书籍详情
干扰分析：面向频谱管理的无线电系统建模
作者：[英] John Pahl（约翰・帕尔） 著，王磊 译
出版社：电子工业出版社
出版时间：2022-01-01
ISBN：9787121427534
定价：¥199.00
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内容简介
本书是介绍无线电系统干扰分析方法的专著，内容涵盖了评估无线电通信系统干扰所需考虑的各方面因素，重点阐述了干扰分析基础、电波传播模型、干扰计算和消除、干扰分析方法以及针对特定业务的干扰协调等。本书作者John Pahl长期参与国际电联无线电通信部门技术、运行和法规决策过程，在复杂系统间干扰分析及其频谱高效利用技术等方面拥有丰富实践经验。
作者简介
JohnPahl，于英国剑桥大学获得数学硕士学位，长期从事干扰分析问题的研究。他是Transfinite Systems公司的主要创始人，该公司主要为固定通信、移动通信和卫星通信等业务领域提供干扰分析服务。Pahl多次受邀主持国际会议，作为《无线电规则》第22章有关等效功率通量密度分析的国际权威专家，曾参与起草多份国际电联无线电通信部门建议书，相关内容被收入《无线电规则》。王磊博士，先后毕业于中国人民解放军重庆通信学院（现陆军工程大学）和北京航空航天大学，长期从事电磁频谱管理与频谱作战、电磁兼容与电磁环境等领域研究。出版《无线电频谱管理政策、法规与技术》、《美军联合电磁频谱作战与赛博电磁行动》等著（译）作5部，发表论文40余篇，获军队科技进步奖和军事理论优秀成果奖共5项。
目录
目 录
第1章 概述\t1
1．1 动机和目标受众\t1
1．2 本书结构\t2
1．3 各章结构和附加资料\t2
1．4 案例研究：如何观察干扰\t3
第2章 干扰分析的目的\t5
2．1 为何开展干扰分析？\t5
2．2 频谱使用方式调整的驱动力\t6
2．3 管理制度\t6
2．4 国际法规\t8
2．4．1 历史和结构\t8
2．4．2 无线电通信部门\t10
2．4．3 《无线电规则》\t12
2．4．4 世界无线电通信大会\t18
2．4．5 研究组和工作组\t20
2．4．6 建议书和报告\t20
2．5 无线电规则和建议书的更新\t22
2．6 会议和结果演示\t23
2．7 国家主管机构\t27
2．8 区域和工业组织\t28
2．9 频率指配和规划\t29
2．10 协调\t32
2．11 干扰分析的类型\t34
2．12 延伸阅读和后续内容\t34
第3章 基础概念\t35
3．1 无线电通信系统\t35
3．2 无线电波和分贝\t37
3．3 功率计算\t40
3．4 载波类型和调制\t43
3．4．1 概述\t43
3．4．2 模拟调制\t43
3．4．3 数字调制\t45
3．4．4 跳频和OFDM\t49
3．4．5 数字调制方式选取\t50
3．4．6 脉冲调制和超宽带\t52
3．4．7 滤波\t52
3．5 多址方法\t53
3．5．1 概述\t53
3．5．2 载波侦听多路访问（CSMA）\t55
3．5．3 频分多址（FDMA）\t56
3．5．4 时分多址（TDMA）\t57
3．5．5 码分多址（CDMA）\t58
3．5．6 正交频分多址（OFDMA）\t60
3．6 噪声温度和参考点\t61
3．7 天线\t66
3．7．1 基本概念\t66
3．7．2 波束和波束宽度\t68
3．7．3 典型天线增益方向图类型\t69
3．7．4 各向同性天线方向图\t70
3．7．5 抛物面天线\t71
3．7．6 椭圆方向图\t74
3．7．7 相控阵天线\t76
3．7．8 方位角相关天线\t77
3．7．9 仰角相关天线\t79
3．7．10 方位角和仰角截面\t79
3．7．11 3D增益表\t80
3．7．12 天线指向确定方法\t80
3．8 几何结构和动态性\t81
3．8．1 几何结构\t81
3．8．2 平坦地球矢量\t82
3．8．3 地球球面坐标系\t84
3．8．4 ECI矢量坐标系\t87
3．8．5 椭球形地球轨道模型\t96
3．8．6 延迟和多普勒效应\t97
3．9 角度的计算\t97
3．9．1 方位角和仰角\t98
3．9．2 地面系统\t98
3．9．3 卫星系统\t99
3．9．4 天线坐标系中的角度\t100
3．9．5 基于ECI矢量的偏轴角\t101
3．9．6 Theta Phi 坐标\t101
