CDMA系統(tǒng)工程手冊

第1章　系統(tǒng)分析的基礎知識                  
 　1. 1　概述                  
 　1. 1. 1　多址技術                  
 　1. 1. 2　擴譜技術                  
 　1. 1. 3　IS—95系統(tǒng)容量問題                  
 　1. 1. 4　擴譜系統(tǒng)的分類                  
 　1. 1. 5　什么是CDMA                  
 　1. 1. 6　干擾功率與處理增益的矛盾                  
 　1. 2　線性系統(tǒng)分析基礎                  
 　1. 2. 1　線性系統(tǒng)                  
 　1. 2. 2　有限沖激響應濾波器                  
 　1. 2. 3　傅里葉級數(shù)                  
 　1. 2. 3. 1　三角型和指數(shù)型傅里葉級數(shù)                  
 　1. 2. 3. 2　周期函數(shù)的傅里葉變換                  
 　1. 3　抽樣定理                  
 　1. 3. 1　頻域抽樣定理                  
 　1. 3. 2　時域抽樣定理                  
 　1. 3. 3　帶通波形的抽樣定理                  
 　1. 3. 4　離散時間濾波                  
 　1. 4　限帶傳輸?shù)幕鶐}沖成形                  
 　1. 4. 1　數(shù)字應用的限帶波形                  
 　1. 4. 2　IS—95系統(tǒng)的FIR脈沖成形                  
 　1. 5　概率函數(shù)                  
 　1. 5. 1　概率                  
 　1. 5. 2　概率分布函數(shù)                  
 　1. 5. 3　特征函數(shù)                  
 　1. 5. 4　矩生函數(shù)                  
 　1. 5. 5　相關函數(shù)和功率譜                  
 　1. 5. 6　中心極限定理                  
 　1. 5. 7　切爾諾夫界                  
 　1. 5. 8　窄帶高斯隨機過程                  
 　1. 5. 8. 1　瑞利分布                  
 　1. 5. 8. 2　瑞利衰落                  
 　1. 5. 8. 3　正弦波加窄帶高斯隨機過程                  
 　1. 5. 8. 4　帶通噪聲的模型和仿真                  
 　1. 5. 9　X2分布                  
 　1. 5. 9. 1　中心　X2分布                  
 　1. 5. 9. 2　非中心X2分布                  
 　1. 5. 10　對數(shù)正態(tài)分布                  
 　1. 5. 10. 1　對數(shù)正態(tài)隨機變量的概率密度函數(shù)                  
 　1. 5. 10. 2　對數(shù)正態(tài)隨機變量的矩                  
   參考文獻                  
   附錄1A　第2類理想濾波器的沖激響應                  
   附錄1B　sinc函數(shù)的積分                  
   附錄1C　升余弦濾波器的沖激響應                  
   附錄1D　X2隨機變量之差的概率                  
 第2章　移動環(huán)境下的電波傳播                  
 　2. 1　傳播理論及模型的概論                  
 　2. 1. 1　自由空間傳播                  
 　2. 1. 2　無線視距和傳播模型                  
 　2. 1. 2. 1　大氣的影響                  
 　2. 1. 2. 2　地形特性及其影響                  
 　2. 1. 2. 3　傳播模式                  
 　2. 1. 3　視距傳播和衍射傳播的模式                  
 　2. 1. 3. 1　視距傳播                  
 　2. 1. 3. 2　超越地形和建筑物的衍射傳播                  
 　2. 1. 4　傳播的經(jīng)驗公式                  
 　2. 1. 4. 1　哈塔公式和CCIR公式                  
 　2. 1. 4. 2　WIM公式                  
 　2. 1. 5　傳播損耗的計算機模型                  
 　2. 1. 5. 1　朗雷——萊斯模型和TIREM模型                  
 　2. 1. 5. 2　WIM模型和朗雷——萊斯模型的比較                  
 　2. 1. 6　傳播模型在蜂窩設計中的應用                  
 　2. 1. 6. 1　傳播損耗輪廓的數(shù)值例子                  
 　2. 1. 6. 2　覆蓋區(qū)域及最大容許傳播損耗                  
