無線傳輸與接入技術(shù)

前言

　　在過去的十幾年中，無線傳輸與接入技術(shù)發(fā)展迅速，成為有線網(wǎng)絡(luò)的有效補充，特別是隨著多媒體應(yīng)用的商用化，用戶對無線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的要求越來越高，這推動了無線通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)生本質(zhì)性變革。對以語音為主的傳統(tǒng)業(yè)務(wù)的需求將逐漸被以數(shù)據(jù)為主的應(yīng)用所取代，進而以電路交換型端到端無線系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計理念將由全IP分組交換無連接體系所取代；傳統(tǒng)的無線系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)的分層體系將面臨著跨層優(yōu)化設(shè)計的巨大挑戰(zhàn)，先前明確定義的七層開放系統(tǒng)互連（OSI）各層之間的界限正在逐漸消失；微電子技術(shù)的發(fā)展，使便攜式移動用戶終端更加輕便，同時又具有足夠高的智能以適應(yīng)工作環(huán)境的變化；無線鏈路的傳輸容量也大大增加，從1995年GSM系統(tǒng)的9.6 kbit／s到2005年WCDMA系統(tǒng)的2Mbit／s，其數(shù)據(jù)速率高速增長了200多倍。目前國際研究機構(gòu)將無線系統(tǒng)的發(fā)展方向定位于“超三代”無線系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)，其峰值速率可以到達500Mbit／s，未來的4G無線系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)將能夠提供更高的業(yè)務(wù)峰值速率（1Gbit／s）。正是由于無線傳輸與接入技術(shù)具有高帶寬、雙向數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶攸c，可提供多種交互式數(shù)據(jù)及多媒體業(yè)務(wù)，能夠滿足各種用戶的不同要求，它必將給我們的生活帶來深刻的影響。本書具有以下特點。1.內(nèi)容全面本書內(nèi)容包括無線傳輸?shù)幕靖拍罴捌涮攸c；無線傳輸系統(tǒng)的整體框架結(jié)構(gòu)；無線接入方式的選擇：信號的調(diào)制與解調(diào)；OFDM技術(shù)基礎(chǔ)；電波傳播理論；多址接入技術(shù)基礎(chǔ)；衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)；VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)；移動通信系統(tǒng)；移動通信系統(tǒng)中的鏈路計算問題；衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的鏈路計算問題；無線城域網(wǎng)、無線廣域網(wǎng)和無線局域網(wǎng)的概念與劃分原則；WiMAX網(wǎng)絡(luò)；WLAN網(wǎng)絡(luò)；下一代無線通信技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)。　　本書力求做到結(jié)構(gòu)合理、邏輯性強，便于從應(yīng)用的角度全面理解無線傳輸與接入技術(shù)?！　?.技術(shù)先進　　本書對無線通信新技術(shù)，如OFDM技術(shù)、MIMO技術(shù)、自適應(yīng)調(diào)制編碼技術(shù)和移動性管理等作了詳細闡述，同時介紹了衛(wèi)星移動通信網(wǎng)、WiMAX網(wǎng)絡(luò)、Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)、第三代移動通信接入系統(tǒng)、LTE系統(tǒng)等先進實用系統(tǒng)，以及多媒體業(yè)務(wù)在3G無線接入系統(tǒng)中的應(yīng)用等內(nèi)容?！　?.便于自學　　該書內(nèi)容豐富，論述力求準確，思路清晰，語言流暢，邏輯性強，且通俗易懂，便于自學。　　本書可作為高等院校通信工程、無線電技術(shù)及計算機通信網(wǎng)專業(yè)本科生的專業(yè)教材或研究生的教學參考書，也可供從事通信、計算機方面工作的工程技術(shù)人員參考。

內(nèi)容概要

　　本書包括無線傳輸和寬帶無線接入兩部分內(nèi)容，共8章。內(nèi)容涉及無線傳輸和寬帶無線接入技術(shù)的基本概念、信號的調(diào)制與解調(diào)、電波傳播理論、衛(wèi)星通信中的多址技術(shù)、衛(wèi)星通信與無線通信系統(tǒng)中的線路噪聲分析及線路鏈路參數(shù)計算等。此外，本書根據(jù)國內(nèi)外無線通信方面的最新技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，介紹了衛(wèi)星通信系統(tǒng)、無線局域網(wǎng)、WiMAX無線城域網(wǎng)、3G無線接入網(wǎng)、LTE系統(tǒng)以及下一代無線通信系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)等內(nèi)容。　　本書可作為高等院校通信工程、無線電技術(shù)及計算機通信網(wǎng)專業(yè)本科生的專業(yè)教材或研究生的教學參考書，也可供從事通信、計算機方面工作的工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

