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第1章 绪论 1

1.1 无线通信业务的分类与架构 1

1.2 无线通信业务与电波传播模式 4

1.3 射频信道的传输特性 8

1.4 无线网络与电路设计 11

1.5 无线电干扰与兼容性分析 17

参考文献 18

第2章 地面地物对电波传播的影响 19

2.1 无线电波传播的地面环境 19

2.1.1 地面环境对电波传播的影响 19

2.1.2 陆地地形与环境分类 19

2.1.3 海面分类 21

2.2 镜反射和漫反射 21

2.3 地反射的几何参数 23

2.3.1 等效反射平面与等效高度 24

2.3.2 地反射射线的掠射角 24

2.3.3 地反射射线的出射角和到达角 25

2.3.4 直接射线的出射角和到达角 25

2.3.5 反射点的位置和反射面的费涅尔区 26

2.4 反射系数与反射损耗 27

2.4.1 费涅尔反射系数 27

2.4.2 反射系数的幅度与相位 29

2.4.3 地反射射线和直接射线之间的程差与时延 30

2.4.4 地反射损耗 30

2.5 地形剖面与绕射传播效应 31

2.5.1 地形、地物对电波传播的阻挡 31

2.5.2 地形剖面与地球凸起 32

2.6 传播电路余隙与电路的几何参数 33

2.6.1 电路距离［8］ 33

2.6.2 电路的方位角［8］ 34

2.6.3 电路余隙与相对余隙［4］，［5］，［8］ 35

2.7 半无限吸收屏绕射场的波动解 37

2.7.1 半无限吸收屏绕射的波动解 37

2.7.2 半无限吸收屏绕射损耗的近似表达式 37

2.8 地面电路半无限屏绕射场的几何光学解 38

2.8.1 地面电路半无限屏绕射场的几何光学解［4］，［5］ 38

2.8.2 绕射损耗的几何光学解与波动解的一致性［4］，［5］ 40

2.8.3几何光学解与波动解近似公式的一致性［8］，［11］ 42

2.8.4几何光学近似条件的定量表达［8］，［11］ 42

2.9 多屏绕射场和绕射损耗的几何光学解［8］，［11］ 43

2.9.1 二屏绕射损耗的几何光学解 43

2.9.2 三屏绕射损耗的几何光学解 45

2.9.3 多屏绕射损耗的几何光学解 46

2.10 绕射损耗的经验预测模型［12］，［13］，［14］ 46

2.10.1 实用的绕射障碍物分类 46

2.10.2 经验的绕射损耗预测模型 47

参考文献 49

第3章 对流层大气及其沉降物对电波传播的影响 50

3.1 地球大气 50

3.1.1 对流层 51

3.1.2 同温层 51

3.1.3 电离层 51

3.2 对流层气象的统计特性 52

3.2.1 温度 52

3.2.2 气压 52

3.2.3 湿度 53

3.3 中国大陆地区气候的特征［2-5］ 53

3.4 降雨、云雾和沙尘特性 54

3.4.1 降雨特性 54

3.4.2 云雾特性［2］，［8］ 55

3.4.3 沙暴和沙尘特性［2］，［5］ 56

3.5 大气吸收 57

3.5.1 大气吸收的物理过程 57

3.5.2 氧气吸收衰减率 60

3.5.3 水汽吸收衰减率 62

3.6 地面电路大气吸收模型 63

3.7 地面电路雨衰减 64

3.7.1 地面电路0.01％时间被超过的雨衰减 65

3.7.2 地面电路p％时间被超过的雨衰减 66

3.8 云、雾衰减预测模型 66

3.8.1 云、雾物理模型 66

3.8.2 云、雾衰减率［8］，［13］ 67

3.8.3 云、雾衰减预测模型［8］，［13］ 68

参考文献 69

第4章 超短波通信无线电路设计 70

4.1 点对点传播模型 70

4.2 已知参数 71

4.3 电路视通设计 73

4.3.1 地理环境与地形剖面 73

4.3.2 电路的距离与方位角和俯仰角［2］ 74

4.3.3 直接射线、费涅尔椭球与等效地球表面 76

4.3.4 主障碍与电路余隙 77

4.4 反射点位置与地反射射线作图 78

4.4.1 反射点到发射站和接收站的水平距离 79

4.4.2 入射线和地反射线的作图 80

4.5 传播损耗 80

4.5.1 自由空间与自由空间损耗 80

4.5.2 绕射损耗 81

4.5.3 地反射损耗 83

4.6 接收场强和电平计算 83

4.6.1 功率通量密度、场强和接收电平［12］ 83

4.6.2 接收场强和接收电平的中值 85

4.6.3 衰落深度 86

4.6.4 T％时间场强与接收电平 87

4.6.5 衰落储备与衰落余额 88

4.6.6 电路设计的逻辑流程图 88

4.7 VHF/UHF频段电路设计计算举例 89

4.7.1 电路几何参数与视通图 89

4.7.2 接收信号电平的设计计算结果 91

参考文献 92

第5章 微波通信无线电路设计 94

5.1 引言 94

