無線電頻譜管理政策、法規與技術 Radio Spectrum Management: Policies, Regulations and Techniques

本書系統介紹了無線電頻譜管理的基本知識，內容包括無線電頻譜管理政策、法律、規則、標準、組織機構和工程技術，以及無線電業務、短距離設備管理和射頻人體暴露等。本書內容全面翔實，取材新穎，註重理論與實際應用相結合，可讀性和實用性強。

第1章 無線電頻譜和無線通信 1
1.1 歷史回顧 1
1.2 基本通信通道 2
1.3 無線電頻段 2
1.4 無線電頻譜資源的稀缺性 2
參考文獻 3
第2章 主要無線電業務 4
2.1 概述 4
2.2 地面廣播傳輸：聲音（電台）和視頻（電視） 4
2.2.1 定義和簡介 4
2.2.2 廣播視頻和音頻的傳輸 6
2.2.3 地面聲音（音頻）廣播 8
2.2.4 地面視頻（電視）廣播 12
2.3 陸地移動和蜂窩移動通信業務 21
2.3.1 定義和簡介 21
2.3.2 蜂窩移動通信參考網絡單元 21
2.3.3 蜂窩移動通信業務的法規和標準化 22
2.3.4 國際移動通信（IMT）地面無線電業務（包括LTE） 28
2.4 固定點對點業務和單點對多點業務 33
2.4.1 固定業務簡介：固定網絡和移動回程 33
2.4.2 固定業務的部署和性能 34
2.4.3 視距（LoS）和非視距（NLoS）鏈路 37
2.4.4 固定無線系統（FWS）和寬帶無線接入（BWA）系統 37
2.4.5 可用無線電頻譜和頻率規劃 38
2.5 衛星通信 39
2.5.1 衛星通信的定義 39
2.5.2 衛星軌道和衛星業務 41
2.5.3 衛星設備 49
2.5.4 衛星通信的監測和管理 52
參考文獻 55
第3章 短距離設備和頻譜執照豁免 58
3.1 短距離設備管理制度 58
3.1.1 定義和應用 58
3.1.2 無乾擾、無執照和無保護 59
3.1.3 國家/區域間雙邊協議 60
3.1.4 短距離設備的上市和標識 60
3.1.5 短距離設備對無線電通信業務的乾擾 64
3.2 短距離設備的推廣使用 64
3.2.1 風險對風險（Risk-verse-Risk） 64
3.2.2 從集體化視角看待短距離設備頻譜協調的觀點 65
3.2.3 從個體化視角看待最少限制的觀點 65
3.3 短距離設備技術參數的工程背景知識 66
3.3.1 弗裡斯公式、接收功率、電場和磁場強度的數值公式 66
3.3.2 接收功率和電場強度的數值公式 67
3.3.3 接收功率和磁場強度的數值公式 68
3.3.4 接收功率、電場強度和磁場強度的對數公式 68
3.4 短距離設備的國際法規 69
3.4.1 短距離設備的全球化應用 69
3.4.2 國際電聯《無線電規則》和頻譜管理建議書規定的ISM頻段 70
3.4.3 短距離設備的全球和區域協調頻率範圍 72
3.4.4 短距離設備的技術和工作參數及頻譜使用 74
3.5 短距離設備的區域性法規 74
3.5.1 國際電聯1區和CEPT/ECC ERC 70-03建議書 75
3.5.2 國際電聯2區和FCC 47CFR Part 15無線電頻率設備 75
3.5.3 國際電聯3區和亞太電信組織成員國的短距離設備 78
3.6 全球和區域短距離設備管理案例及對比分析 79
3.6.1 案例1：Wi-Fi、RLAN、WLAN、U-NII 80
3.6.2 案例2：射頻識別的全球和區域性法規 85
3.6.3 案例3：ISM和民用頻段26.96～27.28 MHz 88
參考文獻 89
第4章 無線電頻譜管理政策、法律和經濟框架 91
4.1 影響無線電頻譜管理政策的世界觀 91
4.1.1 文化、法規和不確定性風險 91
