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『簡體書』无线通信(第二版)

書城自編碼: 3521011
分類: 簡體書→大陸圖書→教材研究生/本科/专科教材
作 者: [美] Andreas F.,Molisch [安德烈亚斯
國際書號(ISBN): 9787121359958
出版社: 电子工业出版社
出版日期: 2020-06-01

頁數/字數: /
書度/開本: 16开 釘裝: 平装

售價:NT$ 820

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編輯推薦:
本书系统地讲解了无线通信原理、技术和系统设计所涉及的各个方面。全书内容共五部分(合计29章),包括无线传播信道的机制、特性、建模与探测,通信收发信机的调制、分集、信道编码、语音编码和均衡技术,多址与蜂窝、OFDM、扩频技术、多天线技术、认知无线电、中继与协作通信、视频编码,以及当前主流技术标准。本书既包含无线通信的通用处理技术,又包含新兴主题,如MIMO系统和认知无线电等。全书将数学描述与直观的物理解释相结合,使读者对概念的理解一目了然;给出的大量例题和习题(为第30章)来源于当前主流无线通信系统和标准的实际案例。
內容簡介:
本书系统地讲解了无线通信原理、技术和系统设计所涉及的各个方面。全书内容共五部分(合计29章),包括无线传播信道的机制、特性、建模与探测,通信收发信机的调制、分集、信道编码、语音编码和均衡技术,多址与蜂窝、OFDM、扩频技术、多天线技术、认知无线电、中继与协作通信、视频编码,以及当前主流技术标准。本书既包含无线通信的通用处理技术,又包含新兴主题,如MIMO系统和认知无线电等。全书将数学描述与直观的物理解释相结合,使读者对概念的理解一目了然;给出的大量例题和习题(为第30章)来源于当前主流无线通信系统和标准的实际案例。本书已根据作者提供的勘误表(2014年10月版)进行了更正。
關於作者:
美国南加州大学电气工程系教授,无线设备与系统(WiDeS)团队领导者。IEEE会士、IET会士、IEEE杰出讲师。曾在美国贝尔实验室、瑞典隆德大学、三菱电子研究实验室、维也纳技术大学任资深主任研究员、教授等职。出版及合著4部著作,参加撰写11部书,发表120篇以上的期刊论文及大量会议论文,拥有70多项专利和60个标准。是国际无线电科学联合会委员会主席,IEEE 802.16m、IEEE 802.15.3a、IEEE 802.15.4及COST273a信道模型小组的主席,IEEE 802.11n,多带-OFDM联盟可测量性小组主席。曾任大量期刊和特刊编辑、多个国际会议的大会主席及技术委员会主席。
田斌 西安电子科技大学教授,博士,综合业务网国家重点实验室研究人员,陕西省创造学会专家咨询委员会委员。出版和翻译教材3部,发表论文60余篇。主要研究方向: 无线通信、卫星通信、通信信号处理等。帖翊 西安电子科技大学副教授。通信工程学院教师,现工作于综合业务网国家重点实验室。主要研究方向: 军用无线通信,跳频、扩频通信等。任光亮 西安电子科技大学教授,IEEE会员,博士研究生导师。出版教材3部,在国内外重要期刊和国际会议发表论文50多篇,获得国家发明专利20余项。主要研究方向: 信息传输、无线通信与信号处理等。
目錄
第一部分 引言
第1章 无线业务的应用和需求
1.1 历史
1.1.1 一切是如何开始的
1.1.2 第一个系统
1.1.3 模拟蜂窝系统
1.1.4 GSM及世界范围的蜂窝革命
1.1.5 新无线系统及电信泡沫的爆裂
1.1.6 无线通信的复兴
1.2 业务类型
1.2.1 广播
1.2.2 寻呼
1.2.3 蜂窝电话
1.2.4 集群无线电
1.2.5 无绳电话
1.2.6 无线局域网
1.2.7 个域网
1.2.8 固定无线接入
1.2.9 ad hoc网络和传感器网络
1.2.10 卫星蜂窝通信
1.3 业务需求
1.3.1 数据速率
1.3.2 覆盖范围和用户数目
1.3.3 移动性
1.3.4 能量消耗
1.3.5 频谱的使用
1.3.6 传输方向
