移動通信

本書較全面地介紹了移動通信的基本理論和系統原理。全書共分10章，基本內容包括：移動通信概述；無線移動通信通道的特徵及描述；移動通信系統的調製技術和擴頻技術；常用的抗衰落技術；移動通信網組網的基本原理；移動通信在實際中的應用系統，包括GSM移動通信系統、CDMA2000移動通信系統、WCDMA移動通信系統和TD-SCDMA移動通信系統；移動通信的發展趨勢。

本書可作為普通高等院校通信工程、電子信息等專業相關課程的教材，也可作為通信工程技術人員的參考用書。

第1章　概述　1

1.1　移動通信的概念及特點　1

1.1.1　移動通信概念　1

1.1.2　移動通信的主要特點　2

1.1.3　移動通信系統的分類　3

1.2　移動通信的發展歷史　4

1.3　常用的無線通信系統　6

1.3.1　無繩電話系統　6

1.3.2　第二代移動通信系統　7

1.3.3　第三代移動通信系統　8

1.3.4　衛星移動通信系統　10

1.3.5　數字集群移動通信系統　12

1.3.6　無線區域網　15

1.4　我國移動通信的發展概況　20

1.5　本書內容安排　21

小結　21

習題　22

參考文獻　22

第2章　無線移動通道　24

2.1　無線移動通道特性　24

2.1.1　無線移動通道對無線電信號的影響　24

2.1.2　與無線移動通道相關的基本概念　26

2.2　無線環境下的雜訊與干擾　28

2.1.1　雜訊　28

2.1.2　干擾　29

2.3　電磁波與無線電頻譜　32

2.4　無線電波傳輸環境　34

2.5　無線電波傳播機制　36

2.5.1　直射　36

2.5.2　反射　38

2.5.3　折射　39

2.5.4　繞射　41

2.5.5　散射　43

2.6　陰影效應　43

2.7　多徑效應　44

2.7.1　多普勒效應　45

2.7.2　多徑通道描述　45

2.7.3　多徑接收信號分析　50

2.8　移動通道傳播損耗預測模型　55

2.8.1　Okumura模型　55

2.8.2　Okumura-Hata模型　60

2.8.3　COST231模型　61

2.8.4　ITU模型　62

2.8.5　室內傳播模型　62

小結　66

習題　67

參考文獻　68

第3章　調製解調　69

3.1　概述　69

3.2　數字相位調製　70

3.2.1　二進位相移鍵控　70

3.2.2　四相相移鍵控　72

3.2.3　偏移四相相移鍵控　76

3.2.4　四相相移鍵控　77

3.3　正交振幅調製　78

3.4　數字頻率調製　81

3.4.1　二進位頻移鍵控　81

3.4.2　最小頻移鍵控　86

3.4.3　高斯濾波的最小頻移鍵控　91

3.5　多載波調製　94

3.5.1　子通道無重疊的多載波數據傳輸　95

3.5.2　子通道可重疊的多載波調製　96

3.5.3　正交頻分復用調製　98

小結　103

習題　104

參考文獻　104

第4章　擴頻通信技術　105

4.1　擴頻通信基本概念　105

4.1.1　擴頻通信技術簡介　105

4.1.2　擴頻通信系統分類及特點　107

4.2　擴頻系統中常用的擴頻碼　109

4.2.1　理想地址碼和擴頻碼　109

4.2.2　碼序列分析基礎知識　109

4.2.3　常用的較理想的碼序列　111

4.2.4　擴頻碼和地址碼應用舉例　122

4.3　擴頻通信技術應用　123

4.3.1　擴頻通信理論基礎　123

4.3.2　擴頻通信的主要性能指標　125

4.3.3　直接序列擴頻通信系統　125

4.3.4　跳頻擴頻系統　128

4.4　多址接入技術　129

4.4.1　移動通信系統中頻率的使用　130

4.4.2　多址接入技術　132

4.5　功率控制技術　137

4.6　RAKE接收機　139

小結　141

習題　142

參考文獻　142

第5章　抗衰落技術　143

5.1　分集　143

5.1.1　獨立衰落路徑的實現　144

5.1.2　接收分集系統模型　145

5.1.3　選擇合併　146

5.1.4　門限合併　148

5.1.5　最大比合併　149

5.1.6　等增益合併　150

5.1.7　分集方式比較　151

5.2　糾錯編碼　152

5.2.1　線性分組碼　153

5.2.2　卷積碼　160

5.2.3　交織與級聯　165

5.3　均衡　167

5.3.1　均衡的原理　168

5.3.2　均衡器的類型　169

5.3.3　線性均衡　170

5.3.4　最大似然序列估計　173

5.3.5　判決反饋均衡　173

5.3.6　其他均衡方法　175

5.3.7　自適應均衡　175

小結　177

