《數字移動通信技術(第2版)》作為普通高等教育“十一五”國家級規劃教材,系統地闡述了現代數字移動通信的基本原理、基本技術和當前廣泛應用的典型數字移動通信系統,較充分地反映了當代數字移動通信的最新發展。
全書共6章。主要內容有:移動通信概述、移動通信的電波傳播、移動信道中的干擾和場強估算,移動通信組網技術,TDMA數字蜂窩移動通信系統,CDMA數字蜂窩移動通信系統和第三代、第四代數字蜂窩移動通信技術的綜述。每章后均附有習題。
《數字移動通信技術(第2版)》可作為高等院校通信工程、電子信息工程、電子信息科學與技術和其他相近專業的本科和研究生教材,也可作為通信工程以及相關專業的技術人員和科研人員的參考用書。
本書作為普通高等教育“十一五”國家級規劃教材,是在第l版,即“應用型本科電子與通信類系列教材”之一的基礎上,經過多年教學實踐后修訂而成的。
針對應用型本科電子與通信專業的教學特點,我們編寫了本書。本書在內容的選取上,注重基礎性、實用性、系統性以及反映現代移動通信技術的最新發展;在文字上力求條理清晰、通俗易懂;對于需要的數學公式,除簡單的數學分析,盡量避免繁瑣的數學推導,以突出重點。
本書系統地闡述了現代數字移動通信的基本原理、基本技術和當前廣泛應用的典型數字移動通信系統,較充分地反映了當代數字移動通信發展的新技術。主要內容有:移動通信概述、移動通信的電波傳播、移動信道中的干擾和場強估算,移動通信組網技術,CDMA數字蜂窩移動通信系統,CDMA數字蜂窩移動通信系統,第三代和第四代數字蜂窩移動通信系統。全書每章后均附有習題。
本書的參考學時數為60,可根據教學要求、專業特點和課程設置等具體情況進行適當的取舍,靈活掌握。
本書由上海工程技術大學的何林娜老師擔任主編,鄧琛老師擔任副主編,由上海交通大學羅漢文教授和上海師范大學李莉教授主審。全書共分6章。何林娜老師編寫第1、2、3、4章,鄧琛和陳益平老師編寫第5章,陳益平老師編寫第6章。
本書在編寫過程中,得到了羅漢文教授和李莉教授的多方關懷和指導,兩位教授提出了許多建設性的意見和建議,在此深表謝意。本書還得到了上海工程技術大學的大力支持和幫助,在此表示感謝!
由于編者水平有限,書中難免有錯誤和不妥之處,敬請讀者批評指正。
前育
第1章 移動通信概述
1.1 引言
1.2 移動通信的發展歷程
1.2.1 第一代模擬蜂窩移動通信系統
1.2.2 第二代數字蜂窩移動通信系統
1.2.3 第三代數字蜂窩移動通信系統
1.2.4 第四代數字移動通信系統
1.3 移動通信的電波傳播
1.3.1 直射波
1.3.2 視距傳播的極限距離
1.3.3 繞射損耗
1.3.4 反射波
1.3.5 多徑效應與瑞利損耗
1.4 移動信道中的干擾
1.4.1 鄰道干擾
1.4.2 同信道干擾
1.4.3 互調干擾
I.4.4 近端對遠端的干擾
1.5 移動信道的場強估算
1.5.1 奧村(Okumura)模型
1.5.2 Okumura-Hata方法
1.5.3 微蜂窩系統的覆蓋區預測模式
習題
第2章 移動通信組網技術
2.1 移動通信網的體制
2.1.1 大區制移動通信網
2.1.2 小區制(蜂窩)移動通信網
2.2 GSM數字蜂窩移動通信系統結構
2.2.1 移動臺(MS)
2.2.2 基站子系統(BSS)
2.2.3 網絡子系統(NSS)
2.3 GSM數字蜂窩通信系統的網絡接口
2.3.1 主要接口
2.3.2 網絡子系統內部接口
2.3.3 GSM系統與其他公用電信網的接口
2.3.4 各接口協議
2.4 移動通信的信道結構和頻率資源的有效利用技術
2.4.1 移動通信的信道結構
2.4.2 頻率資源的管理
2.4.3 頻率的有效利用技術
2.4.4 多信道共用技術
2.5 蜂窩移動通信的多址接人技術
2.5.1 概述
2.5.2 多址方式與系統容量
2.6 數字蜂窩移動通信的交換技術
2.6.1 數字蜂窩移動通信呼叫建立過程
2.6.2 越區切換
習題
第3章 TDMA數字蜂窩移動通信系統
3.1 GSM數字蜂窩移動通信系統的電信業務
3.1.1 承載業務
3.1.2 電信業務
3.1.3 補充業務
3.2 GSM數字蜂窩通信系統的無線傳輸方式
3.2.1 TDMA/FDMA接入方式
3.2.2 信道及其組合
3.2.3 時隙的格式
3.2.4 信道的組合方式
3.3 GSM數字蜂窩通信系統的主要技術
3.3.1 語音和信道編碼技術
3.3.2 跳頻和間斷傳輸技術
3.3.3 調制與解調技術
3.3.4 鑒權與加密技術
3.3.5 位置登記
3.3.6 GsM的區域與號碼
3.4 GSM數字蜂窩通信系統的接續流程
3.4.1 移動臺開機后的工作
3.4.2 小區選擇(Cell Selection)
3.4.3 位置登記和位置更新(Lcation Registrafion and Location Updating)
3.4.4 建立通信鏈路(Esrablishing Communication Link)