 　2. 2　無線移動環(huán)境                  
 　2. 2. 1　信道模型                  
 　2. 2. 1. 1　延遲擴展函數(shù)                  
 　2. 2. 1. 2　頻率傳遞函數(shù)                  
 　2. 2. 1. 3　多普勒擴展函數(shù)                  
 　2. 2. 1. 4　延遲擴展和多普勒擴展的組合                  
 　2. 2. 2　衰落和衰落率                  
 　2. 2. 2. 1　隨機衰落信道的特征                  
 　2. 2. 2. 2　常用衰落變量                  
 　2. 2. 2. 3　衰落率和車輛速度                  
 　2. 2. 3　對數(shù)正態(tài)陰影                  
   參考文獻                  
   附錄2A　不規(guī)則地形傳播損耗的詳述                  
 　2A. 1　仰角                  
 　2A. 2　視距路由損耗                  
 　2A. 3　衍射損耗                  
   附錄2B　衰落率和持續(xù)時間公式的推導                  
 第3章　蜂窩系統(tǒng)工程基礎                  
 　3. 1　話務理論回顧                  
 　3. 1. 1　電話接續(xù)                  
 　3. 1. 2　業(yè)務載荷和中繼線數(shù)                  
 　3. 1. 3　厄蘭B統(tǒng)計量                  
 　3. 2　蜂窩概念                  
 　3. 2. 1　通過頻率再用增加移動系統(tǒng)容量                  
 　3. 2. 2　小區(qū)幾何學                  
 　3. 2. 2. 1　蜂窩坐標系統(tǒng)                  
 　3. 2. 2. 2　六角形小區(qū)的簇                  
 　3. 2. 2. 3　干擾小區(qū)的位置                  
 　3. 2. 3　簇尺寸的選擇                  
 　3. 2. 3. 1　干擾比及簇尺寸                  
 　3. 2. 3. 2　干擾比和頻譜效率間的折衷                  
 　3. 2. 4　小區(qū)分裂和基站功率                  
 　3. 2. 5　AMPS參數(shù)                  
 　3. 3　蜂窩系統(tǒng)的覆蓋和容量                  
 　3. 3. 1　覆蓋限制                  
 　3. 3. 1. 1　一般蜂窩系統(tǒng)的鐵路估算                  
 　3. 3. 1. 2　接收機噪聲計算                  
 　3. 3. 1. 3　最大容許傳播損耗                  
 　3. 3. 2　覆蓋及容量                  
 　3. 3. 2. 1　覆蓋范圍受限時的鏈路容限                  
 　3. 3. 2. 2　多小區(qū)容限需求的確定                  
 　3. 3. 2. 3　作為系統(tǒng)載荷函數(shù)的反向鐵路C／I和C／N                  
 　3. 3. 2. 4　系統(tǒng)覆蓋及業(yè)務載荷                  
   參考文獻                  
 　附錄3A　對滿足方程組的Pk項的證明                  
 　附錄3B　厄蘭B分布的矩                  
 　附錄3C　阻塞公式的總結                  
 第4章　IS—95標準概述                  
 　4. 1　頻率與時間的協(xié)同                  
 　4. 1. 1　蜂窩頻段和信道                  
 　4. 1. 2　系統(tǒng)時間                  
 　4. 2　前向鏈路操作                  
 　4. 2. 1　前向鏈路公共空中接口                  
 　4. 2. 2　正交復用方案                  
 　4. 2. 3　前向鏈路信道                  
 　4. 2. 3. 1　導頻信道和正交PN碼                  
 　4. 2. 3. 2　同步信道                  
 　4. 2. 3. 3　尋呼信道                  
 　4. 2. 3. 4　業(yè)務信道                  
 　4. 3　反向鏈路操作                  
 　4. 3. 1　反向鐵路公共空中接口                  
 　4. 3. 2　多址接入方案                  
 　4. 3. 3　反向鏈路信道                  
 　4. 3. 3. 1　接入信道                  
 　4. 3. 3. 2　反向業(yè)務信道                  
 　4. 3. 4　前向鐵路和反向鐵路的比較                  
 　4. 4　IS—95系統(tǒng)的特性                  
 　4. 4. 1　功率控制                  