習題　178

參考文獻　178

第6章　移動通信系統組網　179

6.1　通信網簡介　179

6.1.1　通信網的構成　179

6.1.2　用戶接入網　180

6.2　蜂窩組網技術　184

6.2.1　移動通信網的區域覆蓋　184

6.2.2　蜂窩小區的特性　188

6.3　無線系統的通道分配　192

6.4　多通道共用　195

6.4.1　多通道共用的意義　195

6.4.2　話務量、服務等級和通道數的關係　196

6.4.3　空閑通道的選取　202

6.5　蜂窩組網系統干擾和容量分析　202

6.5.1　蜂窩組網干擾分析　202

6.5.2　不同接入方式系統容量　204

6.6　蜂窩系統的移動性管理　207

6.6.1　蜂窩系統服務區域劃分及編號　207

6.6.2　位置更新　209

6.6.3　切換　209

6.7　蜂窩網路設計應用實例　211

小結　214

習題　215

參考文獻　215

第7章　GSM數字蜂窩移動通信系統　216

7.1　GSM系統網路結構　216

7.1.1　GSM系統的結構與功能　216

7.1.2　基站子系統　217

7.1.3　網路子系統　218

7.1.4　操作維護子系統　219

7.1.5　移動台　220

7.2　GSM網路介面與協議　221

7.2.1　GSM系統的主要介面　221

7.2.2　網路子系統的內部介面　222

7.3　GSM系統主要參數　223

7.3.1　頻帶的劃分及使用　223

7.3.2　各類空中通道　224

7.3.3　幀結構、復幀結構　225

7.4　GSM系統的號碼與識別　226

7.5　GSM的漫遊、安全和呼叫管理　229

7.5.1　用戶鑒權和加密　229

7.5.2　位置更新和漫遊管理　232

7.5.3　切換　234

7.5.4　呼叫的管理　236

7.5.5　移動台的狀態　237

7.6　通用分組無線業務　240

7.6.1　GPRS特點及應用　240

7.6.2　GPRS網路結構　241

7.6.3　GPRS空中介面(Um)　244

7.6.4　GPRS的移動性和會話管理　248

7.7　EDGE　251

7.7.1　EDGE概述　251

7.7.2　EGPRS特點　252

7.7.3　EGPRS網路結構和無線介面　254

小結　255

習題　256

參考文獻　256

第8章　WCDMA移動通信系統　257

8.1　WCDMA移動通信系統的特點　257

8.2　WCDMA 網路結構與介面　260

8.2.1　UMTS系統結構　260

8.2.2　基於R99、R4、R5/R6的核心網結構　263

8.3　UTRAN介面協議模型　270

8.4　WCDMA空中介面　272

8.4.1　Uu介面協議結構　272

8.4.2　物理層　274

8.4.3　數據鏈路層　279

8.4.4　無線資源控制層　282

8.5　WCDMA系統中呼叫的建立過程　285

8.5.1　電路域呼叫過程　285

8.5.2　分組域呼叫過程　289

8.6　HSPA網路技術　291

8.6.1　HSPA概述　291

8.6.2　引入HSPA對R99/R4版本無線網路結構的影響　293

8.6.3　HSPA對用戶協議結構的影響　296

小結　297

習題　298

參考文獻　298

第9章　TD-SCDMA移動通信系統　299

9.1　概述　299

9.2　TD-SCDMA空中介面　301

9.2.1　TD-SCDMA空中介面協議結構　301

9.2.2　TD-SCDMA物理層　303

9.2.3　TD-SCDMA物理通道　308

9.2.4　傳輸通道編碼和復用　309

9.2.5　擴頻與調製　310

9.2.6　TD-SCDMA系統的碼分配　312

9.2.7　N頻點技術　312

9.3　TD-SCDMA系統物理層主要工作過程　313

9.3.1　小區搜索　313

9.3.2　上行同步　314

9.3.3　隨機接入過程　315

9.4　TD-SCDMA系統中的HSPA技術　316

9.4.1　TD-HSDPA　316

9.4.2　TD-HSUPA　319

小結　321

習題　322

參考文獻　322

第10章　移動通信的發展趨勢　323

10.1　移動通信系統的演進　323

10.2　LTE　325

10.2.1　LTE概述　325

10.2.2　LTE的系統結構　327

10.3　IMT-Advanced　333

10.4　MIMO和空時編碼技術　335

10.4.1　MIMO技術　335

10.4.2　空時編碼　337

小結　340

習題　341

參考文獻　341