第1章 概述 1 1.1 移動通信及其特點 1 1.2 移動通信的工作方式 2 1.3 移動通信系統(tǒng)的組成 4 1.4 移動通信系統(tǒng)的頻段使用 7 1.5 多址方式 8 1.5.1 移動通信系統(tǒng)中的多址方式 8 1.5.2 不同多址方式的頻譜效率 10 1.5.3 3G/4G/5G多址接入技術(shù)10 1.6 其他常用技術(shù) 11 1.6.1 均衡技術(shù) 12 1.6.2 分集技術(shù) 13 1.6.3 信道編碼技術(shù) 14 1.7 移動通信系統(tǒng)的發(fā)展 15 1.7.1 全球移動通信的發(fā)展歷程 15 1.7.2 從2G向3G發(fā)展 17 1.7.3 WiMAX（全球微波互聯(lián)接入）19 1.7.4 從3G向4G發(fā)展21 1.7.5 從4G向5G發(fā)展21 1.7.6 我國的移動通信發(fā)展歷程 22 1.8 第六代移動通信系統(tǒng)(6G) 24 1.8.1 6G通信系統(tǒng)的應(yīng)用場景與需求 25 1.8.2 6G關(guān)鍵技術(shù) 26 1.8.3 6G通信系統(tǒng)的前景與挑戰(zhàn)27 思考題與習(xí)題 28 第2章 移動通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ) 30 2.1 引言 30 2.2 移動通信體制 30 2.2.1 大區(qū)制移動通信網(wǎng) 30 2.2.2 小區(qū)制(蜂窩)移動通信網(wǎng) 31 2.3 移動通信的信道結(jié)構(gòu) 33 2.3.1 業(yè)務(wù)信道 33 2.3.2 控制信道 33 2.4 蜂窩移動通信系統(tǒng)的頻率配置 33 2.5 移動通信環(huán)境下的干擾 34 2.5.1 同頻道干擾 34 2.5.2 鄰頻道干擾 36 2.5.3 互調(diào)干擾 36 2.5.4 阻塞干擾 37 2.5.5 近端對遠(yuǎn)端的干擾 37 2.6 蜂窩移動通信網(wǎng)絡(luò)的頻率規(guī)劃 38 2.6.1 等頻距分配法 38 2.6.2 信道分配策略 40 2.6.3 CDMA數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)的頻率規(guī)劃40 2.7 多信道共用技術(shù) 44 2.7.1 話務(wù)量與呼損 44 2.7.2 每個信道能容納的用戶數(shù) 48 2.8 移動性管理 48 2.8.1 位置管理 49 2.8.2 切換管理62 2.9 無線資源管理技術(shù) 67 2.9.1 功率控制 68 2.9.2 接入控制 68 2.9.3 負(fù)載（擁塞）控制 69 2.9.4 信道分配 69 2.9.5 分組調(diào)度69 2.10 信道自動選擇方式 70 2.10.1 專用呼叫信道方式 70 2.10.2 循環(huán)定位方式 70 2.10.3 循環(huán)不定位方式 71 2.10.4 循環(huán)分散定位方式 71 思考題與習(xí)題 71 第3章 移動通信的電波傳播 73 3.1 VHF、UHF頻段的電波傳播特性 73 3.1.1 直射波 73 3.1.2 視距傳播的極限距離 73 3.1.3 繞射衰耗 74 3.1.4 反射波 74 3.1.5 多徑衰落 75 3.1.6 陰影衰落 76 3.2 電波傳播特性的估算 77 3.2.1 Egli John J.場強(qiáng)計算 77 3.2.2 奧村(Okumura)模型 78 3.2.3 Okumura-Hata模型 88 3.2.4 COST-231-Hata模型 88 3.2.5 Walfisch-Bertoni模型 89 3.2.6 COST-231-WI模型 90 3.2.7 SPM模型 90 3.2.8 SUI模型 91 3.2.9 校正后的SUI傳播模型 91 3.2.10 微蜂窩系統(tǒng)的覆蓋區(qū)預(yù)測模式 92 3.3 傳輸模型的校正——路測 94 思考題與習(xí)題 95 第4章 數(shù)字調(diào)制技術(shù) 97 4.1 引言 97 4.1.1 影響數(shù)字調(diào)制的因素 97 4.1.2 數(shù)字調(diào)制的性能指標(biāo) 97 4.1.3 