 　4. 4. 1. 1　開環(huán)功率控制                  
 　4. 4. 1. 2　閉環(huán)功率控制                  
 　4. 4. 1. 3　前向鏈路功率控制                  
 　4. 4. 2　交織技術                  
 　4. 4. 3　分集與越區(qū)                  
 　參考文獻                  
 　附錄4A　交織理論                  
 　4A. 1　塊交織                  
 　4A. 2　卷積交織                  
 　4A. 3　塊交織與卷積交織的比較                  
 　4A. 4　交織器設計                  
 　附錄4B　IS—95中的散列函數(shù)                  
 　4B. 1　黃金比和斐波納契數(shù)的介紹                  
 　4B. 2　散列函數(shù)的例子                  
 　4B. 3　IS—95的散列函數(shù)                  
 　4B. 4　IS—95的隨機數(shù)發(fā)生器                  
 第5章　沃爾什函數(shù)和循環(huán)冗余校驗(CBC)編碼                  
 　5. 1　沃爾什函數(shù)的定義                  
 　5. 2　沃爾什序列的特性                  
 　5. 3　沃爾什函數(shù)的產(chǎn)生                  
 　5. 3. 1　用萊德馬契函數(shù)產(chǎn)生沃爾什函數(shù)                  
 　5. 3. 2　用哈達瑪矩陣產(chǎn)生沃爾什函數(shù)                  
 　5. 3. 3　有限域                  
 　5. 3. 4　矢量空間                  
 　5. 3. 5　用基本矢量產(chǎn)生沃爾什函數(shù)                  
 　5. 4　用于CDMA的正交沃爾什函數(shù)                  
 　5. 4. 1　用于前向鏈路的沃爾什函數(shù)                  
 　5. 4. 2　用于反向鐵路的沃爾什函數(shù)                  
 　5. 5　沃爾什函數(shù)的譯碼                  
 　5. 5. 1　相關譯碼                  
 　5. 5. 2　快速沃爾什變換譯碼                  
 　5. 6　IS—95數(shù)據(jù)幀                  
 　5. 7　線性分組碼                  
 　5. 7. 1　奇偶校驗矩陣                  
 　5. 7. 2　伴隨式的概念和檢錯                  
 　5. 7. 3　漢明碼                  
 　5. 8　循環(huán)碼                  
 　5. 8. 1　系統(tǒng)循環(huán)碼                  
 　5. 8. 2　循環(huán)碼編碼器                  
 　5. 8. 3　用移位寄存器電路計算用于檢錯的伴隨式                  
 　5. 9　二進制BCH碼                  
 　5. 10　幀和消息結構質(zhì)量指示器                  
 　5. 10. 1　用于前向鏈路信道的CRC計算                  
 　5. 10. 2　用于反向鏈路信道的CRC計算                  
 　參考文獻                  
 第6章　偽噪聲序列的理論和應用                  
 　6. 1　偽噪聲序列的性質(zhì)                  
 　6. 2　擴展伽羅瓦域和本原多項式                  
 　6. 2. 1　本原多項式的根和最大長度序列                  
 　6. 2. 2　反多項式和既約多項式的表                  
 　6. 2. 3　二進制既約本原多項式的線性反饋移位寄存器機理                  
 　6. 2. 4　相移后的PN序列狀態(tài)矢量變化規(guī)律                  
 　6. 3　PN序列的線性移位寄存器實現(xiàn)                  
 　6. 3. 1　特定初始化矢量的移位寄存發(fā)生器                  
 　6. 3. 2　ESRG輸出序列推導                  
 　6. 3. 3　用模板選擇序列的相移                  
 　6. 3. 4　任意初始狀態(tài)條件下移位序列和模板之間的關系                  
 　6. 3. 4. 1　五級MSRG的例子                  
 　6. 3. 4. 2　IS—95中使用的PN序列                  
 　6. 3. 4. 3　短PN碼模板的例子                  
 　6. 4　二進制序列的自相關和互相關特性                  
 　6. 4. 1　實時信號的相關函數(shù)                  
 　6. 4. 2　PN序列的部分相關函數(shù)                  
 　6. 4. 3　二進制序列波形的譜特性                  
