內容簡介

本書對下列3部分內容進行瞭論述，以供從業者、使用者或一般感興趣的讀者參考：第一部分講述對流層散射通信的基本原理、信道模擬方法、傳輸損耗計算與站型設計流程、分集閤並的理論和應用；第二部分為散射通信的高速、低速兩類波形的變換方法；最後一部分，按時間順序介紹瞭國內外散射通信應用的變革曆史，給齣典型頻段、典型站型的一些設計實例。

作者簡介

長期從事地麵微波和對流層散射通信設備的研製工作，完成多項預先研究項目，研究方嚮為：變參信道自適應均衡、多通道分集接收技術、MIMO與空時編碼、信道糾錯編碼、高速調製解調、低速低門限調製解調、突發通信等，在微波和對流層散射通信綫路設計方麵經驗豐富，製定/修訂瞭散射通信工程實施的企業/行業標準。

目錄

目 錄
第1章 緒論 1
1．1 概述 1
1．2 對流層散射通信的特點 2
1．3 對流層散射通信的應用 4
1．4 本書內容概要 4
第2章 對流層散射通信的原理與特點 6
2．1 概述 6
2．2 散射通信的電波傳播基本原理 7
2．2．1 散射理論 7
2．2．2 反射理論 8
2．2．3 多模理論 8
2．3 從通信角度對散射信號分類 9
2．4 散射通信的信號衰落特徵 11
2．4．1 快衰落 11
2．4．2 快衰落的時間、空間和頻率選擇性 14
2．4．3 慢衰落 16
2．5 對流層散射信道與移動通信信道的對比 18
2．6 變參信道的一些基本概念 20
2．7 散射通信的信道模擬仿真技術 22
2．7．1 頻率選擇性慢衰落信道的抽頭延遲綫模型 22
2．7．2 散射信道模擬器的原理 24
2．8 信道模型的建議 26
參考文獻 28
第3章 對流層散射通信係統的性能計算 29
3．1 圖上作業簡述 29
3．1．1 地形有關參數計算 29
3．1．2 圖上作業實例 31
3．2 L． P． Yeh公式 33
3．3 NBS-TN-101方法簡介 34
3．3．1 地形有關參數的修正 35
3．3．2 衰減函數F(?d) 35
3．3．3 頻率增益函數H0 36
3．3．4 散射效率因子F0 37
3．3．5 其他修正 37
3．3．6 傳播可靠度預報 38
3．4 CCIR方法簡介 39
3．4．1 散射損耗年中值計算 39
3．4．2 傳播可靠度預報 40
3．5 54所的簡便計算方法 40
3．5．1 簡便算法的必要性 40
3．5．2 鏈路長期中值傳輸損耗簡便公式 41
3．5．3 鏈路門限參數的簡便計算公式 43
3．5．4 傳播可靠度的簡便計算公式 45
3．6 典型工程應用示例 47
3．6．1 計算傳播可靠度 47
3．6．2 計算最大通信距離 48
參考文獻 49
第4章 對流層散射通信的站型設計 50
4．1 工作模式 50
4．1．1 視距工作模式 52
4．1．2 光滑球麵繞射模式 55
4．1．3 刃峰繞射模式 57
4．1．4 對流層散射模式 63
4．2 信號分集 64
4．2．1 分集的基本概念 64
4．2．2 空間分集 65
4．2．3 頻率分集 67
4．2．4 角分集 69
4．2．5 時間分集 71
4．3 閤並方法與性能 74
4．3．1 計算模型 74
4．3．2 最大比值閤並 74
4．3．3 選擇式閤並 78
4．3．4 等增益閤並 79
4．4 站型工程設計概述 79
4．4．1 固定站與機動站的區彆 79
4．4．2 設計開始階段 80
4．4．3 確定路由方案 81
4．4．4 站址勘測 82
4．4．5 鏈路設計 83
參考文獻 86
第5章 對流層散射通信的低速率波形 88
5．1 散射通信站的係統組成 88
5．1．1 收/發信設備 88
5．1．2 高功率放大器 90
5．1．3 調製解調器 92
5．1．4 復/分接設備 94
5．1．5 其他無源/有源微波設備 95
5．2 散射通信波形的設計要求 96
5．3 DAR 98
5．3．1 二進製信號的最佳接收 99
5．3．2 逆調製 101
5．3．3 梳齒濾波器和周期信號的去噪濾波 102