1.3.7 服务质量
1.4 经济和社会因素
1.4.1 构建无线通信系统的经济条件
1.4.2 无线通信市场
1.4.3 行为影响力第2章无线通信的技术挑战
2.1 多径传播
2.1.1 衰落
2.1.2 符号间干扰
2.2 频谱限制
2.2.1 频率的分配
2.2.2 受管制频谱的频率重用
2.2.3 非管制频谱的频率重用
2.3 能量限制
2.4 用户移动性第3章噪声受限和干扰受限系统
3.1 引言
3.2 噪声受限系统
3.2.1 链路预算
3.3 干扰受限系统
第二部分 无线传播信道
第4章 传播机制
4.1 自由空间衰减
4.2 反射和透射
4.2.1 斯涅尔(Snell)定律
4.2.2 分层电介质结构的反射和透射
4.2.3 d-4功率定律
4.3 绕射
4.3.1 单屏或楔形绕射
4.3.2 多屏绕射
4.4 粗糙表面的散射
4.4.1 基尔霍夫理论
4.4.2 微扰理论
4.5 波导
4.6 附录
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第5章 无线信道的统计描述
5.1 引言
5.2 时不变两径模型
5.3 时变两径模型
5.4 不含主导分量的小尺度衰落
5.4.1 一个计算机实验
5.4.2 振幅与相位统计量的数学推导
5.4.3 瑞利分布的性质
5.4.4 瑞利分布场强的衰落余量
5.5 含有主导分量的小尺度衰落
5.5.1 一个计算机实验
5.5.2 振幅和相位分布的推导
5.5.3 Nakagami分布
5.6 多普勒谱
5.6.1 移动中的移动台的时变性
5.6.2 固定无线系统中的时变性
5.7 衰落的时间依赖性 
5.7.1 电平通过率
5.7.2 平均衰落持续时间
5.7.3 随机频率调制
5.8 大尺度衰落
5.9 附录
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第6章 宽带和方向性信道的特性
6.1 引言
6.2 延迟色散的成因
6.2.1 两径模型
6.2.2 一般的情况
6.3 无线信道的系统理论描述
6.3.1 确定性线性时变系统的特性
6.3.2 随机系统函数
6.4 WSSUS模型
6.4.1 广义平稳
6.4.2 非相关散射
6.4.3 WSSUS假设
6.4.4 抽头延迟线模型
6.5 精简参数
6.5.1 相关函数的积分
6.5.2 功率延迟分布的矩
6.5.3 多普勒谱的矩
6.5.4 相干带宽和相干时间
6.5.5 窗参数
6.6 超宽带信道
6.6.1 具有大相对带宽的超宽带信号
6.6.2 具有大绝对带宽的超宽带信号
6.7 方向性描述
6.8 附录
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第7章 信道模型
7.1 引言
7.2 窄带模型
7.2.1 小尺度和大尺度衰落模型
7.2.2 路径损耗模型
7.3 宽带模型
7.3.1 抽头延迟线模型
7.3.2 功率延迟分布模型
7.3.3 射线和簇到达时间模型
7.3.4 标准化的信道模型
7.4 方向性模型
7.4.1 一般模型结构及因子分解
7.4.2 基站处的角度色散
7.4.3 移动台处的角度色散
7.4.4 极化
7.4.5 模型实现
7.4.6 标准化方向性模型
7.4.7 多输入多输出矩阵模型
7.5 确定性信道建模方法
7.5.1 射线发射
7.5.2 射线跟踪
7.5.3 有效性考虑
7.5.4 地理数据库
7.6 附录
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第8章 信道探测
8.1 引言
8.1.1 信道探测的必要性
8.1.2 通用探测器结构
8.1.3 无线信道的可辨识性
8.1.4 对测量数据的影响
8.2 时域测量
8.2.1 冲激探测器
8.2.2 相关探测器
8.3 频域分析
8.4 改进的测量方法
8.4.1 扫描延迟互相关器
8.4.2 逆滤波
8.4.3 平均
8.4.4 同步
8.4.5 矢量网络分析仪测量
8.5 可分辨方向测量
8.5.1 接收阵列的数据模型