3．10 统计和分布\t102
3．11 链路预算及度量指标\t107
3．12 频谱效率和要求\t110
3．13 案例分析\t112
3．14 延伸阅读和后续内容\t114
第4章 电波传播模型\t115
4．1 概述\t115
4．2 电波传播环境\t118
4．2．1 有效地球半径\t118
4．2．2 地理气候和气象参数\t119
4．2．3 无线电气候区\t120
4．2．4 地形和地表数据库\t121
4．2．5 陆地使用数据\t123
4．2．6 信号变化和快衰落\t125
4．3 地面传播模型\t127
4．3．1 P．525：自由空间路径损耗模型\t127
4．3．2 P．526：绕射模型\t129
4．3．3 P．530：多径和降雨衰减\t132
4．3．4 P．452：干扰预测模型\t135
4．3．5 P．1546：点对面预测模型\t139
4．3．6 P．1812：点对面预测模型\t142
4．3．7 P．2001：广域传播模型\t144
4．3．8 Hata/COST 231中值损耗模型\t147
4．3．9 《无线电规则》附录7模型\t149
4．3．10 通用模型\t153
4．3．11 其他传播模型\t155
4．3．12 不同地面传播模型比较\t156
4．4 地对空传播模型\t161
4．4．1 P．676：气体衰减模型\t161
4．4．2 P．618：雨衰和噪声增强模型\t162
4．5 航空传播模型\t165
4．6 额外衰减\t167
4．7 无线电路径几何关系\t168
4．8 时间百分比和相关性\t169
4．9 传播模型的选择\t173
4．10 延伸阅读和后续内容\t175
第5章 干扰计算\t176
5．1 带宽和域\t176
5．2 带宽调整因子\t179
5．3 频谱掩模、比率和保护带宽\t181
5．3．1 发射频谱掩模和带宽的计算\t181
5．3．2 标准和发射频谱掩模\t184
5．3．3 掩模积分调整因子\t187
5．3．4 频率相关抑制和网络滤波器分辨力术语\t194
5．3．5 邻信道泄漏功率比、邻信道选择性和邻信道干扰抑制比\t195
5．3．6 杂散发射和dBc\t197
5．3．7 互调\t199
5．3．8 块边沿掩模和保护频段\t201
5．4 极化\t205
5．5 自适应系统：频率、功率和调制\t208
5．5．1 动态选频\t209
5．5．2 自动功率控制\t209
5．5．3 自适应编码和调制\t212
5．6 端到端性能\t213
5．7 构建部署模型和流量模型\t215
5．7．1 部署范围\t215
5．7．2 活动模型和厄兰（Erlang）\t218
5．7．3 流量类型\t220
5．7．4 部署模型\t221
5．7．5 集总技术\t222
5．8 链路设计和裕量\t224
5．9 干扰分配和限值\t227
5．9．1 干扰裕量\t227
5．9．2 干扰分配\t230
5．9．3 短期限值和长期限值\t231
5．9．4 限值和带宽\t234
5．10 干扰限值的类型\t236
5．10．1 C/I和W/U比率\t237
5．10．2 部分性能降级（FDP）\t240
5．10．3 C/(N+I)和BER\t243
5．10．4 不可用度\t245
5．10．5 覆盖范围、作用距离和容量\t246
5．10．6 观测持续时间和位置\t248
5．10．7 雷达和航空业务限值\t248
5．10．8 信道共用率\t248
5．10．9 场强、功率通量密度和等效功率通量密度\t249
5．10．10 限值裕量\t252
5．11 干扰消除\t254
5．11．1 发射功率和带宽\t254
5．11．2 天线增益方向图\t255
5．11．3 天线指向\t256
5．11．4 位置、区域和间距\t257
5．11．5 部署位置\t258
5．11．6 噪声、馈线损耗和干扰裕量\t258
5．11．7 接收机处理\t259
5．11．8 时间和流量\t259
5．11．9 极化\t259
5．11．10 天线高度\t260
5．11．11 室内工作\t260
5．11．12 改善滤波和保护频带\t260
5．11．13 现场屏蔽\t261
5．11．14 频谱感知和地理数据库\t262
5．11．15 有用系统改造\t262
5．11．16 建模方法\t262
5．12 延伸阅读和后续内容\t263