 　6. 5　最大長度序列上的操作                  
 　6. 5. 1　正交性                  
 　6. 5. 2　PN序列的分量                  
 　6. 6　戈爾德碼                  
 　6. 6. 1　互相關問題                  
 　6. 6. 2　戈爾德碼和GPS信號結構                  
   參考文獻                  
   附錄6A　公式g(x)＝s*(x)的歸納法證明                  
   附錄6B　計算程序                  
 　6B. 1　計算移位K的程序                  
 　6B. 2　計算xk模f(x)的程序                  
 　6B. 3　計算長PN碼轉(zhuǎn)移矩陣的程序                  
   附錄6C　相關函數(shù)定理的證明                  
   附錄6D　相關函數(shù)定理推廣到限帶脈沖                  
 第7章　IS—95擴譜信號的調(diào)制與解調(diào)                  
 　7. 1　似然函數(shù)                  
 　7. 1. 1　波形的矢量表示                  
 　7. 1. 2　高斯信道中的最佳接收機準則                  
 　7. 1. 3　相關接收機                  
 　7. 1. 4　匹配濾波器接收機                  
 　7. 1. 5　M進制通信系統(tǒng)在AWGN信道上的性能                  
 　7. 1. 6　M進制通信系統(tǒng)差錯概率的聯(lián)合界                  
 　7. 2　IS—95系統(tǒng)的調(diào)制方案                  
 　7. 2. 1　前向鏈路                  
 　7. 2. 1. 1　AWGN條件下前向鏈路信道的符號差錯性能                  
 　7. 2. 1. 2　瑞利衰落條件下前向鐵路信道的符號差錯性能                  
 　7. 2. 2　反向鏈路                  
 　7. 2. 2. 1　非相干信號處理                  
 　7. 2. 2. 2　M進制通信系統(tǒng)的包絡檢波接收機                  
 　7. 2. 2. 3　非相干二進制正交系統(tǒng)                  
 　7. 2. 2. 4　瑞利衰落條件下的非相干二進制正交系統(tǒng)                  
 　7. 2. 2. 5　IS—95　CDMA反向鏈路M進制正交調(diào)制方案                  
 　7. 2. 2. 6　IS—95反向鏈路波形的最佳解調(diào)                  
 　7. 2. 2. 7　瑞利衰落條件下反向鏈路的性能                  
 　7. 3　QPSK及BPSK                  
 　7. 3. 1　BPSK　CDMA系統(tǒng)的分析                  
 　7. 3. 2　QPSK　CDMA系統(tǒng)的分析                  
 　7. 3. 3　BPSK和QRSK方差之比較                  
 　7. 4　PN碼的捕獲與跟蹤                  
 　7. 4. 1　相關運算的介紹                  
 　7. 4. 2　序列初始相位的捕獲                  
 　7. 4. 3　采用延遲鎖定環(huán)的碼跟蹤                  
 　7. 4. 3. 1　全時間非相干DLL跟蹤                  
 　7. 4. 3. 2　全時間相干DLL跟蹤                  
 　7. 4. 4　T型抖動環(huán)(TDL)跟蹤                  
 　7. 5　用于解擴的成形和未成形PN序列                  
 　7. 5. 1　接收機中脈沖形狀的影響分析                  
 　7. 5. 2　能量累積的仿真比較                  
   參考文獻                  
   附錄7A　格雷姆—施密特正交化過程                  
   附錄7B　BPSK平均差錯概率                  
   附錄7C　白噪聲積分參數(shù)                  
   附錄7D　BPSK和QPSK方差的詳述                  
   附錄7E　捕獲判決噪聲項                  
 第8章　卷積碼及其在IS—95中的應用                  
 　8. 1　引言                  
 　8. 2　卷積碼                  
 　8. 2. 1　卷積編碼器                  
 　8. 2. 2　編碼器的連接矢量表示                  
 　8. 2. 3　編碼器的沖激響應表示                  
 　8. 2. 4　編碼器的多項式表示                  
 　8. 2. 5　編碼器的狀態(tài)表示                  
 　8. 2. 6　卷積編碼器的樹狀圖                  
 　8. 2. 7　卷積編碼器的網(wǎng)格圖                  