8.5.2 波束成形
8.5.3 高分辨率算法
8.5.4 多输入多输出测量
8.6 附录
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第9章 天线
9.1 引言
9.1.1 天线的系统集成
9.1.2 天线参量特征
9.2 移动台天线
9.2.1 单极子和偶极子天线
9.2.2 螺旋天线
9.2.3 微带天线
9.2.4 平面倒F形天线
9.2.5 辐射耦合双L形天线
9.2.6 多波段天线
9.2.7 移动台天线的安置
9.3 基站天线
9.3.1 天线类型
9.3.2 阵列天线
9.3.3 改进天线方向图
9.3.4 环境对天线方向图的影响
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第三部分 收发信机设计和信号处理
第10章 无线通信链路结构
10.1 收发信机结构
10.2 简化模型
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第11章 调制
11.1 引言
11.2 基本概念
11.2.1 脉冲幅度调制
11.2.2 多脉冲调制和连续相位调制
11.2.3 功率谱
11.2.4 信号空间图
11.3 几种重要的调制
11.3.1 二进制相移键控
11.3.2 正交相移键控QPSK
11.3.3 4 DQPSK
11.3.4 偏移正交相移键控
11.3.5 高阶调制
11.3.6 二进制频移键控
11.3.7 最小频移键控
11.3.8 最小频移键控的解调
11.3.9 高斯最小频移键控
11.3.10 脉冲位置调制
11.3.11 频谱效率小结
11.4 附录
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第12章 解调
12.1 加性高斯白噪声信道中的解调器结构和差错率
12.1.1 信道模型和噪声
12.1.2 信号空间图及最佳接收机
12.1.3 差错率的计算方法
12.2 平坦衰落信道中的差错率
12.2.1 平均误比特率(经典的计算方法)
12.2.2 计算平均差错率的另一种方法
12.2.3 中断概率与平均差错概率
12.3 延迟及频率色散衰落信道中的差错概率
12.3.1 差错基底的物理原因
12.3.2 采用群延迟方法计算差错基底
12.3.3 一般衰落信道: 二次高斯变量法
12.3.4 误比特率
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第13章 分集
13.1 引言
13.1.1 分集的原理
13.1.2 相关系数的定义
13.2 微分集
13.2.1 空间分集
13.2.2 时间分集
13.2.3 频率分集
13.2.4 角度分集
13.2.5 极化分集
13.3 宏分集和同播
13.4 信号的合并
13.4.1 选择式分集
13.4.2 开关分集
13.4.3 合并分集
13.5 在衰落信道中分集接收的差错率
13.5.1 平坦衰落信道中的差错率
13.5.2 频率选择性衰落信道中的差错率
13.6 发射分集
13.6.1 具有信道状态信息的发射机分集
13.6.2 无信道状态信息的发射机分集
13.7 附录
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第14章 信道编码
14.1 编码与信息论基础
14.1.1 编码历史与动机
14.1.2 信息论的基础概念
14.1.3 信道容量
14.1.4 功率与带宽的关系
14.1.5 与实际系统的关系
14.1.6 实际编码的分类
14.2 分组编码
14.2.1 引言
14.2.2 编码
14.2.3 译码
14.2.4 差错识别和纠正
14.2.5 级联码
14.3 卷积码
14.3.1 卷积码原理
14.3.2 维特比译码(经典表示)
14.3.3 维特比算法的改进
14.4 网格编码调制
14.4.1 基本原理
14.4.2 集分割
14.5 比特交织编码调制
14.6 Turbo码
14.6.1 引言
