內容簡介

本書詳細地介紹瞭移動通信的基本原理和技術。主要內容有：移動通信的基本理論，包括移動通信的無綫傳播環境、移動通信係統中的調製技術、抗衰落技術、蜂窩組網技術；移動通信的應用係統，包括GSM和CDMAIS-95移動通信係統、第三代移動通信係統；移動通信*新發展，包括LTE和4G係統等。每章開頭有學習指導，結束有習題和思考題。 本書力求理論結閤實際，在講述基本理論的同時，更注重實際應用。

作者簡介

啜鋼，1983年畢業於北京郵電大學，同年在北京郵電大學從事教學科研工作，1996年被評為副教授。齣版著作有：移動通信原理與應用、移動通信原理與係統教材

目錄

第1章 概述 1
1．1 移動通信發展簡述 1
1．2 移動通信的特點和應用係統 5
1．2．1 移動通信的特點 5
1．2．2 移動通信的應用係統 6
第2章 移動通信電波傳播與傳播預測模型 8
2．1 電波傳播的基本特性及其研究方法 8
2．1．1 電波傳播的基本特性 8
2．1．2 電波傳播特性的研究方法 9
2．2 自由空間的電波傳播 10
2．3 3種基本電波傳播機製 11
2．3．1 反射與多徑信號 11
2．3．2 繞射 12
2．3．3 散射 13
2．4 陰影衰落的基本特性 14
2．5 多徑傳播模型 14
2．5．1 多徑衰落的基本特性 14
2．5．2 多普勒頻移 15
2．5．3 多徑信道的信道模型 15
2．5．4 多徑信道的主要描述參數 17
2．5．5 多徑信道的統計分析 22
2．5．6 多徑衰落信道的分類 25
2．5．7 衰落特性的特徵量 26
2．6 電波傳播損耗預測模型 27
2．6．1 室外傳播模型 27
2．6．2 室內傳播模型 29
2．7 中繼協同信道 30
2．7．1 再生中繼信道簡介 30
2．7．2 透明中繼信道簡介 33
第3章 調製技術 38
3．1 概述 38
3．2 最小移頻鍵控 39
3．2．1 相位連續的2FSK 39
3．2．2 MSK信號的相位路徑、頻率及功率譜 41
3．3 高斯最小移頻鍵控 42
3．3．1 高斯濾波器的傳輸特性 43
3．3．2 GMSK信號的波形和相位路徑 44
3．3．3 GMSK信號的調製與解調 45
3．3．4 GMSK功率譜 47
3．4 QPSK調製 48
3．4．1 二相調製 48
3．4．2 四相調製 48
3．4．3 偏移QPSK――OQPSK 50
3．4．4 ?/4-QPSK 51
3．5 正交頻分復用 54
3．5．1 概述 54
3．5．2 正交頻分復用的原理 54
3．5．3 正交頻分復用的DFT實現 56
3．5．4 OFDM的應用 57
3．6 高階調製 58
3．6．1 數字調製的信號空間原理 58
3．6．2 M進製數字調製及高階調製 59
3．6．3 高階調製在3G及4G中的應用 65
第4章 抗衰落技術 67
4．1 概述 67
4．2 分集技術 68
4．2．1 宏觀分集 68
4．2．2 微觀分集 69
4．2．3 分集的閤並方式及性能 70
4．2．4 性能比較 75
4．2．5 分集對數字移動通信誤碼的影響 76
4．3 信道編碼 77
4．3．1 概述 77
4．3．2 分組碼 77
4．3．3 捲積碼 79
4．3．4 Turbo碼 85
4．4 均衡技術 88
4．4．1 基本原理 88
4．4．2 非綫性均衡器 91
4．4．3 自適應均衡器 94
4．5 擴頻通信 96
4．5．1 僞噪聲序列 96
4．5．2 擴頻通信原理 99
4．5．3 抗多徑乾擾和RAKE接收機 103
4．5．4 跳頻擴頻通信係統 105
4．6 無綫通信中的多天綫技術 108
4．6．1 多天綫係統模型 108
4．6．2 多天綫係統容量分析 110
4．6．3 空間復用技術 111
4．6．4 發射分集與空時編碼 112
第5章 蜂窩組網技術 118
5．1 移動通信網的基本概念 118
5．2 頻率復用和蜂窩小區 119
5．3 多址接入技術 122
5．4 碼分多址關鍵技術 126
5．4．1 擴頻技術 126
5．4．2 地址碼技術 131
5．4．3 擴頻碼的同步 134
5．5 蜂窩移動通信係統的容量分析 137
5．6 切換和位置更新 140
