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CDMA系统工程手册

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标签: CDMA

CDMA系统工程手册是CDMA移动通信领域的的重要译著,系统阐述了CDMA蜂窝移动通信系统的基本原理,关键技术,体制标准,工程设计和网络优化等方面的知识CDMA系统工程手册取材于美国,韩国的研究所企业界对技术人员进行培训的内容,实用性强,对从事CDNA移动通信领域教学,研究,开发,应用的教师,学生和广大的工程师人员有很好的参考价值。CDMA系统工程手册 目录  第1章 系统分析的基础知识 11.1 概述 11.1.1 多址技术 21.1.2 扩谱技术 41.1.3 IS-95系统容量问题 61.1.4 扩谱系统的分类 81.1.5 什么是CDMA 111.1.6 干扰功率与处理增益的矛盾 121.2 线性系统分析基础 141.2.1 线性系统 141.2.2 有限冲激响应滤波器 191.2.3 傅里叶级数 211.2.3.1 三角型和指数型傅里叶级数 211.2.3.2 周期函数的傅里叶变换 221.3 抽样定理 241.3.1 频域抽样定理 241.3.2 时域抽样定理 251.3.3 带通波形的抽样定理 281.3.4 离散时间滤波 291.4 限带传输的基带脉冲成形 311.4.1 数字应用的限带波形 311.4.2 IS-95系统的FIR脉冲成形 351.5 概率函数 381.5.1 概率 401.5.2 概率分布函数 411.5.3 特征函数 501.5.4 矩生函数 521.5.5 相关函数和功率谱 561.5.6 中心极限定理 631.5.7 切尔诺夫里 641.5.8 窄带高斯随机过程 671.5.9 χ2分布 841.5.9.1 中心χ2 分布 841.5.9.2 非中心χ2 分布 861.5.10 对数正态分布 891.5.10.1 对数正态随机变量的概率密度函数 901.5.10.2 对数正太随机变量的矩 91参考文献 92附录1A 第2类理想滤波器的冲激响应 95附录1A sinc函数的积分 96附录1C 升余弦滤波器的冲激响应 96附录1D χ2 随机变量之差的概率 98第2章 移动环境下的电波传播 1012.1 传播理论及模型的概论 1012.1.1 自由空间传播 1012.1.2 无线视距和传播模型 1022.1.2.1 大气的影响 1022.1.2.2 地形特性及其影响 1042.1.2.3 传播模式 1062.1.3 视距传播和衍射的模式 1082.1.3.1 视距传播 1082.1.3.2 超越地形和建筑物的衍射传播 1122.1.4 传播的经验公式 1132.1.4.1 哈塔公式和CCIR公式 1132.1.4.2 WIM公式 1152.1.5 传播损耗的计算机模型 1202.1.5.1 朗雷-莱斯模型和TIREM模型 1202.1.5.2 WIM模型和朗雷-莱斯模型的比较 1222.1.6 传播模型在蜂窝设计中的应用 1242.1.6.1 传播损耗轮廓的数值例子 1262.1.6.2 覆盖区域及最大容许传播损耗 1282.2 无线移动环境 1312.2.1 信道模型 1312.2.1.1 延迟扩展函数 1312.2.1.2 频率传递函数 1342.2.1.3 多普勒扩展函数 1362.2.1.4 延迟扩展和多普勒扩展的组合 1372.2.2 衰落和衰落率 1392.2.2.1 随机衰落信道的特征 1392.2.2.2 常用衰落变量 1412.2.2.3 衰落率和车辆速度 1432.2.3 对数正态阴影 149参考文献 150附录2A 不规则地形传播损耗的详述 152附录2A.1 仰角 152附录2A.2 视距路由损耗 154附录2A.3 衍射损耗 154附录2B 衰落率和持续时间公式的推导 155第3章 蜂窝系统工程基础 1613.1 话务理论回顾 1613.1.1 电话接续 1613.1.2 业务载荷和中继线 1623.1.3 厄兰B统计量 1673.2 蜂窝概念 1673.2.1 通过频率再增加移动系统容量 1673.2.2 小区几何学 1683.2..2.1 蜂窝坐标系统 1703.2.2.2 六角形小区的簇  1723.2.2.3 干扰小区的位置 1733.2.3 簇尺寸的选择 1753.2.3.1 干扰比及簇尺寸 1753.2.3.2 