本书内容涵盖毫米波通信的各个技术方面，包括通信理论、信道传播、天线和电路等。首先介绍无线通信从特高频和微波频段提高到毫米波频段过程中所演变出的新功能和新架构以及毫米波技术的一般应用。接着介绍毫米波通信的基础理论，包括基带信号、信道模型、调制、均衡、差错控制编码和MIMO原理等，此外还包括早期毫米波通信系统中已经应用的传统技术、毫米波室内外通信的无线传播原理以及波束组合、毫米波通信系统的天线和天线阵列、毫米波模拟电路的设计包括射频电路收发信机的设计和其他关键设计、超高速数字基带电路的设计如高速高保真DAC/ADC等。最后，介绍毫米波通信系统物理层的设计思路如算法选择和缺陷消除、更高层（物理层之上）的设计思路如波束自适应和多波段共存、60 GHz无线通信系统标准化工作中的设计要素以及每种标准的主要特点、它们的物理层和介质访问控制设计中的重要细节等内容。
Theodore (Ted) S. Rappaport 是纽约大学知名教授，无线通信技术专家。他分别于1982年，1984年和1987年在普渡大学获得工学学士、硕士、博士学位。1988年加入弗吉尼亚理工大学，2002年加入得克萨斯大学奥斯汀分校，2012年加入纽约大学工学院，现任纽约大学工学院电气工程与计算机工程系David Lee/Ernst Weber教授，纽约大学无线通信实验室的创始人和负责人，Wireless Communications: Principles and Practice的作者。他曾与人共创了TSR技术公司和Wireless Valley通信公司，并在曾任教的3所大学创立无线通信学术研究中心。Rappaport 教授曾担任IEEE期刊Selected Areas in Communications （JSAC）的高级编辑，并领导了IEEE无线通信事务的创立。
苗俊刚，北京航空航天大学教授、博导。1982年毕业于国防科技大学电子工程系，获工学学士学位，1987年毕业于北京航空航天大学电子工程系，获工学硕士学位，1998年毕业于德国不来梅大学电子与物理学院，获理学博士学位。现任北京航空航天大学电磁场与微波技术学科责任教授，微波工程实验室（微波感知与安防应用北京市重点实验室）主任。苗俊刚教授曾获国家科技进步二等奖两项、国防科技特等奖一项，是国家杰出青年科学基金获得者，国家教育部"长江学者”特聘教授。苗俊刚教授的主要研究方向是微波毫米波实时成像技术、微波遥感理论与技术、电磁散射与辐射测量技术等。
目 录
第１章 绪论 1
1.1 科学前沿：毫米波无线技术 1
1.2 技术前瞻：毫米波技术实施中可能面临的挑战 11
1.3 毫米波通信的新兴应用 13
1.3.1 数据中心 13
1.3.2 替代芯片上的有线互连 15
1.3.3 信息倾注 15
1.3.4 未来的家庭和办公室 16
1.3.5 车辆领域的应用 17
1.3.6 蜂窝通信和个人移动通信 17
1.3.7 航空航天领域的应用 18
1.4 本书的目标 19
1.5 全书概要 20
1.6 符号和常用定义 22
1.7 本章小结 23
第2章 无线通信基础 24
2.1 引言 24
2.2 复基带信号表征 24
2.3 数字调制 29
2.3.1 符号 29
2.3.2 符号检测 30
2.3.3 二进制相移键控及其他形式 32
2.3.4 幅移键控及不同形式 33
2.3.5 正交相移键控及不同形式 33
2.3.6 相移键控 35
2.3.7 正交振幅调制 35
2.4 时域均衡 36
2.4.1 线性均衡 38
2.4.2 判决反馈均衡 40
2.4.3 最大似然序列估计 41
2.5 频域均衡 42
2.5.1 单载波频域均衡 43
2.5.2 OFDM调制 45
2.6 差错控制编码 47
2.6.1 差错检测的块码 47
2.6.2 里德-所罗门码 48
2.6.3 低密度奇偶校验码 49
2.6.4 卷积码 50
2.6.5 网格编码调制 52
2.6.6 时域扩频 53
2.6.7 不等差错保护 53
2.7 估计与同步 54
2.7.1 适用于通信的结构 56
