無線傳播與網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃
定 價：35 元
- 作者：羅偉
- 出版時間：2022/6/10
- ISBN：9787560664279
- 出 版 社：西安電子科技大學(xué)出版社
- 中圖法分類：TN926
- 頁碼：192
- 紙張：
- 版次：1
- 開本：16開
本書在介紹電波傳播理論的基礎(chǔ)上闡述了各類電波傳播建模方法，在無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與優(yōu)化的框架下重點講述了基站系統(tǒng)的架構(gòu)與功能，并介紹了移動通信中電波傳播的測量與仿真技術(shù)。本書共8章，具體內(nèi)容包括：電磁波傳播基本理論、地表電波傳播模式、宏蜂窩傳播預(yù)測模型、 微蜂窩與室內(nèi)傳播預(yù)測模型、 無線網(wǎng)格規(guī)劃與優(yōu)化方法、無線網(wǎng)絡(luò)基站系統(tǒng)、 無線通信電波測量技術(shù)以及無線電波傳播仿真方法。
本書可作為大學(xué)電子通信與信息類專業(yè)本科生的教材，也可供相關(guān)工程技術(shù)人員參考。
當(dāng)代移動通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)要求將無線電波傳播理論與無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)充分結(jié)合，從而對從業(yè)人員能力和本科生培養(yǎng)提出了較高的要求。本書將無線電波傳播理論與無線網(wǎng)絡(luò)工程技術(shù)緊密結(jié)合，旨在建立電波傳播理論與無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃及優(yōu)化技術(shù)之間的聯(lián)系，針對社會和企業(yè)對于創(chuàng)新復(fù)合型工程人才的需求，培養(yǎng)學(xué)生在移動通信領(lǐng)域的理論素養(yǎng)與工程能力。本書充分體現(xiàn)理論與工程結(jié)合的思路，內(nèi)容由基本理論延伸至具體無線工程技術(shù)，并適當(dāng)加入案例分析，對相關(guān)專業(yè)本科生的能力培養(yǎng)具有一定的價值。
全書共8章。第1章主要介紹了與無線電波傳播相關(guān)的電磁場與電磁波基礎(chǔ)理論知識，詳細(xì)描述了無線信道中的反射、繞射和散射三種現(xiàn)象，重點對介質(zhì)和理想導(dǎo)體表面的反射現(xiàn)象進行了理論分析；對于自由空間環(huán)境中的接收電場強度、接收功率及路徑損耗的預(yù)估公式進行了推導(dǎo)計算；以基爾霍夫積分為基礎(chǔ)推導(dǎo)了菲涅耳區(qū)的定義，并對菲涅耳帶和菲涅耳半徑等概念進行了定義說明，由此給出了傳播余隙的定義及其在無線通信中的應(yīng)用。第2章為空間波傳播模式下電磁波在地表環(huán)境的傳播特性及基本理論，重點研究了光滑地面上的電波傳播路徑損耗計算方法與雙徑反射模型，特別強調(diào)了地面介電特性及規(guī)則典型形狀繞射問題對于電波傳播的影響；闡述并討論了氣象環(huán)境與電波傳播之間的關(guān)系，分別介紹了降雨、降雪、云霧及沙塵引起衰減的原因與預(yù)估方法。第3章為無線通信中電波傳播建模的方法原則，以及經(jīng)驗測量方法與確定性預(yù)測方法的基本概念，重點介紹了幾種在宏蜂窩場景下廣泛使用的典型區(qū)域預(yù)測模型，包括OkumaraHata模型、典型城市環(huán)境傳播模型、身體模型、COST-231模型以及Lee宏蜂窩模型。第4章為微蜂窩場景與室內(nèi)環(huán)境下的電波傳播預(yù)測模型，主要介紹了微蜂窩預(yù)測模型的基本原理與典型微站場景路徑損耗建模方法，給出了經(jīng)典室內(nèi)電波傳播模型及其特點，詳細(xì)介紹了在無線網(wǎng)絡(luò)工程中常用的Lee室內(nèi)預(yù)測模型與ITU室內(nèi)預(yù)測模型，并介紹了毫米波室內(nèi)無線傳播模型的基本方法；針對復(fù)雜異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與設(shè)計的需求，介紹了電波傳播模式選擇的基本原則。第5章主要介紹了無線通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與優(yōu)化的基本理論和方法，給出了網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的定義，并與網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化進行了比較，闡述了網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的目標(biāo)、主要內(nèi)容及流程；給出了網(wǎng)絡(luò)覆蓋預(yù)估中的上行與下行鏈路預(yù)算方法，并以典型室外宏站覆蓋場景為案例說明了網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化原則。