干扰比和频谱效率间的折衷 1783.2.4 小区分裂和基站功率 1803.2.5 AMPS参数 1823.3 蜂窝系统的覆盖和容量 1843.3.1 覆盖限制 1843.3.1.1 一般蜂窝系统的链路估算 1843.3.1.2 接收机噪声计算 1853.3.1.3 最大容许传播损耗 1853.3.2 覆盖及容量 1853.3.2.1 覆盖范围受限时的链路容限 1863.3.2.2 多小区容限需求的确定 1883.3.2.3 作为系统载荷函数的反向链路C/I和C/N 1923.3.2.4 系统覆盖及业务载荷 196参考文献 200附录3A 对满足方程组的Pk项的证明 201附录3B 厄兰B分布的矩 202附录3C 阻塞公式的总结 202第4章 IS-95标准概述 2054.1 频率与时间的协同 2064.1.1 蜂窝频段和信道 2074.1.2 系统时间 2094.2 前向链路公共空中接口 2104.2.1 前向链路公共空中接口 2104.2.2 正交复用方案 2104.2.3 前向链路信道 2124.2.3.1 导频信道和正交PN码 2124.2.3.2 同步信道 2144.2.3.3 寻呼信道 2164.2.3.4 业务信道 2184.3 反向链路操作 2204.3.1 反向链路操作 2204.3.2 多址接入方案 2204.3.3 反向链路信道 2224.3.3.1 接入信道 2224.3.3.2 反向业务信道 2244.4 IS-95系统的特性 2274.4.1 功率控制 2274.4.1.1 开环功率控制 2284.4.1.2 闭环功率控制 2294.4.1.3 前向链路功率控制 2304.4.2 交织技术 2304.4.3 分集与越区 243参考文献 247附录4A 交织理论 2484A.1 块交织 2484A.2 卷交织 2484A.3 块交织与卷交织的比较 2524A.4 交织器设计 253附录4B IS-95中的散列函数 2544B.1 黄金比和斐波纳契数的介绍 2554B.2 散列函数的例子 2564B.3 IS-95的散列函数 2584B.4 IS-95的随机数发生器 260第5章 沃尔什函数和循环冗余校验(CRC)编码 2655.1 沃尔什函数的定义 2665.2 沃尔什序列的特性 2675.3 沃尔什函数的产生 2715.3.1 用莱德马契函数产生沃尔什函数 2735.3.2 用哈达玛矩阵产生沃尔什函数 2765.3.3 有限域 2815.3.4 矢量空间 2825.3.5 用基本矢量产生沃尔什函数 2845.4 用于CDMA的正交沃尔什函数 2875.4.1 用于前向链路的沃尔什函数 2885.4.2 用于反向链路的沃尔什函数 2915.5 沃尔什函数的译码 2925.5.1 相关译码 2925.5.2 快速沃尔什变换译码 2955.6 IS-95数据帧 2985.7 线性分组码 2995.7.1 奇偶校验矩阵 3055.7.2 伴随式的概念和检错 3105.7.3 汉明码 3145.8 循环码 3165.8.1 系统循环码 3195.8.2 循环码编码器 3215.8.3 用移位寄存器电路计算用于检错的伴随式 3275.9 二进制BCH码 3315.10 帧和消息结构质量指示器 3355.10.1 用于前向链路信道的CRC计算 3355.10.2 用于反向链路信道的CRC计算 338参考文献 340第6章 伪噪声序列的理论和应用 3436.1 伪噪声序列的性质 3436.2 扩展伽罗瓦域和本原多项式 3456.2.1 本原多项式的根和最大长度序列 3506.2.2 反多项式和既约多项式的表 3536.2.3 二进制既约本原多项式的线性反馈移位寄存器机理 3556.2.4 相移后的PN序列的线性移位寄存器实现 3656.3.1 特定初始化矢量的移位寄存发生器 3666.3.2 MSRG输出序列推导 3706.3.3 用模板选择序列的相移 3736.3.4 任意初始状态条件下移位序列和模板之间的关系 3766.3.4.1 五级MSRG的例子 3836.3.4.2 IS-95中使用的PN序列 3876.3.4.3 短PN码模板的例子 3926.4 二进制序列的自相关和互相关特性 3986.4.1 实时信号的相关函数 4016.4.2 PN序列的部分相关函数 404 6.4.3 二进制序列形的谱特性 4066.5 最大长度序列上的操作 4096.5.1 正交性 4096.5.2 PN序列的分量 4116.6 戈尔德码 4166.6.1 