第1章　概述　　1.1　無線傳輸?shù)幕靖拍睢　?.2　無線傳輸?shù)膶崿F(xiàn)方式　　　1.2.1　無線通信網(wǎng)的構(gòu)成　　　1.2.2　利用地球軌道衛(wèi)星的無線接入技術(shù)　　　1.2.3　各種陸地無線接入技術(shù)及其特點　　1.3　無線通信的頻率配置　　小結(jié)　　習題　第2章　數(shù)字信號的編碼與調(diào)制　　2.1　數(shù)字信號的編碼技術(shù)　　　2.1.1　信源編碼技術(shù)　　　2.1.2　信道編碼技術(shù)　　2.2　數(shù)字信號的調(diào)制技術(shù)　　　2.2.1　無線通信中的調(diào)制技術(shù)的特點和應(yīng)用種類　　　2.2.2　時分復(fù)用與數(shù)字信號的調(diào)制與解調(diào)　　　2.2.3　擴頻調(diào)制技術(shù)　　2.3　正交頻分復(fù)用技術(shù)　　　2.3.1　正交頻分復(fù)用的基本概念及特點　　　2.3.2　正交頻分復(fù)用的基本理論　　　2.3.3　正交頻分復(fù)用系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)　　　2.3.4　正交頻分復(fù)用系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計　　小結(jié)　　習題　第3章　電波傳播　　3.1　電波傳播模式及衰落　　　3.1.1　電波傳播模式及電波傳播機制　　　3.1.2　自由空間的電波傳播　　　3.1.3　地面反射對電波傳播的影響　　　3.1.4　障礙物對電波傳播的影響　　　3.1.5　大氣折射對電波傳播的影響　　　3.1.6　電波傳播的衰落特性　　　3.1.7　抗衰落技術(shù)　　3.2　移動通信系統(tǒng)中的電波傳播　　　3.2.1　移動通信中電波傳播的特點　　　3.2.2　電波傳播所產(chǎn)生的幾種效應(yīng)　　　3.2.3　移動通信中的無線鏈路參數(shù)計算　　3.3　衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的電波傳播　　　3.3.1　衛(wèi)星通信中電波傳播的特點　　　3.3.2　衛(wèi)星接收機載噪比與C/T值　　小結(jié)　　習題　第4章　衛(wèi)星通信系統(tǒng)　　4.1　衛(wèi)星通信系統(tǒng)的組成　　　4.1.1　衛(wèi)星通信系統(tǒng)的基本概念　　　4.1.2　衛(wèi)星通信系統(tǒng)的組成　　4.2　多址及隨機多址訪問方式　　　4.2.1　多址技術(shù)的基本概念及信道分配方式　　　4.2.2　頻分多址技術(shù)　　　4.2.3　時分多址技術(shù)　　4.3　衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)　　　4.3.1　衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)的基本概念及其分類　　　4.3.2　衛(wèi)星移動通信技術(shù)　　　4.3.3　衛(wèi)星移動通信原理　　　4.3.4　衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)中的交換方式　　4.4　VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)　　　4.4.1　VSAT的概念及通信業(yè)務(wù)類型　　　4.4.2　VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)的組成及工作原理　　　4.4.3　VSAT網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用　　小結(jié)　　習題　第5章　第三代移動通信接入網(wǎng)第6章　無線城域網(wǎng)　第7章　無線局域網(wǎng)　第8章　下一代無線通信系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)附錄　英文縮寫對照表　參考文獻　