5.2 需要输入的已知参数 95

5.2.1 基本已知参数 95

5.2.2 地形剖面数据 97

5.3 电路视通设计 97

5.4 反射点位置与反射损耗的计算 98

5.5 大气吸收损耗 98

5.6 雨衰减 99

5.6.1 0.01％时间被超过的雨衰减［3］ 99

5.6.2 p％时间被超过的雨衰减 100

5.7 多径衰落 100

5.8 接收电平与衰落储备预测 101

5.8.1 正常基本传输损耗与正常接收电平 101

5.8.2 p％时间的基本传输损耗与接收电平 102

5.9 分集设计与分集改善度 103

5.9.1 空间分集间隔与分集改善度 103

5.9.2 频率分集改善度 104

5.10 微波电路设计程序 105

5.11 微波电路设计实例 106

5.11.1 电路视通图 106

5.11.2 主障碍点和反射点位置 107

5.11.3 电路工程数据表 107

5.11.4 接收电平统计 108

5.11.5 几何参数 109

参考文献 109

第6章 移动通信的信道规划与频率指配 111

6.1 陆地移动通信业务的频率资源［10］ 112

6.1.1 移动通信业务的频带划分 112

6.1.2 GSM 900/1800系统的频率资源 113

6.1.3 CDMA（IS-95）系统的频率资源 115

6.1.4 集群移动通信系统的频率资源 116

6.1.5 PHS无线市话系统的频率资源 118

6.1.6 3G移动通信系统的频率资源 118

6.2 频率资源管理 119

6.2.1 频带划分 119

6.2.2 频道规划 121

6.2.3 频率分配 121

6.2.4 频率指配 122

6.3 无线网话务业务的信道与频率规划 123

6.3.1 话务量估算 123

6.3.2 无线网和小区的信道与频率需求规划 124

6.4 GPRS业务的信道与频率规划 125

6.4.1 GPRS业务信道规划［1］ 125

6.4.2 GPRS业务的频率规划与覆盖设计 127

6.5 无线网络的自动频率指配［8］ 127

6.5.1 无线电干扰与频率指配 127

6.5.2 自动频率指配的已知条件和任务 128

6.5.3 电磁兼容矩阵 129

6.5.4 频道需求向量与频道状态矩阵 130

6.5.5 频道排序 131

6.5.6 频率指配 131

6.5.7 频率自动指配的逻辑流程与指配举例 133

6.6 移动通信系统跳频算法与跳频序列设计［9］ 133

6.6.1 跳频算法 134

6.6.2 慢跳频（SFH）系统频率指配 137

6.6.3 慢跳频GSM系统的容量 139

6.6.4 跳频系统频率指配的计算与应用举例 140

参考文献 141

第7章 无线通信的互调干扰问题 143

7.1 非线性效应［3］ 143

7.1.1 二信号合成非线性失真 143

7.1.2 三信号合成非线性失真 145

7.1.3 可能产生互调干扰的谐波分量 148

7.2 互调频率组的鉴别［4］ 148

7.2.1 互调干扰的频率关系 148

7.2.2 鉴别互调干扰频率组的算法设计 150

7.3 互调干扰的产生机制与分类 153

7.3.1 互调产物 153

7.3.2 发射机互调产物引起的互调干扰 155

7.3.3 接收机互调产物引起的互调干扰 155

7.4 查找引起接收机互调干扰的信号［7］ 156

7.4.1 可能对接收机产生干扰的互调产物 156

7.4.2 互调产物频率检验算法与逻辑流程图 156

7.5 同站址互调干扰所要求的空间隔离度［3］ 159

7.5.1 收发天线间的水平隔离距离的计算 159

7.5.2 收发天线间的垂直隔离距离的计算 161

7.6 接收机互调干扰电平的计算［5，9］ 162

7.6.1 接收机互调干扰产物的电平 162

7.6.2 干扰判决 164

7.6.3 接收机互调干扰计算举例 165

7.7 发射机互调干扰信号的覆盖范围［3］ 166

7.8 陆地移动业务接收机互调干扰分析［6，8］ 167

7.8.1 互调干扰频率组的检验 167

7.8.2 陆地移动通信业务的保护场强和保护比 168

7.8.3 计算互调干扰信号的平均场强 169

7.8.4 干扰保护余额和干扰判决 169

参考文献 170

第8章 基站与小区的无线工程设计 171

8.1 传播模型与场强分析 171

8.1.1 点对面统计传播模型 171

8.1.2 点对点传播模型 177

8.1.3 接收点场强和接收电平的计算 179

8.2 接收机灵敏度与保护场强 181

8.2.1 电压灵敏度与功率灵敏度 181

8.2.2 天线噪声 182

8.2.3 接收机热噪声与接收机最大可用灵敏度 182

8.2.4 静态接收机灵敏度 182

8.2.5 噪声、门限电平与保护场强 183

8.3 基站覆盖区的优化设计［23］ 184

