Multi-gigabit Microwave and Millimeter-wave Wireless Communication

Description

Multi-Gigabit Microwave and Millimeter-Wave Wireless Communications......Page 2 Contents......Page 6 Preface......Page 12 Acknowledgments......Page 14 1.1 Introduction......Page 16 1.2 The Electromagnetic Spectrum......Page 17 1.2.1 Management of the Radio Frequency Spectrum......Page 19 1.3 Spectrum for High Data Rate Wireless Transmission......Page 22 1.4 High Data Rate Wireless Technologies......Page 24 1.4.1 Microwave and Millimeter-Wave Technologies......Page 26 1.4.2 Free-Space Optics......Page 27 1.4.3 WiFi, WiMAX, and LTE......Page 29 1.5 Summary......Page 30 References......Page 31 2.1 Introduction......Page 32 2.2 Electromagnetic Propagation......Page 33 2.3 Free-Space Loss......Page 35 2.4 Attenuation Due to Atmospheric Gases......Page 38 2.4.1 Regional Variations......Page 40 2.4.2 Altitude Variations......Page 42 2.5 Attenuation Due to Rain......Page 46 2.6.1 Fog and Clouds......Page 49 2.6.2 Snow and Ice......Page 52 2.7.2 Diffraction Losses and Fresnel Zones......Page 53 2.8 Summary......Page 54 References......Page 55 3.1 Introduction......Page 56 3.2.1 Indoor and Outdoor Architectures......Page 57 3.2.2 Diplexing Architectures......Page 60 3.3.2 SDH/SONET......Page 63 3.3.3 Ethernet......Page 64 3.3.4 Other High Data Rate Line Protocols......Page 66 3.4.1 Power Supply......Page 68 3.4.2 Data Interface/Multiplexer......Page 69 3.4.3 Modulator......Page 72 3.4.4 Demodulator......Page 78 3.4.5 Transmitter......Page 79 3.4.6 Receiver......Page 82 3.4.7 Combiner......Page 83 3.4.8 Antenna......Page 84 3.5 Summary......Page 88 Reference......Page 89 4.1 Introduction......Page 90 4.2.1 Frequency Bands and Channel Sizes......Page 91 4.2.2 Rules and Regulations......Page 93 4.2.3 Licensing......Page 96 4.3 Market Applications......Page 98 4.3.1 Mobile Backhaul......Page 99 4.3.2 Enterprise Connectivity......Page 100 4.4.1 Single Channel Transmission......Page 101 4.4.2 Adjacent Channel Transmission......Page 106 4.4.3 Dual-Polarization Transmission......Page 108 4.4.5 Data Compression......Page 111 4.4.6 MIMO......Page 114 4.5.2 Channel Bonding......Page 115 4.6 Summary......Page 116 References......Page 117 5.1 Introduction......Page 118 5.2.1 Frequency Bands and Channel Sizes......Page 119 5.2.2 Rules and Regulations......Page 121 5.2.3 Propagation Impediments......Page 132 5.3.2 WLAN Connections......Page 133 5.4 60-GHz WLAN Standards......Page 136 5.4.1 WirelessHD......Page 137 5.4.2 IEEE 802.15.3c......Page 139 5.4.3 ECMA-387/ISO/IEC 13156......Page 141 5.4.4 IEEE 802.11ad......Page 142 5.4.5 WiGig......Page 144 5.5 Technology Choices for High Data Rate 60-GHz Devices......Page 145 5.6.1 Outdoor Point to Point......Page 146 5.6.2 WirelessHD......Page 147 5.6.3 Wireless LAN/PAN......Page 149 5.7.1 Frequency, Channel, and Specification Harmonization......Page 154 5.8 Summary......Page 155 References......Page 156 6.1 Introduction......Page 158 6.2.1 Frequency Bands and Channel Sizes......Page 159 6.2.2 Rules and Regulations......Page 162 6.2.3 Comparison of FCC and ETSI Rules......Page 170 6.2.4 Licensing......Page 172 6.3.1 Cellular and WiMAX Backhaul......Page 176 6.3.2 Remote Radio Heads/Distributed Antenna Systems......Page 178 6.3.4 Fiber Extensions/Backup......Page 179 6.3.5 Other Applications......Page 180 6.4.2 System Architectures and Performance Tradeoffs......Page 181 6.5 90-GHz and Higher Bands......Page 186 6.6.1 Increased Performance and Link Distance......Page 187 6.6.2 40 Gbps and 100 Gbps Systems......Page 188 6.7 Summary......Page 190 References......Page 191 7.1 Introduction......Page 192 7.2 Link Budget and Fade Margin......Page 193 7.2.1 Example Link Budget......Page 196 7.2.2 Fade Margin Versus Link Distance......Page 197 7.3.2 Rain Statistics......Page 202 7.3.3 Rain Attenuation......Page 208 7.3.4 Rain Cells......Page 209 7.3.5 Example High Capacity Link Availabilities and Distances......Page 211 7.4.1 Automatic Transmit Power Control......Page 214 7.4.2 Adaptive Coding and Modulation......Page 215 7.4.4 Ring and Mesh Topologies......Page 217 7.5 Summary......Page 218 References......Page 219 List of Acronyms and Abbreviations......Page 220 About the Author......Page 230 Index......Page 232