   8. 3　卷積碼的最大似然譯碼                  
 　8. 3. 1　最小漢明距譯碼規(guī)則                  
 　8. 3. 2　維特比譯碼算法                  
 　8. 3. 3　卷積碼的距離特性                  
 　8. 3. 4　卷積碼的傳遞函數(shù)                  
 　8. 3. 4. 1　系統(tǒng)卷積碼和非系統(tǒng)卷積碼                  
 　8. 3. 4. 2　卷積碼的惡性差錯傳播                  
 　8. 4　卷積碼維特比譯碼的性能界                  
 　8. 4. 1　硬判決譯碼的差錯概率界                  
 　8. 4. 2　二進制對稱信道的比特差錯概率                  
 　8. 4. 3　軟判決譯碼的差錯概率界                  
 　8. 4. 4　軟判決維特比譯碼的比特差錯概率界                  
 　8. 4. 5　卷積碼編碼增益的估計                  
 　8. 5　IS—95　CDMA系統(tǒng)中的卷積碼                  
 　8. 5. 1　IS—95系統(tǒng)中卷積碼的性能                  
 　8. 5. 2　編碼增益及約束長度                  
 　8. 5. 3　接收信號的量化                  
   參考文獻                  
   文獻選編                  
   附錄8A　Q函數(shù)不等式的證明                  
 第9章　分集技術和瑞克處理                  
 　9. 1　引言                  
 　9. 2　分集技術                  
 　9. 3　分集選擇與合并技術                  
 　9. 3. 1　選擇性分集                  
 　9. 3. 1. 1　非相干M進制移頻鍵控(NCMFSK)                  
 　9. 3. 1. 2　非相干二進制移頻鍵控(NCBFSK)                  
 　9. 3. 1. 3　BPSK調(diào)制                  
 　9. 3. 1. 4　采用差分檢測的冗／4—DQPSK調(diào)制                  
 　9. 3. 2　等增益分集合并                  
 　9. 3. 2. 1　M進制非相干正交調(diào)制系統(tǒng)                  
 　9. 3. 2. 2　瑞利衰落下的MFSK調(diào)制                  
 　9. 3. 2. 3　L重分集下等增益合并接收的BPSK調(diào)制                  
 　9. 3. 2. 4　L重分集下等增益合并接收的差分檢測冗／4　DQPSK調(diào)制                  
 　9. 3. 2. 5　非相干二進制正交系統(tǒng)和最佳分集                  
 　9. 3. 3　最大比合并分集接收                  
 　9. 3. 3. 1　最大比合并分集接收的最佳化證明                  
 　9. 3. 3. 2　最大比合并的例子                  
 　9. 4　瑞克接收機概念                  
 　9. 4. 1　瑞克接收機設計基礎                  
 　9. 4. 2　Price和Green的瑞克概念本質(zhì)                  
 　9. 4. 3　用于IS—95的瑞克概念                  
   參考文獻                  
   文獻選編                  
   附錄9A　M進制正交分集性能的推導                  
 　9A. 1　選擇式分集                  
 　9A. 2　等增益合并(EGC)分集接收                  
   附錄9B　BPSK分集性能的推導                  
 　9B. 1　選擇式分集                  
 　9B. 2　等增益合并分集接收                  
   附錄9C　／4　DQPSK分集性能的推導                  
 　9C. 1　選擇式分集                  
 　9C. 2　等增益合并分集接收                  
 第10章　CDMA蜂窩系統(tǒng)設計與厄蘭容量                  
 　10. 1　CDMA小區(qū)                  
 　10. 1. 1　前向鐵路同信道干擾                  
 　10. 1. 1. 1　相同小區(qū)的干擾                  
 　10. 1. 1. 2　其他小區(qū)的干擾                  
 　10. 1. 2　反向鐵路的同信道干擾                  
 　10. 1. 2. 1　相同小區(qū)的干擾                  
 　10. 1. 2. 2　其他小區(qū)的干擾                  
 　10. 1. 2. 3　CDMA的再用參數(shù)                  
 　10. 1. 2. 4　CDMA容量的再討論                  
 　10. 1. 2. 5　CDMA的小區(qū)載荷                  