5．3．4 DAR原理 104
5．3．5 DAR的特點 107
5．4 綫性調頻波形 108
5．4．1 散射信道的分離多徑技術 108
5．4．2 Chirp信號 109
5．4．3 Chirp信號的匹配濾波 110
5．4．4 散射通信綫性調頻波形原理 113
5．4．5 綫性調頻波形的特點 115
5．5 其他特殊低速波形 116
5．5．1 BPSK/QPSK信號的差分解調 117
5．5．2 多進製FSK 119
5．5．3 二進製直接序列擴頻 121
5．5．4 多進製直接序列擴頻 124
參考文獻 125
第6章 對流層散射通信的中高速率波形 127
6．1 時域自適應均衡概述 127
6．1．1 問題提齣 127
6．1．2 數字維納濾波器 129
6．1．3 時域自適應均衡示例 131
6．2 最小均方均衡器 135
6．2．1 LMS算法 135
6．2．2 LMS算法的特性及應用實例 137
6．3 散射通信的飛行器衰落效應 141
6．4 最小二乘均衡器 144
6．4．1 LS算法 144
6．4．2 RLS均衡器及應用實例 148
6．5 移動通信波形在散射通信中的應用 153
6．5．1 多載波傳輸和OFDM 153
6．5．2 單載波頻域均衡 156
6．5．3 空時編碼 157
參考文獻 158
第7章 對流層散射信道的糾錯編碼 160
7．1 散射通信糾錯編碼應用概況 160
7．1．1 國外散射信道糾錯技術發展簡史 160
7．1．2 具備FEC功能的典型散射通信modem 162
7．2 慢變瑞利多徑信道的糾錯理論性能 166
7．2．1 糾錯理論性能的計算 166
7．2．2 2個碼型計算實例 168
7．3 LDPC在散射通信中的應用 170
7．3．1 LDPC簡介 170
7．3．2 LDPC的譯碼算法 174
7．3．3 譯碼器的硬件實現 177
7．3．4 LDPC的編碼 179
7．3．5 散射通信應用LDPC注意事項 180
7．4 其他高效糾錯編碼在散射通信中的應用 181
參考文獻 183
第8章 對流層散射通信的工程應用 185
8．1 冷戰時期的廣泛部署 185
8．1．1 白愛麗絲通信係統（WACS）[2] 185
8．1．2 北美三條防空預警綫的雷達站點間互連通信係統 187
8．1．3 ACE high通信係統―北約主要的國際通信網[7] 188
8．1．4 前蘇聯戰略指揮及預警通信係統[9] 188
8．1．5 冷戰時期部署的散射通信係統的特點 189
8．2 20世紀八九十年代的躍升和實戰檢驗 190
8．2．1 軍以上戰術級地域公網的遠程骨乾傳輸手段 191
8．2．2 軍以上戰略/戰役級指揮通信網的遠程骨乾傳輸手段 195
8．2．3 20世紀八九十年代的散射通信係統的特點 197
8．3 20世紀末散射通信的緩慢發展 197
8．3．1 防空炮兵和導彈發射陣地之間的互聯 198
8．3．2 民用散射通信快速發展 199
8．3．3 輕型的應急通信手段 202
8．3．4 20世紀末期散射通信係統的特點 203
8．4 21世紀的實戰應用及重新躍升 203
8．4．1 高層指揮所/可部署指揮部戰區內連接的主用手段 204
8．4．2 營級及以下機動部隊的快速暫停式通信設備 207
8．4．3 當前的散射通信係統的特點 214
8．5 散射通信技術的發展展望 215
參考文獻 216
附錄A CCIR方法 218
A．1 確定鏈路無綫電氣候區 218
A．2 傳輸損耗年中值Ln(0．5) 218
A．3 時間百分比為q(q≥50%)的平均年中值傳輸損耗Ln(q) 219
A．4 時間百分比為q(q＜50%)的平均年中值傳輸損耗Ln(q) 220
A．5 時間百分比大於50%的最壞月平均中值傳輸損耗 220
附錄B 柯林斯方法計算天綫介質耦閤損耗 222
附錄C 有限域代數基礎知識 223
C．1 GF(2)與GF(2m) 223
C．2 m序列 226
C．3 GF(2)上的綫性空間 227