2.7.2 频率偏移同步 57
2.7.3 帧同步 59
2.7.4 信道估计 60
2.8 多输入多输出(MIMO)通信 62
2.8.1 空间复用 62
2.8.2 空间多样性 64
2.8.3 MIMO系统中的波束赋形 64
2.8.4 混合预编码 66
2.9 硬件架构 66
2.10 系统架构 69
2.11 本章小结 72
第3章 毫米波的无线电波传播 74
3.1 引言 74
3.2 大尺度传播信道效应 76
3.2.1 对数距离路径损耗模型 78
3.2.2 大气效应 79
3.2.3 毫米波传播的天气效应 80
3.2.4 绕射 83
3.2.5 反射和透射 83
3.2.6 散射和雷达散射截面建模 87
3.2.7 周围物体、人和树叶的影响 89
3.2.8 射线跟踪和特定站址传播预测 91
3.3 小尺度信道效应 95
3.3.1 延迟扩展特性 96
3.3.2 多普勒效应 97
3.4 多径和波束组合的空间特征 98
3.4.1 波束组合方法 99
3.4.2 波束组合效果 99
3.5 角度扩展和多径到达角 101
3.6 天线极化 103
3.7 室外信道模型 104
3.7.1 3GPP室外传播模型 113
3.7.2 车辆到车辆模型 124
3.8 室内信道模型 126
3.8.1 室内信道的射线跟踪模型 126
3.8.2 瑞利、莱斯和Multiwave衰落模型 127
3.8.3 IEEE 802.15.3c和IEEE 802.11ad信道模型 128
3.8.4 IEEE 802.15.3c 132
3.8.5 IEEE 802.11ad 136
3.9 本章小结 137
第4章 毫米波应用中的天线及阵列 139
4.1 引言 139
4.2 毫米波片上天线和封装天线的基础知识 140
4.2.1 天线基础理论 142
4.2.2 天线阵列基础 144
4.3 片上天线环境 148
4.4 封装天线 155
4.5 毫米波通信的天线拓扑结构 157
4.6 提高片上天线增益的技术 167
4.7 自适应天线阵列—毫米波通信的实现 174
4.7.1 毫米波自适应天线阵列的波束控制 175
4.7.2 天线阵列波束赋形算法 179
4.7.3 专门的波束赋形算法—ESPRIT和MUSIC 184
4.7.4 毫米波通信自适应阵列的案例研究 185
4.8 片上天线性能的测试 186
4.8.1 毫米波片上天线测试的案例研究 186
4.8.2 片上天线或封装天线的探针台特性改善 188
4.9 本章小结 190
第5章 毫米波射频与模拟器件和电路 192
5.1 引言 192
5.2 毫米波晶体管和器件基本概念 192
5.3 S参数、Z参数、Y参数及ABCD参数 194
5.4 毫米波电路的仿真、布局和CMOS制造 198
5.5 晶体管与晶体管模型 201
5.6 毫米波晶体管的其他先进模型 206
5.6.1 BSIM模型 211
5.6.2 毫米波晶体管模型的演化—EKV模型 212
5.7 传输线和无源器件简介 212
5.7.1 传输线 215
5.7.2 差分与单端传输线 219
5.7.3 电感器 219
5.7.4 键合引线封装产生的寄生电感 223
5.7.5 变压器 223
5.7.6 互联线 226
5.8 基本晶体管组态 226
5.8.1 共轭匹配 227
5.8.2 米勒电容 227
5.8.3 极点与反馈 228
5.8.4 频率调谐 229
5.9 毫米波无线电的灵敏度及链路预算 231
5.10 模拟毫米波器件的重要度量指标 232
5.10.1 非线性交调点 232
5.10.2 噪声系数与噪声因数 236
5.11 模拟毫米波组件 236
5.11.1 功率放大器 237
5.11.2 低噪声放大器 244
5.11.3 混频器 250
5.11.4 压控振荡器(VCO) 254
5.11.5 锁相环 263
5.12 损耗因子理论 267
5.12.1 功率效率因子的数值实例 269
5.12.2 损耗因子的定义 271