8.3.1 引言 184

8.3.2 输入数据表 185

8.3.3 软件逻辑框图 186

8.3.4 输出数据图表 190

8.4 基站覆盖区的仿真分析［24］ 191

8.4.1 引言 191

8.4.2 覆盖区仿真的功能 192

8.4.3 输入数据 192

8.4.4 数学模型与算法设计 193

8.4.5 输出图形与数据表格 196

8.4.6 移动通信无线覆盖方式的多样性 197

8.5 室内覆盖分析 199

8.5.1 室内传播模型 199

8.5.2 建筑物外墙的穿透损耗 201

8.5.3 场强与接收电平计算 201

参考文献 202

第9章 3G和CDMA系统无线网络规划设计 204

9.1 CDMA系统的多址方式与信道结构 204

9.1.1 伪随机系列与Walsh函数［1］ 204

9.1.2 CDMA移动通信系统的信道结构［16］ 205

9.2 CDMA系统无线网业务容量和信道规划［13］ 210

9.2.1 引言 210

9.2.2 信道规划 210

9.2.3 容量规划 212

9.2.4 多频共用的容量 212

9.2.5 CDMA系统各信道所要求的载噪比门限 212

9.2.6 小区容量与信道规划举例 214

9.3 CDMA系统基站覆盖区优化设计与仿真 215

9.3.1 CDMA系统基站覆盖区优化设计的特点 215

9.3.2 CDMA系统基站覆盖区优化设计和仿真 216

9.3.3 场强模型 216

9.3.4 导频信道和前向业务信道所允许的最低场强 217

9.4 CDMA系统无线网导频PN-offset指配［14］ 218

9.4.1 引言 219

9.4.2 最小同PN-offset复用距离 219

9.4.3 导频偏置指数的最小间隔 220

9.4.4 一个区群内的小区数 222

9.4.5 区群结构 222

9.4.6 小区导频相位矩阵与偏置指数向量 224

9.4.7 偏置指数值的分配 224

9.4.8 PN-offset指配逻辑流程 225

9.5 反向链路覆盖设计［15］ 225

9.5.1 引言 225

9.5.2 基站允许的最低接收电平 225

9.5.3 基站最低接收电平计算举例 227

9.5.4 反向业务信道所要求的最小发射功率 227

9.5.5 移动台所需最小发射功率计算举例 228

9.5.6 反向覆盖算法设计 230

参考文献 230

第10章 3G与多业务系统信道和频谱需求规划 232

10.1 3G系统特点 232

10.2 3G系统的频段 232

10.3 3G与多业务系统地面频谱需求量计算 233

10.3.1 计算频谱需求量的总公式 233

10.3.2 蜂窝面积 234

10.3.3 用户数量与每用户的业务量 235

10.3.4 每小区和每区群的业务量 238

10.3.5 每元小区和每区群所需要的信道数 239

10.3.6 每元小区各业务所要求的比特速率 241

10.3.7 频谱需求估算 242

10.3.8 频谱需求计算流程 244

10.4 输入参数 245

10.5 输出结果 246

参考文献 246

第11章 陆地移动通信网的干扰与协调 247

11.1 频率复用 247

11.1.1 区群结构与频率复用距离 248

11.1.2 允许的最小频率复用距离 251

11.2 干扰隔离度［4］ 253

11.2.1 自由空间干扰隔离度 253

11.2.2 随机信号与时间和地点概率 254

11.2.3 干扰隔离度的一般表达式 256

11.2.4 允许的最小隔离度 258

11.3 干扰电平和干扰场强以及干扰判据［5］ 260

11.3.1 干扰信号电平的计算 260

11.3.2 干扰信号场强的计算 261

11.3.3 保护场强和保护电平 262

11.3.4 干扰判据 263

11.4 网内同频干扰的预测计算［15］ 265

11.4.1 引言 265

11.4.2 输入参数 266

11.4.3 蜂窝网的频率复用与载干比计算 267

11.4.4 有用信号和干扰信号的传播路径长度与方位角 269

11.4.5 算法设计与计算举例 270

11.5 网内同频干扰的简单评估［16］ 272

11.5.1 引言 272

11.5.2 场强模型 272

11.5.3 载干比的表达式 273

11.5.4 干扰信号距离的计算 274

11.5.5 各类移动通信系统的干扰评判标准 276

11.6 移动通信网间的边界协调 278

11.6.1 干扰与协调 278

11.6.2 频率协调协议的一般内容 279

11.6.3 协调程序与数据资料交换的项目与格式 279

11.6.4 协调区的界定 279

11.6.5 用频协调 280

11.6.6 无线电协调的技术标准 282

11.6.7 干扰处理 284

参考文献 285