第6章 干扰分析方法\t264
6．1 方法和研究案例\t264
6．2 案例分析\t266
6．2．1 IMT系统与卫星地球站共存分析\t266
6．2．2 NGSO MSS与固定业务共存分析\t269
6．3 静态分析法\t272
6．4 输入变量分析法\t277
6．5 区域分析法和边界分析法\t280
6．5．1 区域分析法\t280
6．5．2 边界分析法\t283
6．6 最小耦合损耗分析法和所需距离间隔\t285
6．7 解析法\t288
6．8 动态分析法\t293
6．9 蒙特卡洛分析法\t302
6．9．1 方法原理\t302
6．9．2 输入变量\t305
6．9．3 输出统计量和U参数变化\t307
6．9．4 蒙特卡洛分析法案例\t308
6．9．5 LTE系统下行链路预算\t310
6．9．6 统计显著性\t313
6．9．7 台站部署分析\t317
6．9．8 结论\t319
6．10 蒙特卡洛区域分析法和两阶段蒙特卡洛分析法\t319
6．11 概率分析法\t324
6．12 干扰分析方法的选择\t325
6．13 研究项目和工作方法\t327
6．14 延伸阅读和后续内容\t328
第7章 特定业务和专用算法\t330
7．1 固定业务规划\t330
7．1．1 概述\t330
7．1．2 链路规划\t331
7．1．3 干扰限值\t333
7．1．4 高/低站问题\t336
7．1．5 信道选择\t337
7．2 专用移动无线电\t337
7．2．1 概述\t337
7．2．2 覆盖计算\t338
7．2．3 受保护服务区域和上行链路计算\t341
7．2．4 限值和传播模型\t342
7．2．5 兼容性审核\t344
7．2．6 信道共用率\t345
7．2．7 PMR系统与其他业务共用频谱\t348
7．3 广播业务\t349
7．3．1 限值计算\t349
7．3．2 覆盖范围的预测\t351
7．3．3 功率统计求和\t354
7．3．4 单频网络\t358
7．4 卫星地球站协调\t360
7．5 GSO卫星协调\t366
7．5．1 管理背景\t366
7．5．2 协调触发\t368
7．5．3 详细协调\t371
7．5．4 卫星协调和管理限制条件\t375
7．5．5 天线增益方向图\t378
7．6 EPFD和ITU-R S．1503建议书\t379
7．6．1 背景\t379
7．6．2 禁区和α 角\t382
7．6．3 EPFD校验方法\t386
7．6．4 EPFD计算方法\t389
7．7 雷达方程\t392
7．8 N系统方法\t396
7．9 通用无线电建模工具\t401
7．10 白色空间设备\t407
7．10．1 背景和相关业务\t407
7．10．2 FCC方法\t409
7．10．3 Ofcom方法\t411
7．10．4 两种方法的比较\t415
7．11 结语\t418
首字母缩写词和缩略词\t419
主要符号\t425
第1章 概述\t1
1．1 动机和目标受众\t1
1．2 本书结构\t2
1．3 各章结构和附加资料\t2
1．4 案例研究：如何观察干扰\t3
第2章 干扰分析的目的\t5
2．1 为何开展干扰分析？\t5
2．2 频谱使用方式调整的驱动力\t6
2．3 管理制度\t6
2．4 国际法规\t8
2．4．1 历史和结构\t8
2．4．2 无线电通信部门\t10
2．4．3 《无线电规则》\t12
2．4．4 世界无线电通信大会\t18
2．4．5 研究组和工作组\t20
2．4．6 建议书和报告\t20
2．5 无线电规则和建议书的更新\t22
2．6 会议和结果演示\t23
2．7 国家主管机构\t27
2．8 区域和工业组织\t28
2．9 频率指配和规划\t29
2．10 协调\t32
2．11 干扰分析的类型\t34
2．12 延伸阅读和后续内容\t34
第3章 基础概念\t35
3．1 无线电通信系统\t35
3．2 无线电波和分贝\t37
3．3 功率计算\t40
3．4 载波类型和调制\t43
3．4．1 概述\t43
3．4．2 模拟调制\t43
3．4．3 数字调制\t45
3．4．4 跳频和OFDM\t49
3．4．5 数字调制方式选取\t50
3．4．6 脉冲调制和超宽带\t52
3．4．7 滤波\t52
3．5 多址方法\t53
3．5．1 概述\t53
3．5．2 载波侦听多路访问（CSMA）\t55