當(dāng)今蜂窩系統(tǒng)、個人通信系統(tǒng)和無繩電話采用的主要調(diào)制方式 98 4.2 線性調(diào)制技術(shù) 99 4.2.1 二進(jìn)制相移鍵控(BPSK) 99 4.2.2 差分相移鍵控(DPSK) 100 4.2.3 正交相移鍵控QPSK(4PSK) 102 4.2.4 偏移四相相移鍵控(OQPSK) 104 4.2.5 π/4-QPSK 105 4.3 恒包絡(luò)調(diào)制技術(shù) 110 4.3.1 最小頻移鍵控（MSK） 110 4.3.2 高斯濾波最小頻移鍵控（GMSK） 119 4.4 “線性”和“恒包絡(luò)”相結(jié)合的調(diào)制技術(shù) 126 4.4.1 M維相移鍵控(MPSK) 127 4.4.2 M維正交振幅調(diào)制(MQAM) 128 4.4.3 M維頻移鍵控(MFSK) 130 4.5 正交頻分復(fù)用(OFDM)技術(shù) 131 4.5.1 正交頻分復(fù)用的原理 131 4.5.2 子載波調(diào)制133 4.5.3 正交頻分復(fù)用的DFT實現(xiàn) 136 4.5.4 OFDM的特點 137 4.5.5 OFDM系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù) 138 4.6 擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù) 139 4.6.1 PN碼序列 140 4.6.2 直接序列擴(kuò)頻(DS-SS) 140 4.6.3 跳頻擴(kuò)頻(FH-SS) 142 4.6.4 直擴(kuò)的性能 142 4.6.5 跳頻擴(kuò)頻的性能 144 4.7 在多徑衰落信道中的調(diào)制性能分析 145 4.7.1 在慢速平穩(wěn)衰落信道中的數(shù)字調(diào)制性能 145 4.7.2 在頻率選擇性移動通信信道中的數(shù)字調(diào)制技術(shù) 148 思考題與習(xí)題 149 第5章 GSM數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)與GPRS 151 5.1 引言 151 5.2 GSM的電信業(yè)務(wù) 152 5.2.1 承載業(yè)務(wù) 153 5.2.2 電信業(yè)務(wù) 153 5.2.3 補(bǔ)充業(yè)務(wù) 154 5.3 GSM結(jié)構(gòu) 155 5.3.1 移動臺(MS) 155 5.3.2 基站(BS)及基站收發(fā)信機(jī)(BTS) 156 5.3.3 基站控制器(BSC) 157 5.3.4 發(fā)送編碼器和速率適配器單元(TRAU) 157 5.3.5 移動交換中心(MSC) 157 5.3.6 歸屬位置寄存器(HLR) 157 5.3.7 訪問者位置寄存器(VLR) 158 5.3.8 鑒權(quán)中心(AuC) 159 5.3.9 設(shè)備識別寄存器(EIR)159 5.3.10 操作和維護(hù)中心(OMC) 159 5.4 GSM較模擬網(wǎng)的優(yōu)勢 159 5.4.1 GSM系統(tǒng)在抗瑞利衰落及干擾方面的優(yōu)勢 160 5.4.2 GSM系統(tǒng)與TACS系統(tǒng)的性能比較 160 5.5 GSM網(wǎng)絡(luò)接口 161 5.5.1 空中接口(Um) 161 5.5.2 A-Bis接口 161 5.5.3 A接口 162 5.5.4 PSTN接口 163 5.5.5 移動應(yīng)用部分(MAP) 163 5.6 GSM的編號、鑒權(quán)與加密 164 5.6.1 編號與路由 164 5.6.2 鑒權(quán)與加密 168 5.7 GSM無線信道 171 5.7.1 頻域分析 171 5.7.2 時域分析 171 5.7.3 話音編碼 171 5.7.4 信道編碼 172 5.7.5 交織 173 5.7.6 調(diào)制 173 5.7.7 信道組成 173 5.7.8 不連續(xù)發(fā)送和話音激活檢測 176 5.7.9 定時前置和功率控制 176 5.7.10 移動臺接入 177 5.8 GSM呼叫方案 178 5.8.1 移動臺開機(jī)后的工作 178 5.8.2 小區(qū)選擇 179 5.8.3 