互相关问题 4186.6.2 戈尔德码和GPS信号结构 422参考文献 423附录6A 公式g(χ)=s*(χ)的归纳法证明 424附录6B 计算程序 4256B.1 计算移位K的程序 4256B.2 计算χk模f(χ)的程序 4266B.3 计算长PN码转移矩阵的程序 427附录6C 相关函数定理的证明 429附录6D 相关函数定理推广到限带脉冲 429第7章 IS-95扩谱信号的调制与解调 4337.1 似然函数 4337.1.1 波形的矢量表示 4347.1.2 高斯信道中的最佳接收机准则 4397.1.3 相关接收机 4407.1.4 匹配滤波器接收机 4427.1.5 M进制通信系统在AWGN信道上的性能 4467.1.6 M进制通信系统差错概率的联合界 4497.2 IS-95系统的调制方案 4547.2.1 前向链路 4547.2.1.1 AWGN条件下前向链路信道的符号差错性性能 4577.2.1.2 瑞利衰落条件下前向链路信道的符号差错性能 4627.2.2 反向链路 4637.2.2.1 非相干信号处理 4637.2.2.2 M进制通信系统的包络检波接收机 4677.2.2.3 非相干二进制正交系统 4707.2.2.4 瑞利衰落条件下的非相干二进制正交系统 4747.2.2.5 IS-95 CDMA反向链路M进制正交调制方案 4747.2.2.6 IS-95反向链路波形的最佳解调 4777.2.2.7 瑞利衰落条件下反向链路的性能 4847.3 QPSK及BPSK 4857.3.1 BPSK CDMA系统的分析 4857.3.2 QPSK CDMA系统的分析 4887.3.3 BPSK和QPSK方差之比较 4907.4 PN码的捕获与跟踪 4917.4.1 相关运算的介绍 4937.4.2 序列初始相位的捕获 4957.4.3 采用延迟锁定环的码跟踪 5007.4.3.1 全时间非相干DLL跟踪 5037.4.3.2 全时间相干DLL跟踪 5067.4.4 T型抖动环(TDL)跟踪 5087.5 用于解扩的成形和未成形PN序列 5107.5.1 接收机中脉冲形状的影响分析 5107.5.2 能量累积的仿真比较 512参考文献 515附录7A 格雷姆-施密特正交化过程 517附录7B BPSK平均差错概率 521附录7C 白噪声积分参数 521附录7D BPSK和QPSK方差的详述 524附录7E 捕获判决噪声项 527第8章 卷积码及其在IS-95中的应用 5318.1 引言 5318.2 卷积码 5368.2.1 卷积编码器 5368.2.2 编码器的连接矢量表示 5388.2.3 编码器的冲激响应表示 5408.2.4 编码器的多项式表示 5428.2.5 编码器的状态表示 5448.2.6 卷积编码器的树状图 5458.2.7 卷积编码器的网格图 5478.3 卷积码的最大似然译码 5518.3.1 最小汉明距译码规则 5518.3.2 维持比译码算法 5538.3.3 卷积码的距离特性 5588.3.4 卷积码的传递函数 5598.3.4.1 系统卷积码和非系统卷积码 5618.3.4.2 卷积码的恶性差错传播 5618.4 卷积码维特比译码的性能界 5628.4.1 硬判决译码的差错概率界 5628.4.2 二进制对称信道的比特差错概率 5648.4.3 软判决译码的差错概率界 5658.4.4 软判决维特比译码的比特差错概率界 5668.4.5 卷积码编码增益的估计 5698.5 IS-95 CDMA系统中卷积码 5728.5.1 IS-95系统中卷积码的性能 5738.5.2 编码增益及约束长度 5748.5.3 接收信号的量化 576参考文献 581文献选编 581附录8A Q函数不等式的证明 583第9章 分集技术和瑞克处理 5859.1 引言 5859.2 分集技术 5859.3 分集选择与合并技术 5869.3.1 选择性分集 5869.3.1.1 非相干M进制移频键控(NCMFSK) 5889.3.1.2 非相干二进制移频键控(NCBFSK) 5899.3.1.3 BPSK调制 5899.3.1.4 采用差分检测的π/4-DQPSK调制 5979.3.2 等增益分集合并 5919.3.2.1 M进制非相干正交调制系统 5919.3.2.2 瑞利衰落下的MFSK调制 5959.3.2.3 L重分集下等增益合并接收的BPSK调制 5979.3.2.5 非相干二进制正交系统和最佳分集 6039.3.3 