3.4.5 起初信息過程(Initial Message Procedure)
3.4.6 鑒權(Authentication)
3.4.7 加密(Ciphering)
3.4.8 位置更新過程(Location Updating Procedure)
3.4.9 通信鏈路的釋放(Release of Communication Link)
3.4.10 移動臺主叫(Mobile Origination)
3.4.11 移動臺被呼(Mobile Termination)
3.4.12 切換(Handover)
3.5 三種TDMA數字蜂窩移動通信系統的比較
3.5.1 三種TDMA數字蜂窩移動通信系統的主要性能
3.5.2 美國數字蜂窩移動通信系統(D-AMPS)的特征
3.5.3 日本數字蜂窩移動通信系統(JDC)的特征
習題
第4章 CDMA數宇蜂窩移動通信系統
4.1 擴頻通信的基本概念
4.1.1 擴頻通信的理論基礎
4.1.2 處理增益和抗干擾容限
4.1.3 直接序列擴頻
4.2 CDMA數字蜂窩移動通信系統
4.2.1 CDMA數字蜂窩移動通信系統的網絡結構與組成
4.2.2 系統參數與使用頻段
4.2.3 CDMA系統的特點
4.2.4 CDMA系統的邏輯信道
4.3 CDMA正向信道
4.3.1 正向信道組成
4.3.2 正向CDMA的控制信道
4.3.3 正向CDMA的業務信道
4.4 CDMA反向信道
4.4.1 反向信道組成及特點
4.4.2 接入信道
4.4.3 反向業務信道
4.5 CDMA蜂窩網的關鍵技術
4.5.ICDMA系統的分集技術
4.5.2 CDMA系統的正交調制與正交擴頻技術
4.5.3 CDMA系統的語音編碼技術
4.6 CDMA系統控制功能
4.6.1正向鏈路的功率控制
4.6.2 反向鏈路的功率控制
4.7 CDMA系統的切換技術
4.7.1 CDMA的3種切換方式
4.7.2 CDMA的軟切換過程
4.8 CDMA壁置登記和呼叫處理
4.8.1 登記注冊
4.8.2 呼叫處理
4.8.3 呼叫流程圖
習題
第5章 第三代移動通信系統
5.1 第三代移動通信系統簡介
5.1.1 概述
5.1.2 第三代移動通信系統的標準
5.1.3 第三代移動通信系統的特點
5.1.4 3G參數
5.2 WCDMA
5.2.1 概述
5.2.2 WCDMA系統組成
5.2.3 系統接口
5.2.4 WCDMA版本
5.3 CDMA2000
5.3.1 概述
5.3.2 CDMA2000采用的主要新技術
5.3.3 系統結構
5.3.4 主要接口
5.3.5 空中接口的分層結構
5.3.6 信道分配
5.4 TD-SCDMA
5.4.1 TD-SCDMA的優勢
5.4.2 網絡結構
5.4.3 系統信道
5.5 WiMAX
5.5.1 WiMAX標準
5.5.2 WiMAX技術特點
5.5.3 WiMAX網絡架構
5.5.4 網絡接口
習題
第6章 第四代移動通信系統
6.1 概述
6.1.1 4G移動通信系統設計目標
6.1.2 4G移動通信系統體系結構
6.1.3 4G移動通信系統候選標準體系結構
6.1.4 目前4G移動通信系統面臨的一些議題
6.1.5 各國4G的發展情況概述
6.1.6 我國4G進展程度
6.2.4 G移動通信系統關鍵技術
6.2.1 無線接入網絡
6.2.2 核心網
6.2.3 終端
6.3.3 GPP LTE
6.3.1 LTE由來
6.3.2 LTE目標
6.3.3 系統架構演進
6.3.4 體系結構
6.3.5 物理層演進
6.3.6 鏈路層演進
習題
附錄縮略詞
參考文獻
通信系統是指包括雙方通信設備在內的整體。移動通信系統包括公用陸地蜂窩移動通信系統、無線尋呼系統、無繩電話系統、集群移動通信系統、衛星移動通信系統和無中心移動通信系統等。目前應用最廣泛的是公用蜂窩移動通信系統,它具有涉及的技術領域廣、技術新、網絡能力強等特點,它的發展代表著整個移動通信未來的方向。
隨著電子技術,特別是半導體、集成電路和計算機技術的發展,移動通信技術得到了迅速發展。隨著其應用領域的擴大和對性能要求的提高,促使移動通信在技術上和理論上向更高水平發展。20世紀80年代以來,移動通信已成為現代通信網中不可缺少并發展最快的通信方式之一。
1.2移動通信的發展歷程
1897年意大利科學家M.G馬可尼在赫茲實驗的基礎上成功實現了陸地和一只拖船之間利用無線電波進行信息傳輸,證明了在移動體之間以無線方式進行通信的可行性。但在此后相當長的一段時間內,移動通信的發展一直相當緩慢,只在短波的幾個頻段上開發出了專用移動通信系統,而且一般只用于軍隊和政府部門。但在近十幾年以來,移動通信的發展極為迅速,已廣泛應用于國民經濟的各個領域和人民的日常生活中。移動通信的發展大致經歷了以下幾個發展階段。
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