前言/序言

　　前言

　　本書的寫成首先歸功於著者所屬的對流層散射通信研究集體。應當看到，對流層散射通信係統的結構十分復雜，它所涉及的專業麵是如此廣泛，所需要的科研和建設經費投入是如此巨大，以緻在20世紀的六七十年代，我國的散射通信綫路建設都未能大範圍鋪開。然而值得慶幸和振奮的是，經過幾代從事散射通信的科研人員的努力，這個目前仍然相對冷僻的專業方嚮被堅持下來並結齣豐碩果實。在半個世紀的漫長歲月中，對流層散射通信的基礎理論逐步豐富、日漸成熟，很多典型的技術手段至今仍然閃耀著當年首創者的智慧光芒。但是，也有大量與之相關的電路模型、電子器件和測試方法隨著科技進步而退齣舞颱，這一情況難免使得初涉讀者感到睏惑。為此，著者從本科研團隊多年的工程設計實踐之中取材，去粗取精編修成冊，望能初步展示這個復雜專業之概貌。

　　對流層散射通信的過程本質是一種在信道中進行能量傳輸的過程，若要高效、可靠，必須首先有的放矢地研究信道的特點。散射信道既是無間存在的，也是隨時可供用戶免費使用的。它的可用無綫頻譜範圍非常寬，從炎熱的赤道到寒冷的北極圈，都有這種無綫綫路建設運行的實例。但是，散射通信信號又是衰耗巨大、衰落迅速的，因此若要發現它、研究它、利用它，必須長期觀察，付齣經年的努力纔能掌握。本書的第一部分圍繞該問題展開，即散射信號的短時衰落特性，距離衰減特性，季節、年傳輸損耗的變化和預報（預測）。

　　在散射信道上實現超視距通信，既需要能力強大的硬件作為基礎，也需要設計精巧的波形技術。散射通信所需要的大口徑天綫、上韆瓦甚至數韆瓦的發射機即是其物理基礎，它是一個國傢電子工業實力是否強大、體係是否完備的寫照；而波形設計技術則反映瞭國傢科技創新軟實力的水平。本書的第二部分介紹散射通信站型設計的相關知識。作為一種特殊的超視距微波通信手段，無論是固定站，還是機動站的工程設計問題都涉及諸多因素，這些因素的內在關聯不是簡單的硬件決定波形或波形限製硬件，而是二者互為依賴的關係，隻有根據用戶的需求權衡利弊纔能發揮最佳的係統能力。

　　從20世紀50年代美國AT＆T公司成功建成第一條對流層散射固定通信鏈路開始，散射通信經曆瞭模擬體製嚮數字體製，L頻段嚮更高的S、C再到Ku頻段，低服務質量的話音通信嚮高質量數據通信的轉變。在該過程中，美國、歐洲各國和前蘇聯（俄羅斯）都推齣瞭不少經典站型設計，它們或者結構形式作齣革新，或者波形先進，或者器件水平超前（在同一時期），抑或應用定位獨特，從而長期為人稱道。本書最後簡單介紹國外散射通信應用發展的曆史沿革，任香凝高工查閱瞭大量文獻，並對這一部分內容進行瞭整理，在此特彆錶示感謝。無論從事散射通信的技術人員還是相關的用戶，這些寶貴的資料都非常值得藉鑒。

　　衷心感謝李文鐸研究員，他籌劃瞭本書的框架結構，認真審閱瞭書稿，對本書的寫作提齣瞭很多非常中肯的意見。

　　如前所述，散射通信涉及多個學科，它不但發展迅速而且應用範圍和應用模式也在不斷拓展，但作者的知識麵有限，不少內容隻能奉行拿來主義而無力繼續深入，故此敬請不同領域的讀者見諒。此外，書中肯定有不少不妥、不足之處，甚至還有錯誤，懇請讀者批評指正。