无线通信原理与应用

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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。

第1章　概述　
　1.1　移动通信的主要特点　
　1.1.1　移动通信与固定通信　
　1.1.2　移动通信的主要特点　
　1.2　移动通信系统的分类　
　1.2.1　通信工作方式类别　
　1.2.2　传输信号模式类别　
　1.2.3　传输承载业务类别　
　1.3　常见的移动通信系统　
　1.3.1　无线电寻呼系统　
　1.3.2　蜂窝移动通信系统　
　1.3.3　无绳电话系统　
　1.3.4　集群移动通信系统　
　1.3.5　移动卫星通信系统　
　1.3.6　分组无线网　
　1.4　移动通信基本技术　
　1.4.1　移动信道中电波传播特性的研究　
　1.4.2　调制技术　
　1.4.3　多址方式　
　1.4.4　抗干扰技术　
　1.4.5　组网技术　
　1.5　本书内容安排　
　小结　
　思考题与习题　
第2章　移动信道的传播特性　
　2.1　无线电波传播机制　
　2.1.1　电波传播方式　
　2.1.2　直射　
　2.1.3　反射　
　2.1.4　折射　
　2.1.5　绕射　
　2.1.6　散射　
　2.2　移动信道的特征　
　2.2.1　传播路径与信号衰落　
　2.2.2　阴影效应　
　2.2.3　多普勒效应　
　2.2.4　多径效应　
　2.2.5　多径衰落信道的分类　
　2.2.6　衰落储备　
　2.3　陆地移动信道的场强估算　
　2.3.1　接收机输入电压、功率与场强的关系　
　2.3.2　地形、地物分类　
　2.3.3　中等起伏地形上传播损耗的中值　
　2.3.4　不规则地形上传播损耗的中值　
　2.3.5　任意地形地区的传播损耗的中值　
　2.4　移动信道的传播模型　
　2.4.1　Hata模型　
　2.4.2　COST-231/Walfish/Ikegami模型　
　小结　
　思考题与习题　
第3章　数字调制解调　
　3.1　概述　
　3.1.1　数字调制概念　
　3.1.2　数字调制分类　
　3.1.3　解调　
　3.1.4　数字调制性能指标　
　3.2　数字调制基础及分析工具　
　3.2.1　基带信号的复数表示　
　3.2.2　线性调制和非线性调制　
　3.2.3　星座图　
　3.2.4　噪声的复基带描述　
　3.2.5　匹配滤波器及其相关实现　
　3.2.6　I/Q调制器解调器及其特性　
　3.3　线性调制　
　3.3.1　BPSK　
　3.3.2　四相相移键控(QPSK)　
　3.3.3　M-PSK　
　3.3.4　多进制正交幅度调制(MQAM)　
　3.4　非线性信道的线性调制方案　
　3.4.1　非线性信道的作用　
　3.4.2　OQPSK　
　3.4.3　π/4QPSK和π/4DQPSK　
　3.5　非线性调制　
　3.5.1　BFSK　
　3.5.2　MSK　
　3.5.3　正交BFSK的功率谱　
　3.5.4　GMSK　
　3.5.5　MFSK　
　3.6　OFDM调制　
　3.6.1　多载波传输技术的概念　
　3.6.2　OFDM技术原理　
　3.6.3　OFDM的实现方法和特点　
　小结　
　思考题与习题　
第4章　抗衰落技术　
　4.1　分集技术　
　4.1.1　基本原理　
　4.1.2　分集方式　
　4.1.3　合并方式　
　4.1.4　合并方式性能比较　
　4.2　均衡技术　
　4.2.1　基本原理　
　4.2.2　线性均衡技术　
　4.2.3　非线性均衡器　
　4.2.4　自适应均衡器　
　4.3　信道编码　
　4.3.1　基本原理　
　4.3.2　线性分组码　
　4.3.3　卷积码　
　4.3.4　Turbo码　
　4.3.5　低密度奇偶校验(LDPC)码　
　小结　
　思考题与习题　
第5章　组网技术　
　5.1　多址技术　
　5.1.1　频分多址(FDMA)　
　5.1.2　时分多址(TDMA)　
　5.1.3　码分多址(CDMA)　
　5.1.4　空分多址(SDMA)　
　5.1.5　混合多址　
　5.1.6　正交频分多址接入(OFDMA)　
　5.1.7　随机多址　
　5.2　多信道共用技术　
　5.2.1　多信道共用的话务量分析　
　5.2.2　空闲信道的选取方式　
　5.3　蜂窝小区覆盖技术　
　5.3.1　蜂窝小区制移动通信　
　5.3.2　蜂窝小区的干扰及其抑制　
　5.3.3　区域覆盖方式和射频激励方式　
　5.3.4　区群的信道配置　
　5.3.5　载频复用和区群结构　