14.6.2 编码器
14.6.3 Turbo译码器
14.7 低密度奇偶校验码
14.7.1 低密度奇偶校验码的定义
14.7.2 低密度奇偶校验码的编码
14.7.3 低密度奇偶校验码的译码
14.7.4 性能改进
14.8 衰落信道的编码
14.8.1 交织
14.8.2 分组码
14.8.3 卷积码
14.8.4 级联码
14.8.5 衰落信道下的网格编码调制
14.9 衰落信道的信息论性能限
14.9.1 各态历经容量与中断容量
14.9.2 仅接收端已知信道状态信息的容量
14.9.3 CSIT和CSIR的容量注水法
14.10 附录
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第15章 语音编码
15.1 引言
15.1.1 语音电话作为对话多媒体业务
15.1.2 信源编码基础
15.1.3 语音编码器设计
15.2 语音
15.2.1 语音的产生
15.2.2 语言声学
15.2.3 语音感知
15.3 语音信号的随机模型
15.3.1 短时平稳模型
15.3.2 线性预测声码器(LPC)
15.3.3 正弦模型
15.3.4 谐波 噪声模型
15.3.5 循环平稳模型
15.4 量化和编码
15.4.1 标量量化
15.4.2 矢量量化
15.4.3 预编码中的噪声成形
15.4.4 合成分析
15.4.5 信源信道联合编码
15.5 从语音传输到声音的远程呈现
15.5.1 语音激活检测
15.5.2 接收端增强
15.5.3 回声和噪声
15.5.4 远程呈现的业务增强
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第16章 均衡器
16.1 引言
16.1.1 时域和频域均衡
16.1.2 信道和均衡器的模型
16.1.3 信道估计
16.2 线性均衡器
16.2.1 迫零均衡器
16.2.2 最小均方误差准则
16.2.3 均方误差均衡器的自适应算法
16.2.4 其他线性结构
16.3 判决反馈均衡器
16.3.1 最小均方误差判决反馈均衡器
16.3.2 迫零判决反馈均衡器
16.4 最大似然序列估计: 维特比检测器
16.5 均衡器结构的比较
16.6 分数间隔均衡器
16.7 盲均衡
16.7.1 简介
16.7.2 恒模算法
16.7.3 盲最大似然估计
16.7.4 使用二阶或高阶统计特性的算法
16.7.5 评价
16.8 附录
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第四部分 多址和高级收发信机方案
第17章 多址和蜂窝原理
17.1 引言
17.2 频分多址
17.2.1 频率划分实现多址
17.2.2 中继增益
17.3 时分多址
17.4 分
內容試閱
译者序
无线通信近十余年来获得了蓬勃的发展,已成为社会信息化最重要的推动力量之一,也是当前信息产业的重要支柱。无线通信技术极大地影响着人们的工作方式、生活方式和娱乐方式,个人通信的梦想指日可待。无线通信已经成为通信工程相关专业的一门重要课程,相关研究文献、论著、教材不断问世。无线通信领域的顶级专家、美国南加州大学Molisch教授的这本《无线通信》无疑是这方面的上乘之作。
该书于2005年底出版了第一版,当时已堪称最全面清晰的集大成之作之一,中译本于2008年初出版。全书共五部分,第一部分讲述无线业务的应用和需求,无线通信的技术挑战,以及噪声受限和干扰受限系统;第二部分介绍无线传播信道,包括传播机制、无线信道的统计描述、宽带和方向性信道的特性、信道模型、信道探测及天线,体现了无线通信信道传播的所有方面;第三部分讨论无线系统的收发信机设计和信号处理,包括无线通信链路结构、调制、解调、分集、信道编码、语音编码和均衡器;第四部分则讨论多址和高级收发信机方案,讲述了多址和蜂窝原理、扩展频谱系统、正交频分复用及多天线系统等新专题;第五部分则描述了当前主流的无线通信系统和标准。