3．5．3 频分多址（FDMA）\t56
3．5．4 时分多址（TDMA）\t57
3．5．5 码分多址（CDMA）\t58
3．5．6 正交频分多址（OFDMA）\t60
3．6 噪声温度和参考点\t61
3．7 天线\t66
3．7．1 基本概念\t66
3．7．2 波束和波束宽度\t68
3．7．3 典型天线增益方向图类型\t69
3．7．4 各向同性天线方向图\t70
3．7．5 抛物面天线\t71
3．7．6 椭圆方向图\t74
3．7．7 相控阵天线\t76
3．7．8 方位角相关天线\t77
3．7．9 仰角相关天线\t79
3．7．10 方位角和仰角截面\t79
3．7．11 3D增益表\t80
3．7．12 天线指向确定方法\t80
3．8 几何结构和动态性\t81
3．8．1 几何结构\t81
3．8．2 平坦地球矢量\t82
3．8．3 地球球面坐标系\t84
3．8．4 ECI矢量坐标系\t87
3．8．5 椭球形地球轨道模型\t96
3．8．6 延迟和多普勒效应\t97
3．9 角度的计算\t97
3．9．1 方位角和仰角\t98
3．9．2 地面系统\t98
3．9．3 卫星系统\t99
3．9．4 天线坐标系中的角度\t100
3．9．5 基于ECI矢量的偏轴角\t101
3．9．6 Theta Phi 坐标\t101
3．10 统计和分布\t102
3．11 链路预算及度量指标\t107
3．12 频谱效率和要求\t110
3．13 案例分析\t112
3．14 延伸阅读和后续内容\t114
第4章 电波传播模型\t115
4．1 概述\t115
4．2 电波传播环境\t118
4．2．1 有效地球半径\t118
4．2．2 地理气候和气象参数\t119
4．2．3 无线电气候区\t120
4．2．4 地形和地表数据库\t121
4．2．5 陆地使用数据\t123
4．2．6 信号变化和快衰落\t125
4．3 地面传播模型\t127
4．3．1 P．525：自由空间路径损耗模型\t127
4．3．2 P．526：绕射模型\t129
4．3．3 P．530：多径和降雨衰减\t132
4．3．4 P．452：干扰预测模型\t135
4．3．5 P．1546：点对面预测模型\t139
4．3．6 P．1812：点对面预测模型\t142
4．3．7 P．2001：广域传播模型\t144
4．3．8 Hata/COST 231中值损耗模型\t147
4．3．9 《无线电规则》附录7模型\t149
4．3．10 通用模型\t153
4．3．11 其他传播模型\t155
4．3．12 不同地面传播模型比较\t156
4．4 地对空传播模型\t161
4．4．1 P．676：气体衰减模型\t161
4．4．2 P．618：雨衰和噪声增强模型\t162
4．5 航空传播模型\t165
4．6 额外衰减\t167
4．7 无线电路径几何关系\t168
4．8 时间百分比和相关性\t169
4．9 传播模型的选择\t173
4．10 延伸阅读和后续内容\t175
第5章 干扰计算\t176
5．1 带宽和域\t176
5．2 带宽调整因子\t179
5．3 频谱掩模、比率和保护带宽\t181
5．3．1 发射频谱掩模和带宽的计算\t181
5．3．2 标准和发射频谱掩模\t184
5．3．3 掩模积分调整因子\t187
5．3．4 频率相关抑制和网络滤波器分辨力术语\t194
5．3．5 邻信道泄漏功率比、邻信道选择性和邻信道干扰抑制比\t195
5．3．6 杂散发射和dBc\t197
5．3．7 互调\t199
5．3．8 块边沿掩模和保护频段\t201
5．4 极化\t205
5．5 自适应系统：频率、功率和调制\t208
5．5．1 动态选频\t209
5．5．2 自动功率控制\t209
5．5．3 自适应编码和调制\t212
5．6 端到端性能\t213
5．7 构建部署模型和流量模型\t215
5．7．1 部署范围\t215
5．7．2 活动模型和厄兰（Erlang）\t218
5．7．3 流量类型\t220
5．7．4 部署模型\t221
5．7．5 集总技术\t222
5．8 链路设计和裕量\t224
5．9 干扰分配和限值\t227
5．9．1 干扰裕量\t227
5．9．2 干扰分配\t230
5．9．3 短期限值和长期限值\t231
5．9．4 限值和带宽\t234
5．10 干扰限值的类型\t236