章節(jié)摘錄

　?。╞）通信管理。通信管理提供了與運行有關(guān)的功能以此來保證系統(tǒng)正常工作。通信管理提供的功能包括為防止對星座越權(quán)指揮的安全方面的功能，為保證網(wǎng)絡(luò)控制中心與所有衛(wèi)星之間保持不間斷聯(lián)絡(luò)所必須的支持功能，把發(fā)給衛(wèi)星的指令和遙測信息編檔保存所必需的功能等?！　≈档米⒁獾氖牵诓煌闹?、低軌衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)中，衛(wèi)星測控中心和網(wǎng)絡(luò)控制中心所執(zhí)行的功能并不一定完全相同，這與系統(tǒng)設(shè)計和中、低軌衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)的功能有關(guān)?！　。?）中、低軌衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)的切換。在中、低軌衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)中，由于衛(wèi)星運行軌道較低，因此它圍繞地球運動的速度很高，換句話說，即地面衛(wèi)星移動終端不同時刻是由衛(wèi)星星座中的不同衛(wèi)星為其提供服務(wù)的，這樣對于一個已經(jīng)建立起來的通信鏈路來說，就有可能出現(xiàn)通信鏈路中斷的現(xiàn)象，顯然這是不允許的，因此這就要求在中斷原有衛(wèi)星服務(wù)信道的同時尋找新的衛(wèi)星，重新進行信道分配以保證此呼叫鏈路的連續(xù)性，完成這一過程所進行的操作就稱為切換?！　、偾袚Q的種類。在中、低軌衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)中，由于衛(wèi)星、關(guān)口站、衛(wèi)星移動通信終端和系統(tǒng)控制中心之間都存在相對運動，這種相對運動使得通信鏈路中斷。這樣就需要相應(yīng)的切換操作來支持以確保通信鏈路不中斷。下面我們就以它們之間的相對運動關(guān)系來分析切換操作的分類?！　.針對衛(wèi)星移動終端與衛(wèi)星星座之間的相對運動影響而采取的切換操作。此時為保證衛(wèi)星移動終端與衛(wèi)星之間的通信鏈路不中斷，則必須由兩種切換過程來支持?！　。╝）衛(wèi)星間的衛(wèi)星移動終端的切換。衛(wèi)星星座中的每一顆衛(wèi)星僅覆蓋地球表面的一定區(qū)域，由于衛(wèi)星處于高速運動狀態(tài)之中，不同時刻衛(wèi)星移動終端將由不同衛(wèi)星提供服務(wù)，這樣如果衛(wèi)星移動終端從A衛(wèi)星的覆蓋區(qū)進入B衛(wèi)星的覆蓋區(qū)，那么此時需中斷A衛(wèi)星所建立的通信鏈路，并在B衛(wèi)星中重新為其建立通信鏈路，從而保證衛(wèi)星移動終端通信的連續(xù)性。這種切換就是衛(wèi)星間的衛(wèi)星移動終端切換?！　。╞）衛(wèi)星內(nèi)的衛(wèi)星移動終端的切換。在中、低軌衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)中，可以使用多波束通信衛(wèi)星，這樣當衛(wèi)星高速運動時，地面上的某一衛(wèi)星移動終端可能會從該衛(wèi)星的A波束覆蓋區(qū)進入相鄰的B波束覆蓋區(qū)，這就要求衛(wèi)星能夠及時地進行信道重新分配，即中斷A波束覆蓋區(qū)與衛(wèi)星移動終端之間的通信鏈路，重新在B波束覆蓋區(qū)為衛(wèi)星移動終端分配鏈路，將衛(wèi)星移動終端中斷的通信業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)移到此新分配的信道內(nèi)。這種切換就是衛(wèi)星內(nèi)的衛(wèi)星移動終端切換。　　b.針對關(guān)口站與衛(wèi)星星座之間的相對運動影響而采取的切換操作。同樣關(guān)口站與通信衛(wèi)星之間存在高速相對運動，因而也存在以下兩種切換?！　。╝）衛(wèi)星間關(guān)口站切換。衛(wèi)星間關(guān)口站切換是指關(guān)口站從衛(wèi)星A的覆蓋區(qū)進入衛(wèi)星B的覆蓋區(qū)時，其與衛(wèi)星間的通信鏈路從A衛(wèi)星轉(zhuǎn)移到B衛(wèi)星的過程?！　。╞）衛(wèi)星內(nèi)關(guān)口站切換。衛(wèi)星內(nèi)關(guān)口站切換是指在采用多波束通信衛(wèi)星情況下，關(guān)口站從衛(wèi)星的A波束覆蓋區(qū)進入B波束覆蓋區(qū)時，其與衛(wèi)星間的通信鏈路從A波束覆蓋區(qū)轉(zhuǎn)移到B波束覆蓋區(qū)的過程。

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