第二版紧跟技术发展,新增了关于认知无线电、协作通信与中继、视频编码、3GPP长期演进和WiMAX等的几章,以及关于多用户MIMO、IEEE 802.11n和信息论等的重要的几节,并结合当前技术发展对全书其他部分做了进一步修订和补充。有些章节尽管内容变化不大,却补充了大量习题,对于理解内容及实践应用有很大帮助。同时,从方便阅读的角度做了不少修改,比如将许多缩略词用全称代替(第一版翻译时也做过一些类似的处理)。专业术语较多的几章,已将专业术语的缩略词表附在该章后面。除此之外,作者花了较大心力进行推敲和润色,有的地方看似仅仅改动了一个虚词、换了一个近义词、增加了一个修饰语,或者增删了一些说明,文字的语气和表达的含义却有了明显变化。我们在翻译时也都逐字逐句核对了这些细微变化,反复推敲译文,以求精确表达作者的本意。
第二版保持并强化了第一版内容系统完整、概念清晰、理论严谨而又直观形象的特色,突出了技术发展的最新成果,涵盖了无线通信的最新研究内容与前沿领域,既是通信工程领域的本科和研究生的教材,也可作为无线通信领域研究人员和工程技术人员案头必备的参考书。
本书第4章至第7章、第14章、第15章、第21章、第23章和第26章由田斌翻译;第1章至第3章、第8章、第9章、第17章、第18章、第22章、第24章和第25章由帖翊翻译;第10章至第13章、第16章、第19章、第20章,以及第27章至第29章由任光亮翻译;第30章为前面各章的习题,其译文由相应各章的译者分别完成;田斌负责统筹全书。除了作者已给出的勘误,对于原书疑似有误的地方,译文中大多以译者注形式进行了说明,以便读者阅读原著时对照参考。对于公式中的个别错误则直接进行了更正。本书作者Molisch教授非常重视本书的翻译工作,多次和译者进行邮件交流。本书所有中文译稿都寄给过他,他邀请的中国学生和学者阅读后再和他交流,提出了不少有益的建议。西安电子科技大学研究生王奇伟、成波、丛犁、任晓娜、沈东阳、彭任斌、闵泉云、李奕洋、李慕菡、吴迪、龚阳雪、李林甫、冯妙琨和白渊玲等协助做了大量工作。借此机会,一并表示诚挚的谢意。尽管译者尽了最大努力,但由于译者水平和时间所限,肯定存在疏漏和不当之处,敬请读者不吝指正。我们发现错误会及时在http∶web.xidian.edu.cnbtian提供勘误表。
前言和致谢
从2005年本书推出第一版至今,无线通信的研究与技术持续处于势不可挡的进步中。这一发展状况以及本书第一版所获得的积极回应,促成了第二版的问世。新版本将涵盖近年来出现的一些新课题,这样就能使它与现代化无线通信工程所涉及主题的宽广程度仍保持一致。
新版本中有超过150页指英文原著。编者注的新内容,涵盖了以下几方面:
● 认知无线电(新增的第21章);
● 中断、多跳和协作通信新增的第22章;
● 视频编码新增的第23章;
● 3GPP长期演进新增的第27章;
● WiMAXIEEE 802.16新增的第28章。
此外,新版本对以下内容做了扩充和增补:
● MIMO见第20章,尤其是关于多用户MIMO,新增了一节20.3节;
● IEEE 802.11n高吞吐量WiFi,见29.3节;
● 编码比特交织编码调制,见14.5节;
● 在14.1节、14.9节及附录17见配套网站中介绍了信息论;
● 附录7见配套网站包含对标准化信道模型的更新内容;
● 许多处小改动和重新阐释其中有一些基于本书的读者和教师的反馈。
这些扩充对学生及研究者学习新潮技术至关重要。绝大多数增补内容对于有关高级无线概念和技术的研究生课程应当是最适合不过的了。此外,关于LTE或WiMAX的内容,在更基础的课程中,也非常适合作为标准化系统的示例例如取代关于GSM或WCDMA系统的讨论。
本书配套网站www.wiley.comgomolisch包括勘误表、内容更新和补充材料等。采用本书作为教材的教师还可获得演示幻灯片和习题解答手册读者也可登录华信教育资源网(www.hxedu.com.cn),注册后免费下载本书附录等补充资源。
采用本书作为教材的教师可联系te_service@phei.com.cn获得相关教辅资源。编者注。
