无线通信原理与应用-图书-人邮教育社区

内容摘要

　　本书系统地讲解了移动通信的基本原理和典型的(蜂窝)移动通信系统。全书共分10章，主干内容由移动通信基本技术和典型的移动通信系统两部分构成。第一部分系统地介绍了移动通信的基本原理和基本技术，包括无线信道的传播特性、数字调制解调、抗衰落和组网技术。这部分内容是构建移动通信系统必备的基础知识。第二部分介绍了典型的移动通信系统，包括TDMA系统GSM及其演进GPRS和EDGE、窄带CDMA系统IS-95和宽带CDMA系统WCDMA、TD-SCDMA及CDMA2000。由于GSM系统在整个移动通信发展中具有奠基性作用，所以对它的介绍比较全面、完整，而对CDMA系统，重点关注其无线传输技术。最后介绍了移动通信发展及演进，包括LTE及LTE-A。为了让读者能及时地检验和巩固自己所学的知识，每章后面都附有丰富的习题。
　　本书既可以作为通信及电子信息专业本科高年级学生使用的教材，也可以有选择地作为大专和高等职业学校的教材，还可以作为通信工程类技术人员的参考书。

目　录

第 1章　概述　1
1.1　移动通信的主要特点　1
1.1.1　移动通信与固定通信　2
1.1.2　移动通信的主要特点　2
1.2　移动通信系统的分类　3
1.2.1　通信工作方式类别　3
1.2.2　传输信号模式类别　5
1.2.3　传输承载业务类别　5
1.3　常见的移动通信系统　6
1.3.1　无线电寻呼系统　6
1.3.2　蜂窝移动通信系统　6
1.3.3　无绳电话系统　13
1.3.4　集群移动通信系统　13
1.3.5　移动卫星通信系统　18
1.3.6　分组无线网　21
1.4　移动通信基本技术　22
1.4.1　移动信道中电波传播特性的研究　22
1.4.2　调制技术　23
1.4.3　多址方式　24
1.4.4　抗干扰技术　24
1.4.5　组网技术　25
1.5　本书内容安排　27
小结　28
思考题与习题　28

第 2章　移动信道的传播特性　29
2.1　无线电波传播机制　29
2.1.1　电波传播方式　29
2.1.2　直射　30
2.1.3　反射　31
2.1.4　折射　33
2.1.5　绕射　34
2.1.6　散射　37
2.2　移动信道的特征　37
2.2.1　传播路径与信号衰落　37
2.2.2　阴影效应　38
2.2.3　多普勒效应　39
2.2.4　多径效应　39
2.2.5　多径衰落信道的分类　51
2.2.6　衰落储备　53
2.3　陆地移动信道的场强估算　53
2.3.1　接收机输入电压、功率与场强的关系　54
2.3.2　地形、地物分类　55
2.3.3　中等起伏地形上传播损耗的中值　56
2.3.4　不规则地形上传播损耗的中值　58
2.3.5　任意地形地区的传播损耗的中值　60
2.4　移动信道的传播模型　63
2.4.1　Hata模型　63
2.4.2　COST-231/Walfish/Ikegami模型　63
小结　66
思考题与习题　66

第3章　数字调制解调　68
3.1　概述　68
3.1.1　数字调制概念　68
3.1.2　数字调制分类　68
3.1.3　解调　69
3.1.4　数字调制性能指标　69
3.2　数字调制基础及分析工具　73
3.2.1　基带信号的复数表示　73
3.2.2　线性调制和非线性调制　74
3.2.3　星座图　75
3.2.4　噪声的复基带描述　76
3.2.5　匹配滤波器及其相关实现　77
3.2.6　I/Q调制器解调器及其特性　78
3.3　线性调制　79
3.3.1　BPSK　79
3.3.2　四相相移键控(QPSK)　82
3.3.3　M-PSK　85
3.3.4　多进制正交幅度调制(MQAM)　88
3.4　非线性信道的线性调制方案　92
3.4.1　非线性信道的作用　92
3.4.2　OQPSK　95
3.4.3　π/4QPSK和π/4DQPSK　97
3.5　非线性调制　99
3.5.1　BFSK　100
3.5.2　MSK　101
3.5.3　正交BFSK的功率谱　103
3.5.4　GMSK　105
3.5.5　MFSK　108
3.6　OFDM调制　109
3.6.1　多载波传输技术的概念　109
3.6.2　OFDM技术原理　111
3.6.3　OFDM的实现方法和特点　113
小结　114
思考题与习题　115

第4章　抗衰落技术　116
4.1　分集技术　116
4.1.1　基本原理　116
4.1.2　分集方式　117
4.1.3　合并方式　118
4.1.4　合并方式性能比较　119
4.2　均衡技术　123
4.2.1　基本原理　123
4.2.2　线性均衡技术　125
4.2.3　非线性均衡器　129
4.2.4　自适应均衡器　132
4.3　信道编码　134
4.3.1　基本原理　134
4.3.2　线性分组码　139
4.3.3　卷积码　145
4.3.4　Turbo码　153
4.3.5　低密度奇偶校验(LDPC)码　154
小结　156
思考题与习题　157