5．6．1 切換技術 140
5．6．2 位置更新 143
5．7 無綫資源管理技術原理 144
5．7．1 概述 144
5．7．2 接納控製 145
5．7．3 動態信道分配 146
5．7．4 負載控製 147
5．7．5 分組調度 148
5．8 移動通信網絡結構 150
第6章 GSM及其增強移動通信係統 155
6．1 GSM係統的業務及其特徵 155
6．2 GSM係統的結構 157
6．3 GSM係統的信道 158
6．3．1 物理信道與邏輯信道 158
6．3．2 物理信道與邏輯信道的配置 162
6．3．3 突發脈衝 165
6．3．4 幀偏離、定時提前量與半速率信道 166
6．4 GSM的無綫數字傳輸 167
6．4．1 GSM係統無綫信道的衰落特性 167
6．4．2 GSM係統中的抗衰落技術 168
6．4．3 GSM係統中的語音編碼與處理 171
6．4．4 GSM係統中的語音處理的一般過程 171
6．5 GSM的信令協議 172
6．5．1 GSM信令係統概述 172
6．5．2 GSM係統的協議模型 176
6．5．3 GSM無綫信令接口的三層協議 178
6．6 接續和移動性管理 179
6．6．1 概述 179
6．6．2 位置更新 180
6．6．3 呼叫建立過程 182
6．6．4 越區切換與漫遊 187
6．6．5 GSM安全措施 189
6．6．6 計費 191
6．7 通用分組無綫業務 191
6．7．1 GPRS業務概述 191
6．7．2 GPRS的網絡結構及其功能描述 192
6．7．3 GPRS的移動性管理和會話管理 196
6．7．4 GPRS的空中接口 198
6．8 增強型數據速率GSM演進技術 199
第7章 第三代移動通信係統及其增強技術 204
7．1 3G概述 204
7．2 IS-95A與CDMA2000 1X標準介紹 206
7．2．1 CDMA2000 1X標準特色 206
7．2．2 CDMA係統中的功率控製 207
7．2．3 CDMA軟切換 212
7．2．4 CDMA2000 1X下行鏈路 216
7．2．5 CDMA2000 1X上行鏈路 222
7．2．6 CDMA2000 1X EV-DO介紹 225
7．3 WCDMA標準介紹 226
7．3．1 WCDMA標準特色 226
7．3．2 WCDMA下行鏈路 227
7．3．3 WCDMA上行鏈路 231
7．3．4 HSDPA/HSUPA概述 232
7．4 TD-SCDMA標準介紹 234
7．4．1 TD-SCDMA標準特色 234
7．4．2 TD-SCDMA物理信道 235
7．4．3 TD-SCDMA係統支持的信道編碼方式 236
7．4．4 TD-SCDMA的調製、擴頻及加擾方式 237
第8章 LTE移動通信係統 239
8．1 LTE係統 239
8．1．1 LTE網絡架構及網元 239
8．1．2 LTE協議體係 240
8．2 LTE通信過程 243
8．2．1 小區搜索 243
8．2．2 係統信息獲取 247
8．2．3 隨機接入 250
8．2．4 小區選擇和重選 252
8．2．5 切換 255
8．3 LTE-Advanced增強技術 259
8．3．1 載波聚閤技術 259
8．3．2 中繼技術 261
8．3．2 CoMP技術 263
8．3．3 eICIC技術 264
第9章 第五代移動通信係統技術發展 268
9．1 5G發展狀況 268
9．1．1 5G發展概述 268
9．1．2 國際標準化組織積極推進5G標準製定 268
9．1．3 世界主要各國的5G研究動態 269
9．2 5G概述 269
9．2．1 5G的概念 269
9．2．2 5G的應用場景 270
9．2．3 5G的能力指標 270
9．3 5G的關鍵技術 271
9．3．1 5G新型網絡架構 271
9．3．2 5G關鍵網絡技術 273
9．3．3 5G關鍵無綫技術 277
9．4 5G麵臨的挑戰和未來技術趨勢 285
9．4．1 5G挑戰 285
9．4．2 5G未來技術發展方嚮 287
附錄A 矩陣分解 289
附錄B 話務量和呼損率 291
習題 292
附錄C 英文縮略語英漢對照錶 293

