

13.2.2例子：消息传送 311

13.2.3例子：定位服务 311

13.2.4例子：MBMS 312

13.2.5智能网络的兴起 312

13.2.6开放服务接入 313

13.2.7开放移动联盟 315

13.2.8服务和IMS 316

13.3移动Ad Hoc网 317

13.3.1例子：AODV 319

13.4网状网、传感器网络和车载网络 322

13.4.1网状网 323

13.4.2传感器网络 325

13.4.3车载网络 326

习题 327

参考文献 328

第五篇 杂论 329

第14章 网络管理 329

14.1需求和概念 329

14.2网络管理模型 330

14.3 SNMP 332

14.3.1消息 333

14.3.2被管理对象 335

14.3.3 MIB 337

14.3.4安全 344

14.3.5 Trap 344

14.3.6远程监控 345

14.3.7其他问题 346

14.3.8建议活动 346

习题 346

参考文献 347

第15章 安全 348

15.1基本概念 348

15.1.1攻击 349

15.1.2防御 351

15.2密码学 351

15.2.1对称方案 352

15.2.2非对称方案 352

15.2.3密钥分配 352

15.2.4算法 353

15.3网络安全协议 354

15.3.1 IPSec 355

15.3.2接入控制和AAA 361

15.4无线安全 363

15.4.1蜂窝系统 363

15.4.2 802.11 WLAN 366

15.4.3移动IP安全性 370

习题 372

参考文献 372

第16章 基础设施 373

16.1通信塔 373

16.1.1保护飞机 376

16.1.2其他注意事项 377

16.2电力供应和保护 381

16.2.1电力消耗 381

16.2.2电力保护 383

16.3附加话题 389

16.3.1 RF电缆 389

16.3.2楼宇自动化和控制系统 390

16.3.3物理安全 390

习题 391

参考文献 391

第17章 协议、标准、政策及法规 392

17.1协议 392

17.1.1服务等级协议 392

17.1.2漫游协议 393

17.2标准 393

17.2.1 IEEE 394

17.2.2例子：标准发展——IEEE 802.16 395

17.2.3 ITU 395

17.2.4 IETF 398

17.2.5 3GPP 398

17.2.6修订、增补、校正和变化 399

17.2.7知识产权 401

17.3政策 401

17.4法规 402

17.4.1授权频带和免授权频带 403

17.4.2例子：超宽带的法规制定过程 403

习题 406

参考文献 407

附录 408

附录A 习题答案 408

附录B 一些公式和恒等式 415

附录C 本书方程汇总索引 416

附录D WCET考试提示 417

附录E 参考符号 418

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