4.1.2 集中規劃（事前和先驗）模式與基於市場（事後和後驗）模式 94
4.1.3 無線電頻譜管理框架和基本目標 96
4.2 法律環境 96
4.2.1 兩種法律傳統：民法法系和普通法系 96
4.2.2 法律框架 97
4.2.3 無線電通信法律 98
4.2.4 影響無線電頻譜管理法律的因素 100
4.2.5 無線電頻譜所有權 100
4.2.6 國際、區域和國家立法 101
4.3 經濟環境 102
4.3.1 經濟和頻譜管理 102
4.3.2 無線電頻譜的應用收益 105
4.3.3 國家成本賬目：無線電頻譜作為非生產性資產 108
4.3.4 頻譜收費政策 111
4.3.5 頻譜執照費：比較評估方法、拍賣、彩票抽獎法和二次交易 112
4.3.6 無線電頻譜年費 117
4.4 國際、區域和國家頻率劃分表和頻譜重新配置 118
4.4.1 頻率劃分表 118
4.4.2 無線電頻譜重新配置 119
參考文獻 120
第5章 頻譜工程與鏈路預算 122
5.1 端到端無線通信 122
5.2 射頻特性：調制和多址 124
5.2.1 調制和數字化 124
5.2.2 調制信號的表示 125
5.2.3 模擬調制 126
5.2.4 數字調制 127
5.2.5 通道多路接入和全雙工技術 133
5.3 發射機的輸出功率和無用發射 136
5.3.1 發射機框圖 136
5.3.2 發射掩模 136
5.3.3 無用發射 136
5.4 接收機的概念、選擇性、噪聲和靈敏度 139
5.4.1 接收機底噪和靈敏度 140
5.4.2 噪聲因子和噪聲溫度 141
5.4.3 衛星地球站和空間站的增益與噪聲溫度比G/T 142
5.5 天線基本參數 143
5.5.1 天線孔徑、波束寬度、方向性系數和增益 144
5.5.2 天線三維輻射方向圖和增益的計算 147
5.5.3 天線極化、帶寬、插入損耗和阻抗 154
5.6 電波傳播 156
5.6.1 概述 156
5.6.2 弗裡斯（Friis）傳輸公式和自由空間傳播損耗 156
5.6.3 麥克斯韋方程和自由空間遠場輻射的接收場強 159
5.6.4 ITU-R P.1546傳播曲線（30～3000 MHz） 163
5.6.5 菲涅耳區 164
5.6.6 大氣衰減 165
5.6.7 近場和遠場 167
5.6.8 電波穿牆和障礙物繞射中的頻率相關性 167
5.7 鏈路預算 168
5.7.1 功率公式 168
5.7.2 轉換公式 170
5.8 無線電乾擾和頻譜共享 172
5.8.1 非線性乾擾 172
5.8.2 線性乾擾 174
5.8.3 乾擾減小和消除技術 180
參考文獻 180
第6章 國際無線電頻譜管理和標準化 183
6.1 國際無線電頻譜管理法規和標準 183
6.2 頻譜管理法規和標準化 184
6.2.1 國際無線電頻譜管理和標準化的組織機構 184
6.2.2 全球無線電頻譜管理法規和標準化 190
6.2.3 無線電頻譜管理法規和標準的全球化 192
6.3 國家、區域和全球無線電頻譜管理法規 194
6.3.1 國家向政府間機構轉移管理權 194
6.3.2 區域性無線電頻譜管理和標準化的實施 195
6.4 全球電信主管機構——國際電聯 197
6.4.1 ITU-D（也稱為電信發展局，BDT） 197
6.4.2 ITU-T（也稱為電信標準化局，TSB） 198
6.4.3 ITU-R（也稱為無線電通信局，BR） 199
6.4.4 國際電聯《無線電規則》 200
6.5 邊境地區頻率協調、法規和技術 205
6.5.1 避免邊境地區出現有害乾擾 205
6.5.2 雙邊和多邊協議 206
6.5.3 優先使用頻率、觸發電平和離開邊界的距離 206