最大比合并分集接收 6049.3.3.1 最大比合并分集接收的最佳化证明 6059.3.3.2 最大比合并的例子 6099.4 瑞克接收机概念 6109.4.1 瑞克接收机设计基础 6119.4.2 Price和Green的瑞克概念本质 6126.4.3 用于IS-95的瑞克概念 616参考文献 616文献选编 618附录9A M进制正交分集性能的推导 6219A.1 选择式分集 6219A.2 等增益合并(EGC)分集接收 622附录9B BPSK分集性能的推导 6249B.1 选择式分集 6249B.2 等增益合并分集接收 625附录9C π/4 DQPSK分集性能的推导 6279C.1 选择式分集 6279C.2 等增益合并分集接收 628第10章 CDMA蜂窝系统设计与厄兰容量 62910.1 CDMA小区 62910.1.1 前向链路同信道干扰 62910.1.1.1 相同小区的干扰 62910.1.1.2 其他小区的干扰 63110.1.2 反向链路的同信道干扰 63510.1.2.1 相同小区的干扰 635 10.1.2.2 其他小区的干扰 63510.1.2.3 CDMA的再用参数 63810.1.2.4 CDMA容量的再讨论 63910.1.2.5 CDMA的小区载荷 64010.1.3 小区尺寸 64110.1.3.1 最大传播损耗和小区半径 64110.1.3.2 前向链路的功率估算 64810.1.3.3 反向链路的功率估算 65110.1.3.4 链路平衡 65410.2 CDMA链路可靠性和厄兰容量 65610.2.1 链路可靠性与链路容限 65610.2.1.1 无干扰时的链路容限 65710.2.1.2 链路容限与功率控制 65810.2.1.3 有干扰时所需的容限 65910.2.1.4 分集接收和软越区的容限 65910.2.1.5 可靠的信号电平 66110.2.2 厄兰容量 66110.2.2.1 阻塞概率公式 66210.2.2.2 Z的均值和方差 66410.2.2.3 高斯假设下的CDMA阻塞概率公式 66510.2.2.4 对数正态假设下的CDMA阻塞概率公式 66810.2.2.5 CDMA阻塞概率的比较 67110.2.2.6 CDMA、FDAM和TDMA厄兰容量比较 67210.2.2.7 忙时用户数 67410.2.3 CDMA区域覆盖分析 67510.2.3.1 所需接收信号电平与载荷之间的函数关系 67510.2.3.2 小区半径与小区载荷之间的函数关系 67910.2.3.3 基站密度 682参考文献 687附录10A 二阶再用因子的分析 689第11章 CDMA最优化问题 69311.1 导频信道PN码编移的选择 69311.1.1 PN码偏移在系统运行中的作用 69411.1.2 导频信道码偏移搜索参数 69611.1.2.1 多径对搜索窗的影响 69811.1.2.2 相对延迟界 69911.1.2.3 IS-95搜索窗的参数 69911.1.3 偏移间隔的选择 70111.2 CDMA前向链路功率的最佳配置 70411.2.1 前向链路信道的信噪比要求 70411.2.1.1导频信道 70411.2.1.2 同步信道 70411.2.1.3 寻呼信道 70511.2.1.4 业务信道 70511.2.1.5 干扰和噪声项 70511.2.2 前向链路的总功率 70611.2.2.1 前向链路的功率控制因子 70611.2.2.2 前向链路的净损耗 70711.2.3 前向链路的功率解 70811.2.3.1 信道功率在总功率中的分配 71211.2.3.2 功率解的参数变化 71311.3 前向链路衰落容限的选择 71611.3.1 接收机容限的限制 71611.3.1.1 在无干扰条件下接收机和发射机的功率 71711.3.1.2 在有干扰条件下接收机和发射机的功率 71811.3.2 CDMA容限的数值例子 71911.3.2.1 接收机容限及发射机容限 71911.3.2.2 接收机容限及前向链路总功率 72011.4 前向和反向链路的容量平衡 72111.4.1 前向链路容量 72211.4.1.1 渐近的前向链路容量 72211.4.1.2 功率受限的前向链路容量 72311.4.2 容量平衡 72511.5 前向链路动态功率分配的实现 728参考文献 734

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