第6章以5G移動通信系統(tǒng)中無線基站為例，詳細(xì)介紹了無線基站的架構(gòu)組成，對5G網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)特點進行了介紹，并給出了5G系統(tǒng)的接入網(wǎng)組網(wǎng)方式；詳細(xì)闡述了射頻模塊與基帶處理單元這兩項最重要的基站主設(shè)備的結(jié)構(gòu)、功能及應(yīng)用范圍，重點強調(diào)了有源集成化在當(dāng)前基站設(shè)備研發(fā)設(shè)計領(lǐng)域的重要性；對基站天饋系統(tǒng)進行了詳細(xì)描述，包括基站天線的基本參數(shù)與結(jié)構(gòu)、有源基站天線系統(tǒng)，并結(jié)合實際無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)場景給出了基站天線選型與架設(shè)的基本原則。第7章介紹了應(yīng)用于無線通信技術(shù)的電波測量技術(shù)，闡述了電波測量中電磁場強度測量的基本原理以及常用的測量儀器；針對移動通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，詳細(xì)介紹了場強測量的原理、方法及測量數(shù)據(jù)處理方法，并且針對5G及未來移動通信系統(tǒng)中的毫米波技術(shù)，介紹了毫米波頻段電磁波的測量原理與測試設(shè)計原則；針對測量數(shù)據(jù)的誤差分析與統(tǒng)計方法進行了闡述，并給出了對測量結(jié)果進行評定分析的方法原則。第8章介紹了無線傳播仿真技術(shù)中幾種主要的統(tǒng)計建模方法，重點介紹了射線追蹤法的基本原理，包括反射系數(shù)、透射系數(shù)以及繞射系數(shù)的求解方法；簡述了正向射線追蹤算法和反向射線追蹤算法的思想，對常用的SBR/IM方法的關(guān)鍵技術(shù)進行了討論分析；對常用無線傳播商用仿真軟件的功能與特點進行了介紹并加以比較。
在本書的編寫過程中，作者參考了國內(nèi)外多本優(yōu)秀的無線電波傳播與無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)相關(guān)教材及高水平學(xué)術(shù)論文，在此對這些文獻的作者表示感謝。重慶郵電大學(xué)教務(wù)處和光電工程學(xué)院的領(lǐng)導(dǎo)和同事對本書的編寫給予了支持與幫助，此外，團隊中的研究生參與了本書的文字錄入、校對和繪圖等方面的工作，在此對他們一并表示感謝。
限于作者的知識水平，雖然數(shù)易其稿，但本書中難免存在不足與疏漏，懇請廣大讀者提出寶貴意見。
本書的出版得到了重慶郵電大學(xué)規(guī)劃教材建設(shè)項目的資助與支持，在此表示衷心的感謝。
作 者
2021年10月
于重慶郵電大學(xué)
第1章 電磁波傳播基本理論 1
1.1 均勻平面波的傳播 2
1.1.1 平面電磁波 3
1.1.2 平面電磁波的極化 7
1.1.3 平面電磁波的傳播 10
1.2 反射、繞射與散射現(xiàn)象 12
1.2.1 反射現(xiàn)象 13
1.2.2 繞射現(xiàn)象 20
1.2.3 散射現(xiàn)象 23
1.3 自由空間中的電波傳播 23
1.3.1 自由空間中的電波接收場強 24
1.3.2 自由空間中的電波接收功率 25
1.3.3 自由空間中的路徑損耗 25
1.4 菲涅耳區(qū) 26
1.4.1 基爾霍夫積分 26
1.4.2 菲涅耳帶與菲涅耳半徑 28
1.4.3 傳播余隙 31
本章小結(jié) 32
第2章 地表電波傳播模式 33
2.1 空間波傳播模式 33
2.2 雙徑反射模型 37
2.2.1 反射的有效區(qū)域 37
2.2.2 平坦地面上的反射系數(shù) 40
2.2.3 雙射線傳播模式 42
2.3 環(huán)境對電波傳播的影響 45
2.3.1 規(guī)則典型形狀繞射計算方法 45
2.3.2 植被影響計算方法 48
2.3.3 氣象環(huán)境對電波傳播的影響 49
本章小結(jié) 56
第3章 宏蜂窩傳播預(yù)測模型 58
3.1 電波傳播特性建模方法 58
3.1.1 經(jīng)驗測量方法 58
3.1.2 確定性預(yù)測方法 58
3.2 典型區(qū)域預(yù)測模型 59
3.2.1 OkumaraHata模型 60
3.2.2 典型城市環(huán)境傳播模型 64