5．10．1 C/I和W/U比率\t237
5．10．2 部分性能降级（FDP）\t240
5．10．3 C/(N+I)和BER\t243
5．10．4 不可用度\t245
5．10．5 覆盖范围、作用距离和容量\t246
5．10．6 观测持续时间和位置\t248
5．10．7 雷达和航空业务限值\t248
5．10．8 信道共用率\t248
5．10．9 场强、功率通量密度和等效功率通量密度\t249
5．10．10 限值裕量\t252
5．11 干扰消除\t254
5．11．1 发射功率和带宽\t254
5．11．2 天线增益方向图\t255
5．11．3 天线指向\t256
5．11．4 位置、区域和间距\t257
5．11．5 部署位置\t258
5．11．6 噪声、馈线损耗和干扰裕量\t258
5．11．7 接收机处理\t259
5．11．8 时间和流量\t259
5．11．9 极化\t259
5．11．10 天线高度\t260
5．11．11 室内工作\t260
5．11．12 改善滤波和保护频带\t260
5．11．13 现场屏蔽\t261
5．11．14 频谱感知和地理数据库\t262
5．11．15 有用系统改造\t262
5．11．16 建模方法\t262
5．12 延伸阅读和后续内容\t263
第6章 干扰分析方法\t264
6．1 方法和研究案例\t264
6．2 案例分析\t266
6．2．1 IMT系统与卫星地球站共存分析\t266
6．2．2 NGSO MSS与固定业务共存分析\t269
6．3 静态分析法\t272
6．4 输入变量分析法\t277
6．5 区域分析法和边界分析法\t280
6．5．1 区域分析法\t280
6．5．2 边界分析法\t283
6．6 最小耦合损耗分析法和所需距离间隔\t285
6．7 解析法\t288
6．8 动态分析法\t293
6．9 蒙特卡洛分析法\t302
6．9．1 方法原理\t302
6．9．2 输入变量\t305
6．9．3 输出统计量和U参数变化\t307
6．9．4 蒙特卡洛分析法案例\t308
6．9．5 LTE系统下行链路预算\t310
6．9．6 统计显著性\t313
6．9．7 台站部署分析\t317
6．9．8 结论\t319
6．10 蒙特卡洛区域分析法和两阶段蒙特卡洛分析法\t319
6．11 概率分析法\t324
6．12 干扰分析方法的选择\t325
6．13 研究项目和工作方法\t327
6．14 延伸阅读和后续内容\t328
第7章 特定业务和专用算法\t330
7．1 固定业务规划\t330
7．1．1 概述\t330
7．1．2 链路规划\t331
7．1．3 干扰限值\t333
7．1．4 高/低站问题\t336
7．1．5 信道选择\t337
7．2 专用移动无线电\t337
7．2．1 概述\t337
7．2．2 覆盖计算\t338
7．2．3 受保护服务区域和上行链路计算\t341
7．2．4 限值和传播模型\t342
7．2．5 兼容性审核\t344
7．2．6 信道共用率\t345
7．2．7 PMR系统与其他业务共用频谱\t348
7．3 广播业务\t349
7．3．1 限值计算\t349
7．3．2 覆盖范围的预测\t351
7．3．3 功率统计求和\t354
7．3．4 单频网络\t358
7．4 卫星地球站协调\t360
7．5 GSO卫星协调\t366
7．5．1 管理背景\t366
7．5．2 协调触发\t368
7．5．3 详细协调\t371
7．5．4 卫星协调和管理限制条件\t375
7．5．5 天线增益方向图\t378
7．6 EPFD和ITU-R S．1503建议书\t379
7．6．1 背景\t379
7．6．2 禁区和α 角\t382
7．6．3 EPFD校验方法\t386
7．6．4 EPFD计算方法\t389
7．7 雷达方程\t392
7．8 N系统方法\t396
7．9 通用无线电建模工具\t401
7．10 白色空间设备\t407
7．10．1 背景和相关业务\t407
7．10．2 FCC方法\t409
7．10．3 Ofcom方法\t411
7．10．4 两种方法的比较\t415
7．11 结语\t418
首字母缩写词和缩略词\t419
主要符号\t425
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