6.5.4 減少邊境地區乾擾可採用的技術 207
參考文獻 207
第7章 區域性無線電頻譜管理 209
7.1 歐洲無線電頻譜管理相關組織機構 209
7.1.1 政府間組織和國際組織的關系 209
7.1.2 歐洲主要電信組織 209
7.1.3 歐盟頻譜管理法規框架 213
7.1.4 CEPT採用的計算工具和協調方法 217
7.1.5 歐洲無線電頻譜管理的整體框架 218
7.2 美洲無線電頻譜管理相關組織機構 221
7.2.1 美洲國家組織和美洲國家電信委員會 221
7.2.2 安第斯國家共同體無線電頻譜管理框架 222
7.2.3 安第斯國家共同體的整體管理模式 222
7.2.4 安第斯國家共同體無線電頻譜管理總結 223
7.2.5 南美洲和加勒比海地區其他相關組織 223
7.2.6 南美洲政府間組織的整體模式 224
7.3 歐洲和北美兩大陣營的比較 225
7.3.1 概述 225
7.3.2 分析 226
7.3.3 結論 227
7.4 亞洲無線電頻譜管理 228
7.4.1 概述 228
7.4.2 亞太電信組織 229
7.4.3 世界最大無線市場（東南亞）的管理 229
7.4.4 亞太廣播聯盟 230
7.4.5 通信領域區域共同體 230
7.5 阿拉伯國家和北非的無線電頻譜管理 231
7.6 非洲無線電頻譜管理 232
7.6.1 非洲電信聯盟 232
7.6.2 西非國家及其區域性組織 232
7.6.3 東非國家共同體與東非通信組織 232
7.6.4 南部非洲區域管理組織 232
參考文獻 233
第8章 國家無線電頻譜管理 235
8.1 國家無線電頻譜管理的地位作用 235
8.1.1 國家無線電頻譜管理的目標 235
8.1.2 國家頻譜管理的主要職責 236
8.1.3 促進頻譜優化使用的方針和措施 237
8.1.4 無線電頻譜控制 241
8.2 頻譜管理的趨勢、新興技術和無線創新 243
8.2.1 頻譜管理的趨勢 243
8.2.2 新興無線技術 244
8.2.3 頻譜政策、發展歷程和無線創新 246
8.3 幾個重要國家的無線電頻譜管理 248
8.3.1 中國無線電頻譜管理框架 248
8.3.2 法國無線電頻譜管理框架 258
8.3.3 英國無線電頻譜管理框架 263
8.3.4 美國無線電頻譜管理框架 272
8.3.5 國家無線電頻譜管理框架案例研究結論 284
參考文獻 285
第9章 人體射頻暴露限值 288
9.1 電磁輻射對人體的危害 288
9.2 射頻健康風險的社會問題 289
9.2.1 電磁過敏症和恐電症（Electrophobia） 289
9.2.2 不確定性風險的管理 290
9.3 射頻（無線電頻率）暴露和熱損傷 291
9.3.1 射頻暴露對人體的危害 291
9.3.2 國際、區域和國家電磁暴露限值對比研究 301
9.4 固定發射台站射頻危害的量化表徵 302
9.4.1 固定發射台站周圍的功率密度、場強和安全距離 302
9.4.2 多天線共址情形下射頻暴露水平的計算 303
9.5 射頻暴露模擬和測量 304
9.5.1 多天線共址最壞情形下安全距離的計算 304
9.5.2 人體射頻暴露監測 308
9.6 射頻暴露限值及其對移動網絡規劃的影響 311
9.6.1 過度限制射頻暴露對網絡規劃的影響 311
9.6.2 通過增加蜂窩天線或無線電頻譜來降低射頻暴露限值 312
9.6.3 無線電頻譜與基站數量的定量分析 313
9.7 減小人體射頻暴露的有關政策和技術 315
9.7.1 減小人體射頻暴露的有關政策 315
9.7.2 減小基站射頻輻射的主要技術 316
9.7.3 公眾認知與現實情況的比較 316
9.8 結論 317
參考文獻 317