3.2.3 身體模型 67
3.2.4 COST-231模型 68
3.2.5 Lee宏蜂窩模型 71
本章小結(jié) 77
第4章 微蜂窩與室內(nèi)傳播預(yù)測模型 78
4.1 微蜂窩預(yù)測模型 78
4.1.1 基本原理和算法 78
4.1.2 典型微站電波傳播損耗預(yù)估模型 82
4.2 室內(nèi)預(yù)測模型 86
4.2.1 經(jīng)典室內(nèi)電波傳播預(yù)測模型 87
4.2.2 Lee室內(nèi)預(yù)測模型 89
4.2.3 ITU室內(nèi)預(yù)測模型 95
4.2.4 毫米波室內(nèi)傳播建模 96
4.3 電波傳播模式選擇原則 99
本章小結(jié) 101
第5章 無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與優(yōu)化方法 102
5.1 網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃概述 102
5.1.1 預(yù)測模型的選擇 102
5.1.2 規(guī)劃目標(biāo) 103
5.1.3 規(guī)劃內(nèi)容與流程 104
5.2 網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃流程 105
5.2.1 網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃準(zhǔn)備階段 105
5.2.2 網(wǎng)絡(luò)預(yù)規(guī)劃階段 108
5.2.3 網(wǎng)絡(luò)詳細(xì)規(guī)劃階段 113
5.3 網(wǎng)絡(luò)覆蓋預(yù)估 114
5.3.1 下行鏈路預(yù)算 115
5.3.2 上行鏈路預(yù)算 119
5.3.3 基站覆蓋面積計算 120
5.3.4 基站數(shù)量計算 121
5.4 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化 121
5.4.1 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的概念 121
5.4.2 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的目標(biāo) 121
5.4.3 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的類型 122
5.4.4 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的總體流程 123
5.4.5 室外宏覆蓋優(yōu)化方案 123
本章小結(jié) 125
第6章 無線網(wǎng)絡(luò)基站系統(tǒng) 126
6.1 5G基站系統(tǒng)概述 126
6.1.1 5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 127
6.1.2 5G接入網(wǎng)組網(wǎng)方式 128
6.2 基站主設(shè)備 129
6.2.1 射頻模塊 130
6.2.2 基帶處理單元 131
6.3 天饋系統(tǒng) 133
6.3.1 基站天線基本參數(shù) 134
6.3.2 基站天線結(jié)構(gòu) 140
6.3.3 有源基站天線系統(tǒng) 144
6.3.4 基站天線選型與架設(shè) 146
本章小結(jié) 150
第7章 無線通信電波測量技術(shù) 151
7.1 電磁場測量原理與常用儀器 151
7.1.1 電場強度測量原理 151
7.1.2 常用測量儀器 154
7.1.3 場強測量基本要求與注意事項 157
7.2 移動通信電場強度測量原理 158
7.2.1 場強測量基礎(chǔ)知識 158
7.2.2 測量數(shù)據(jù)處理方法 161
7.3 毫米波無線電波測量系統(tǒng) 163
7.4 電波傳播測量誤差分析與數(shù)據(jù)處理 165
7.4.1 電波測量誤差分析 166
7.4.2 測量結(jié)果評定 169
本章小結(jié) 171
第8章 無線電波傳播仿真方法 172
8.1 統(tǒng)計建模仿真方法 172
8.2 射線追蹤方法 172
8.2.1 射線追蹤方法的基本原理 172
8.2.2 正向算法和反向算法的選擇 175
8.2.3 入射及反彈射線/鏡像法 176
8.3 商用電波傳播仿真軟件 179
8.3.1 Wireless InSite軟件 179
8.3.2 WinProp軟件 181
本章小結(jié) 181
參考文獻 183
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