作者为新增内容的撰写付出了大量心血,同时也得到了南加州大学电气工程系主任Sandy Sawchuk的鼎力支持。特别感谢Anthony Vetro撰写关于视频编码的第23章。还要感谢那些热心评阅新增内容的专家们: Honggang Zhang和Natasha Devroye第21章,Gerhard Kramer,Mike Neely和Bhaskar Krishnamachari第22章,Erik Dahlman第27章,YangSeok Choi Hujun Jin和V. Shashidar第28章,Guiseppe Caire第14章和第17章的新增内容,Robert Heath和Claude Oestges第20章的新增内容,以及Eldad Perahia29.3节。若有任何残存错误,由作者本人负责。
我也非常感谢南加利福尼亚大学USC参加我的多门课程的学生们,同样感谢世界各地的读者和学生们,他们曾提出过有助于内容更正和改进的各种建议。新增章节的习题由Junyang Shen、Hao Fang和Christian Mehlfuehrer编写。感谢Neelesh B. Mehta提供了关于LTE的多幅图片。
第一版前言
1994年,当我以讲义的形式为一门无线课程撰写本书的初稿时,其前言是以论证开设这样一门课程的必要性开始的。我详尽地解释了理解无线系统尤其是数字蜂窝系统对于通信工程师的重要程度。现在,10多年过去了,这样的论证看上去稍微有些离奇和过时了。无线产业已成为电信产业中增长最快的部分,并且在世界上几乎没有人不是某种形式的无线技术用户。从普遍存在的蜂窝电话到无线局域网,到正在快速增长的无线传感器,人们被无线通信设备包围着。
学习无线通信的关键性挑战之一就是影响这一领域的令人惊奇的宽广主题。传统意义上,通信工程师主要关注诸如数字调制和编码理论这样的内容,而天线与电波传播的研究领域是与之完全分离的,人们甚至以为 这是两条永不相交的平行线。然而,这种各行其道的方式对于无线通信的学习并不适用。我们需要理解影响系统性能的所有方面,并能使整个系统得以运作。本书就试图提供这样的概括关注无线通信物理层的运作。
另一个挑战在于,不仅是实际的无线系统,作为无线技术基础的科学也处于持续不断的变化中。常常有人认为,无线系统快速地变化,而无线通信的科学基础保持不变,因而工程师们可以依靠以前获取的知识来应付许多轮的系统革新,仅需对他们的一套技能进行微小调整。这种想法听上去很好,遗憾的是它错了。例如,10年以前,诸如多天线系统、OFDM、Turbo码和LDPC码及多用户检测这样的主题通常只被学术界关注,最多只能作为博士阶段的课程内容;今天,它们不仅支配着主流的研究和系统发展,还代表着学生和从业工程师们必须掌握的至关重要的基础知识。我希望通过对新的方面和更多经典主题的兼顾处理,本书可以向目前的学生和研究人员提供将来仍有价值的知识和工具。
本书是为高年级本科生和研究生,以及从业工程师和研究人员撰写的。尽管在本书相应章节的开始处会简短回顾有关领域的通信基础知识,但我们仍假定读者对通信基本理论如调制、解调和电磁场理论的基本内容有所了解。本书的核心材料试图将学生提升到能阅读更高级的专题文章甚至研究论文的程度;对于所有想要更深入学习的读者,大多数章节都包括深入阅读小节,其中列举了最重要的参考文献。本教材既包括数学公式,又给出直观的解释。我坚信这种双管齐下的方式可以引导学生更深入理解内容。除了作为教材,我也希望本书能成为研究人员和从业者的参考工具书。为了达此目的,我尝试使每个孤立章节更容易阅读,缩略语在每章中第一次出现时会给予解释,并将公式中的常见符号及其含义列于符号表中。频繁地交互引用也将有助于实现这一目的。
本书结构
本书分为五部分。
第一部分引言对无线通信给出了高层次的综述。第1章首先对不同无线业务进行了分类,并描述了各种不同应用在数据速率、覆盖范围、电能消耗等方面所形成的种种要求。这一章也包括简要的历史回顾,以及对无线通信的经济和社会因素的讨论。第2章描述了无线通信的基本挑战,例如多径传播和受限的频谱资源。第3章讨论了噪声和干扰如何限制无线系统的通信能力,以及链路预算如何作为简单的系统规划工具来提供关于可达覆盖范围和性能的初步设计依据。

 

 

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