5.13 本章小结 275
第6章 超高速数字基带电路 277
6.1 引言 277
6.2 ADC和DAC采样与转换的回顾 278
6.3 器件失配：ADC和DAC的难题 284
6.4 基本模数转换电路：比较器 285
6.5 ADC设计的目标和挑战 290
6.6 编码器 294
6.7 毫米波无线ADC的趋势和架构 295
6.7.1 流水线ADC 295
6.7.2 逐次逼近型ADC 296
6.7.3 时间交错ADC 296
6.7.4 闪存ADC和折叠闪存ADC 298
6.7.5 ADC案例研究 303
6.8 数模转换器 304
6.8.1 基本数模转换器电路：电流型数模转换器 305
6.8.2 模数转换电路设计案例研究 309
6.9 本章小结 311
第7章 毫米波物理层设计与算法 312
7.1 引言 312
7.2 实用收发信机 312
7.2.1 信号削峰和量化 313
7.2.2 放大器非线性 315
7.2.3 相位噪声 316
7.3 高吞吐量物理层 319
7.3.1 调制、编码和均衡 319
7.3.2 正交频分复用和单载波频域均衡技术的实际应用比较 321
7.3.3 同步和信道估计 330
7.4 面向低复杂性、高效率的物理层 332
7.4.1 频移键控(FSK) 332
7.4.2 开关键控和幅移键控 333
7.4.3 连续相位调制 333
7.5 未来的物理层考虑 334
7.5.1 超低模数转换器分辨率 334
7.5.2 空间复用 335
7.6 本章小结 338
第8章 毫米波通信的高层设计 339
8.1 引言 339
8.2 毫米波设备网络化中的挑战 339
8.2.1 物理层中的定向天线 339
8.2.2 设备发现 342
8.2.3 碰撞检测和碰撞避免 343
8.2.4 由于人为阻塞造成的信道可靠性 344
8.2.5 信道利用和空间复用 345
8.3 波束适配协议 346
8.3.1 IEEE 802.15.3c中的波束自适应 347
8.3.2 IEEE 802.11ad中的波束自适应 348
8.3.3 回程线路中的波束自适应 348
8.3.4 通过信道估计进行的波束自适应 349
8.4 覆盖扩展的中继 351
8.5 对多媒体传输的支持 355
8.6 多频段的考虑事项 359
8.7 蜂窝网络的性能 361
8.8 本章小结 365
第9章 毫米波标准化 366
9.1 引言 366
9.2 60 GHz频段管理 367
9.2.1 国际建议 367
9.2.2 北美规定 367
9.2.3 欧洲规定 368
9.2.4 日本规定 368
9.2.5 韩国规定 369
9.2.6 澳大利亚规定 369
9.2.7 中国规定 369
9.2.8 小结 369
9.3 IEEE 802.15.3c 370
9.3.1 IEEE 802.15.3 MAC 370
9.3.2 IEEE 802.15.3c毫米波的物理层 375
9.4 WirelessHD 396
9.4.1 应用热点 396
9.4.2 WirelessHD技术规范 397
9.4.3 下一代WirelessHD 399
9.5 ECMA-387 399
9.5.1 ECMA-387中的设备分类 400
9.5.2 ECMA-387中的信道化 400
9.5.3 ECMA-387的MAC及PHY概述 401
9.5.4 ECMA-387中的A类PHY 402
9.5.5 ECMA-387中的B类PHY 404
9.5.6 ECMA-387中的C类PHY 405
9.5.7 ECMA-387第二版 405
9.6 IEEE 802.11ad 405
9.6.1 IEEE 802.11背景 406
9.6.2 IEEE 802.11ad MAC的重要特征 407
9.6.3 IEEE 802.11ad的定向多吉比特PHY概述 413
9.7 WiGig 421
9.8 本章小结 421
原书参考文献 422
缩略语表 477
书单推荐