 　10. 1. 3　小區(qū)尺寸                  
 　10. 1. 3. 1　最大傳播損耗和小區(qū)半徑                  
 　10. 1. 3. 2　前向鏈路的功率估算                  
 　10. 1. 3. 3　反向鏈路的功率估算                  
 　10. 1. 3. 4　鏈路平衡                  
 　10. 2　CDMA鏈路可靠性和厄蘭容量                  
 　10. 2. 1　鏈路可靠性與鏈路容限                  
 　10. 2. 1. 1　無干擾時的鏈路容限                  
 　10. 2. 1. 2　鏈路容限與功率控制                  
 　10. 2. 1. 3　有干擾時所需的容限                  
 　10. 2. 1. 4　分集接收和軟越區(qū)的容限                  
 　10. 2. 1. 5　可靠的信號電平                  
 　10. 2. 2　厄蘭容量                  
 　10. 2. 2. 1　阻塞概率公式                  
 　10. 2. 2. 2　Z的均值和方差                  
 　10. 2. 2. 3　高斯假設下的CDMA阻塞概率公式                  
 　10. 2. 2. 4　對數(shù)正態(tài)假設下的CDMA阻塞概率公式                  
 　10. 2. 2. 5　CDMA阻塞概率的比較                  
 　10. 2. 2. 6　CDMA. FDMA和TDMA厄蘭容量比較                  
 　10. 2. 2. 7　忙時用戶數(shù)                  
 　10. 2. 3　CDMA區(qū)域覆蓋分析                  
 　10. 2. 3. 1　所需接收信號電平與載荷之間的函數(shù)關系                  
 　10. 2. 3. 2　小區(qū)半徑與小區(qū)載荷之間的函數(shù)關系                  
 　10. 2. 3. 3　基站密度                  
 　參考文獻                  
 　附錄10A　二階再用因子的分析                  
 第11章　CDMA最優(yōu)化問題                  
 　11. 1　導頻信道PN碼偏移的選擇                  
 　11. 1. 1　PN碼偏移在系統(tǒng)運行中的作用                  
 　11. 1. 2　導頻信道碼偏移搜索參數(shù)                  
 　11. 1. 2. 1　多徑對搜索窗的影響                  
 　11. 1. 2. 2　相對延遲界                  
 　11. 1. 2. 3　IS—95搜索窗的參數(shù)                  
 　11. 1. 3　偏移間隔的選擇                  
 　11. 2　CDMA前向鏈路功率的最佳配置                  
 　11. 2. 1　前向鏈路信道的信噪比要求                  
 　11. 2. 1. 1　導頻信道                  
 　11. 2. 1. 2　同步信道                  
 　11. 2. 1. 3　手呼信道                  
 　11. 2. 1. 4　業(yè)務信道                  
 　11. 2. 1. 5　干擾和噪聲項                  
 　11. 2. 2　前向鏈路的總功率                  
 　11. 2. 2. 1　前向鏈路的功率控制圖子                  
 　11. 2. 2. 2　前向鏈路的凈損耗                  
 　11. 2. 3　前向鏈路的功率解                  
 　11. 2. 3. 1　信道功率在總功率中的分配                  
 　11. 2. 3. 2　功率解的參數(shù)變化                  
 　11. 3　前向鏈路衰落容限的選擇                  
 　11. 3. 1　接收機容限的限制                  
 　11. 3. 1. 1　在無干擾條件下接收機和發(fā)射機的功率                  
 　11. 3. 1. 2　在有干擾條件下接收機和發(fā)射機的功率                  
 　11. 3. 2　CDMA容限的數(shù)值例子                  
 　11. 3. 2. 1　接收機容限及發(fā)射機容限                  
 　11. 3. 2. 2　接收機容限及前向鏈路總功率                  
 　11. 4　前向和反向鏈路的容量平衡                  
 　11. 4. 1　前向鏈路容量                  
 　11. 4. 1. 1　漸近的前向鏈路容量                  
 　11. 4. 1. 2　功率受限的前向鏈路容量                  
 　11. 4. 2　容量平衡                  
 　11. 5　前向鏈路動態(tài)功率分配的實現(xiàn)                  
   參考文獻                  
 作者介紹                  
 索引