第5章　组网技术　158
5.1　多址技术　158
5.1.1　频分多址(FDMA)　158
5.1.2　时分多址(TDMA)　159
5.1.3　码分多址(CDMA)　161
5.1.4　空分多址(SDMA)　161
5.1.5　混合多址　161
5.1.6　正交频分多址接入(OFDMA)　162
5.1.7　随机多址　163
5.2　多信道共用技术　165
5.2.1　多信道共用的话务量分析　165
5.2.2　空闲信道的选取方式　168
5.3　蜂窝小区覆盖技术　170
5.3.1　蜂窝小区制移动通信　170
5.3.2　蜂窝小区的干扰及其抑制　174
5.3.3　区域覆盖方式和射频激励方式　176
5.3.4　区群的信道配置　177
5.3.5　载频复用和区群结构　179
5.4　移动通信系统网络结构　181
5.4.1　概述　181
5.4.2　蜂窝移动通信网络结构　182
5.4.3　蜂窝移动通信网络结构的演进　184
5.5　移动通信的信令　186
5.5.1　概述　186
5.5.2　接入信令(MS-BSC之间)　189
5.5.3　网络信令　192
5.6　越区切换　194
5.6.1　概述　194
5.6.2　越区切换涉及的问题　195
5.6.3　越区切换的类型　197
5.7　位置管理　197
5.7.1　位置管理的概念　197
5.7.2　位置管理的内容　198
小结　201
思考题与习题　201

第6章　GSM蜂窝通信系统　203
6.1　GSM系统概述　203
6.1.1　GSM产生的背景　203
6.1.2　GSM的特点　204
6.1.3　GSM系统业务功能　204
6.2　GSM系统结构　205
6.2.1　GSM系统组成　205
6.2.2　GSM网络接口　208
6.2.3　GSM的区域、号码、地址与识别　209
6.3　GSM系统无线接口(Um)及传输技术　212
6.3.1　GSM无线资源分析　212
6.3.2　GSM无线接口TDMA信道及其相关概念　214
6.3.3　GSM无线接口信号传输流程　220
6.3.4　GSM无线接口传输控制技术　222
6.4　GSM系统控制与管理　224
6.4.1　位置管理　224
6.4.2　GSM的安全性管理　226
6.4.3　呼叫处理　229
6.4.4　GSM系统的切换　231
6.5　通用分组无线业务(GPRS)及其演进　233
6.5.1　GPRS体系结构　233
6.5.2　GPRS系统网络接口及协议体系　235
6.5.3　GPRS空中接口信道结构　237
6.5.4　GPRS的技术特点及存在的问题　240
6.5.5　GPRS的演进技术——EDGE　241
小结　243
思考题与习题　244

第7章　CDMA技术基础　245
7.1　CDMA技术基本原理　245
7.2　扩频通信系统　249
7.2.1　概述　249
7.2.2　扩频通信系统　253
7.3　CDMA码序列　260
7.3.1　概述　260
7.3.2　相关函数　260
7.3.3　Walsh码　261
7.3.4　可变扩频因子正交码(OVSF码)　263
7.3.5　m序列　265
7.3.6　Gold(戈尔德)序列　274
7.3.7　直接序列扩频通信系统的同步原理　276
7.4　CDMA蜂窝网的关键技术　279
7.4.1　功率控制　279
7.4.2　RAKE接收技术　281
7.4.3　软切换技术　283
7.5　CDMA蜂窝通信系统的容量　284
7.5.1　CDMA蜂窝通信系统的容量　285
7.5.2　CDMA与FDMA、TDMA蜂窝通信系统容量的比较　287
7.5.3　CDMA软容量　288
小结　289
思考题与习题　289

第8章　窄带CDMA移动通信系统　291
8.1　系统综述　291
8.1.1　IS-95标准　291
8.1.2　无线信道　292
8.1.3　系统时间　294
8.1.4　IS-95系统信道的结构分层　295
8.1.5　IS-95系统基本结构　296
8.1.6　IS-95系统基本特征　296
8.2　CDMA正向传输　297
8.2.1　正向信道组成框图　297
8.2.2　正向CDMA的控制信道　298
8.2.3　正向业务信道　303
8.3　CDMA反向传输　309
8.3.1　反向信道组成框图　309
8.3.2　反向接入信道　310
8.3.3　反向业务信道　314
8.4　系统控制功能　317
8.4.1　功率控制　317
8.4.2　CDMA系统切换　320
8.4.3　呼叫处理　322
8.4.4　呼叫流程图　324
小结　327
思考题与习题　327

第9章　宽带CDMA移动通信系统　329
9.1　概述　329
9.1.1　第三代移动通信系统网络架构　332
9.1.2　空中接口协议结构　334
9.2　WCDMA系统的无线传输技术　335
9.2.1　概述　335
9.2.2　传输信道及物理信道　336
9.2.3　WCDMA信道编码与复用　339
9.2.4　扩频与调制　347
9.3　TD-SCDMA系统的无线传输技术　354
9.3.1　概述　354
9.3.2　传输信道及物理信道　354
9.3.3　扩频和调制　359
9.3.4　码分配　362
9.4　cdma2000系统的无线传输技术　362
9.4.1　概述　362
9.4.2　前向链路　363
9.4.3　反向链路　371
小结　376
思考题与习题　376

第 10章　移动通信未来发展　378
10.1　3GPP LTE系统　378
10.1.1　3GPP标准的发展　378
10.1.2　LTE/SAE的发展　379
10.1.3　LTE系统简介　380
10.1.4　LTE的关键技术　381
10.2　IMT-Advanced系统　385
10.2.1　IMT-Advanced系统简介　386
10.2.2　IMT-Advanced系统的关键技术　387
小结　389
思考题与习题　389

参考文献　390