前言/序言

前 言

目前，移動通信是通信領域發展最快的通信技術之一，近些年來人們在繼續關注第三代蜂窩移動通信係統發展的同時，已將第四代蜂窩移動通信係統投入商用，人們正在從4G商用網絡的應用中得到無綫寬帶業務帶來的高速、高質量的享受。與此同時3GPP IMT-Advanced的標準化也已經取得瞭巨大進展，並且已有部分的網絡投入商用，相信在不久的將來LTE-Advanced就會得到迅猛發展。另外，5G也正在從理論探討和係統仿真評估階段逐步走嚮製定標準的階段。

隨著移動通信技術的發展，越來越多的年輕學子和廣大的工程技術人員渴望學習和瞭解移動通信的基本原理和新技術。為瞭滿足高等學校電子信息類專業學生和移動通信領域廣大工程技術人員的需要，我們編寫瞭此教材。編寫此教材的宗旨是：以基礎理論、基本技術為基礎；以實際移動通信應用係統為重點，力圖全麵準確地介紹蜂窩移動通信係統基礎理論和係統，並且盡量選取較新的資料和作者的一些研究成果，為讀者瞭解移動通信的發展以及新技術和方法提供幫助。另外在對移動通信原理和技術進行介紹時，避免過多的數學分析和錶述，而盡量用圖錶和文字進行論述。

本書共9章，各章主要內容包括：

第1章，介紹瞭移動通信的發展，簡單給齣瞭移動通信係統的特點和應用係統。

第2章，較全麵地介紹移動通信的無綫傳播環境和傳播預測模型。這部分內容是移動通信的基礎，也是移動通信係統設計的關鍵因素。

第3章，介紹移動通信中的信源編碼和調製解調技術，盡管這些技術在通信工程等專業的先修課程中已有所介紹，不過這裏將依據移動通信的特點和要求，重點介紹移動通信係統中所采用的調製解調技術。

第4章，介紹移動通信係統中的各種抗衰落和抗乾擾技術、鏈路自適應技術，以及多天綫傳輸技術，以期為後麵介紹移動應用係統提供必要的理論基礎。

第5章，從移動通信網的角度，介紹網絡的組成基礎和結構。

第6章，係統介紹GSM係統的業務、網絡組成、信道結構，以及呼叫處理和移動性管理等技術。以GSM係統為例，使讀者較全麵地瞭解一個實際係統的運作過程。另外，還簡單介紹瞭GSM的增強技術GPRS和EDGE係統的概念。

第 7 章，對3G技術基礎進行介紹，包括3G技術的三大標準的基本概念，以及CDMA2000 (主要是CDMA2000 1X)，WCDMA和TDD-SCDMA等。

第8章，介紹3GPP LTE基本技術，以及第四代移動通信係統的增強技術。

第9章，介紹目前5G移動通信係統的發展狀況、研究成果和未來發展趨勢。

本書第1, 2, 6章由啜鋼編寫，第4, 5, 7, 8章由高偉東編寫，第3章由孫卓編寫，第9章由劉倩編寫。

由於作者纔疏學淺，書中難免會齣現一些錯誤和不妥之處，敬請批評指正。

作者聯係方式：gaoweidong@bupt.edu.cn

編著者

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