　5.4　移动通信系统网络结构　
　5.4.1　概述　
　5.4.2　蜂窝移动通信网络结构　
　5.4.3　蜂窝移动通信网络结构的演进　
　5.5　移动通信的信令　
　5.5.1　概述　
　5.5.2　接入信令(MS-BSC之间)　
　5.5.3　网络信令　
　5.6　越区切换　
　5.6.1　概述　
　5.6.2　越区切换涉及的问题　
　5.6.3　越区切换的类型　
　5.7　位置管理　
　5.7.1　位置管理的概念　
　5.7.2　位置管理的内容　
　小结　
　思考题与习题　
第6章　GSM蜂窝通信系统　
　6.1　GSM系统概述　
　6.1.1　GSM产生的背景　
　6.1.2　GSM的特点　
　6.1.3　GSM系统业务功能　
　6.2　GSM系统结构　
　6.2.1　GSM系统组成　
　6.2.2　GSM网络接口　
　6.2.3　GSM的区域、号码、地址与识别　
　6.3　GSM系统无线接口(Um)及 传输技术　
　6.3.1　GSM无线资源分析　
　6.3.2　GSM无线接口TDMA信道及其相关概念　
　6.3.3　GSM无线接口信号传输流程　
　6.3.4　GSM无线接口传输控制技术　
　6.4　GSM系统控制与管理　
　6.4.1　位置管理　
　6.4.2　GSM的安全性管理　
　6.4.3　呼叫处理　
　6.4.4　GSM系统的切换　
　6.5　通用分组无线业务(GPRS)及其演进　
　6.5.1　GPRS体系结构　
　6.5.2　GPRS系统网络接口及协议体系　
　6.5.3　GPRS空中接口信道结构　
　6.5.4　GPRS的技术特点及存在的问题　
　6.5.5　GPRS的演进技术EDGE　
　小结　
　思考题与习题　
第7章　CDMA技术基础　
　7.1　CDMA技术基本原理　
　7.2　扩频通信系统　
　7.2.1　概述　
　7.2.2　扩频通信系统　
　7.3　CDMA码序列　
　7.3.1　概述　
　7.3.2　相关函数　
　7.3.3　Walsh码　
　7.3.4　可变扩频因子正交码(OVSF码)　
　7.3.5　m序列　
　7.3.6　Gold(戈尔德)序列　
　7.3.7　直接序列扩频通信系统的同步原理　
　7.4　CDMA蜂窝网的关键技术　
　7.4.1　功率控制　
　7.4.2　RAKE接收技术　
　7.4.3　软切换技术　
　7.5　CDMA蜂窝通信系统的容量　
　7.5.1　CDMA蜂窝通信系统的容量　
　7.5.2　CDMA与FDMA、TDMA蜂窝通信系统容量的比较　
　7.5.3　CDMA软容量　
　小结　
　思考题与习题　
第8章　窄带CDMA移动通信系统　
　8.1　系统综述　
　8.1.1　IS-95标准　
　8.1.2　无线信道　
　8.1.3　系统时间　
　8.1.4　IS-95系统信道的结构分层　
　8.1.5　IS-95系统基本结构　
　8.1.6　IS-95系统基本特征　
　8.2　CDMA正向传输　
　8.2.1　正向信道组成框图　
　8.2.2　正向CDMA的控制信道　
　8.2.3　正向业务信道　
　8.3　CDMA反向传输　
　8.3.1　反向信道组成框图　
　8.3.2　反向接入信道　
　8.3.3　反向业务信道　
　8.4　系统控制功能　
　8.4.1　功率控制　
　8.4.2　CDMA系统切换　
　8.4.3　呼叫处理　
　8.4.4　呼叫流程图　
　小结　
　思考题与习题　
第9章　宽带CDMA移动通信系统　
　9.1　概述　
　9.1.1　第三代移动通信系统网络架构　
　9.1.2　空中接口协议结构　
　9.2　WCDMA系统的无线传输技术　
　9.2.1　概述　
　9.2.2　传输信道及物理信道　
　9.2.3　WCDMA信道编码与复用　
　9.2.4　扩频与调制　
　9.3　TD-SCDMA系统的无线传输技术　
　9.3.1　概述　
　9.3.2　传输信道及物理信道　
　9.3.3　扩频和调制　
　9.3.4　码分配　
　9.4　cdma2000系统的无线传输技术　
　9.4.1　概述　
　9.4.2　前向链路　
　9.4.3　反向链路　
　小结　
　思考题与习题　
第10章　移动通信未来发展　
　10.1　3GPP LTE系统　
　10.1.1　3GPP标准的发展　
　10.1.2　LTE/SAE的发展　
　10.1.3　LTE系统简介　
　10.1.4　LTE的关键技术　
　10.2　IMT-Advanced系统　
　10.2.1　IMT-Advanced系统简介　
　10.2.2　IMT-Advanced系统的关键技术　
　小结　
　思考题与习题　
　参考文献