无线通信工程技术应用

本书涵盖的内容与IEEE无线通信工程技术（WCET）认证计划大纲紧密相关，分五篇，主要讨论无线通信工程应用中涉及的射频、天线和传播算法到无线接入技术、网络和服务架构等系统主要技术，网络管理、安全、协议、标准、政策法规，以及设备基础设施等相关问题，每一篇前面都有基础知识讲解，方便读者自学，每章后都附有大量的工程应用习题及解答，可以帮助读者巩固所学内容。本书适合作为无线通信工程行业就业认证考试及电子信息类新工科建设工程系列教材，适合从事无线通信工程技术的研究以及相关工作人员阅读，也可作为通信工程及相关专业高年级本科生、研究生和教师的参考用书。

K.丹尼尔•黄（K. Daniel Wong）为斯坦福大学博士，IEEE通信学会的实践分析工作组（PATF）成员，为WCET创建了*初的主题列表。在马来西亚科技大学任教后，他创立了自己的无线网络和软件培训咨询公司。他经常教授各种无线通信相关的课程，这些课程很受欢迎并且得到了很高的评价。此外，他还为众多书籍、期刊、杂志及会议论文做出了突出的贡献。

译者序
原书序
原书前言
第一篇预备知识
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
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5S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EIRP83
4110Friis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2Okumura模型110
523Hata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
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2QPSK及其变种形式137
623非线性调制：MSK1396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1PN序列144
642直接序列147
65OFDM150
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4Turbo码177
745LDPC码178
746ARQ178
习题178
参考文献179
第8章空中接口标准的例子：GSM、IS-95、Wi-Fi180
81GSM180
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2IS-95 CDMA186
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

无线通信是当今最先进、发展最快的技术之一。现代无线领域产生了一系列新技术，例如，移动电话和Wi-Fi网络，具有巨大的社会和经济价值，而且渗透到市场中的各个角落。这些发展反过来又为那些了解无线技术基本原理的工程师们提供了大量需求，他们可以帮助推动这一领域的发展，以满足未来对无线服务和容量的更高要求。这些理解需要几个不同领域无线技术的基础知识：射频物理学及设备，通信系统与工程和通信网络结构。本书由IEEE通信学会无线通信工程技术认证计划牵头倡导，对广泛的基本原理提供了优秀的论述。本书进一步对基础学科进行了回顾，如电路、信号与系统等，同时也覆盖了几门深层次课程，例如网络管理、安全性和监管。这种覆盖的广度和深度组合使本书成为一本适合学生及工程师的参考书籍，同时本书也可以作为想在某个特定领域深入学习的研究人员的启蒙书。本书是无线通信技术领域教材的一个非常受欢迎的补充。

HVincent Poor新泽西，普林斯顿