位置登記和位置更新 180 5.8.4 建立通信鏈路 180 5.8.5 起初信息過程 180 5.8.6 鑒權(quán) 181 5.8.7 加密 181 5.8.8 位置更新過程 181 5.8.9 通信鏈路的釋放 182 5.8.10 移動臺主叫 182 5.8.11 移動臺被呼 183 5.8.12 切換 185 5.9 GSM的跳頻技術(shù) 187 5.9.1 跳頻系統(tǒng)的工作原理 187 5.9.2 跳頻系統(tǒng)的特點 187 5.10 通用分組無線業(yè)務(wù)GPRS 188 5.10.1 GPRS標(biāo)準(zhǔn)制定的過程與階段 189 5.10.2 GPRS網(wǎng)絡(luò)的邏輯結(jié)構(gòu) 190 5.10.3 GPRS網(wǎng)絡(luò)的分層結(jié)構(gòu) 191 5.10.4 增強(qiáng)型GPRS 200 思考題與習(xí)題 200 第6章 CDMA數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng) 201 6.1 引言 201 6.1.1 CDMA技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化 202 6.1.2 CDMA系統(tǒng)的特點 203 6.2 CDMA空中接口協(xié)議層 206 6.3 CDMA前向信道 206 6.3.1 前向業(yè)務(wù)信道 207 6.3.2 前向廣播信道 213 6.4 CDMA反向信道 215 6.4.1 接入信道 216 6.4.2 反向業(yè)務(wù)信道 218 6.5 功率控制 224 6.5.1 反向開環(huán)功率控制 226 6.5.2 反向閉環(huán)功率控制 226 6.5.3 前向功率控制 228 6.6 Rake接收機(jī) 228 6.7 CDMA 系統(tǒng)的容量 230 6.7.1 干擾對CDMA容量的影響 230 6.7.2 提高CDMA通信系統(tǒng)容量的有效技術(shù)——智能天線技術(shù) 231 6.8 CDMA登記 236 6.8.1 漫游的決定因素 237 6.8.2 開機(jī)登記 237 6.8.3 關(guān)機(jī)登記 237 6.8.4 時鐘周期登記 237 6.8.5 基于距離的登記 237 6.8.6 基于區(qū)域的登記 238 6.8.7 基于參數(shù)改變的登記 238 6.9 CDMA切換過程 238 思考題與習(xí)題 239 第7章 第三代移動通信系統(tǒng)（3G） 240 7.1 引言 240�� 7.1.1 IMT-2000和我國3G的三大標(biāo)準(zhǔn) 241 7.1.2 3G的三大標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn)路徑 243 7.1.3 3G業(yè)務(wù) 245 7.2 WCDMA 247 7.2.1 WCDMA系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 247 7.2.2 WCDMA空中接口的物理信道結(jié)構(gòu) 252 7.2.3 HSDPA和HSUPA 262 7.3 CDMA2000 264 7.3.1 CDMA2000的特點 264 7.3.2 CDMA2000系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 266 7.3.3 CDMA2000空中接口 268 7.4 TD-SCDMA 277 7.4.1 TD-SCDMA發(fā)展歷程 277 7.4.2 TD-SCDMA關(guān)鍵技術(shù)和技術(shù)優(yōu)勢 279 7.4.3 TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 283 7.5 3G三種主流標(biāo)準(zhǔn)的方案性能比較 289 第8章 第四代移動通信系統(tǒng)（LTE/4G） 291 8.1 提出LTE/4G的歷史背景291 8.2 LTE/4G的需求292 8.3 LTE/4G關(guān)鍵技術(shù)292 8.3.1 多載波技術(shù) 292 8.3.2 多天線技術(shù) 293 8.3.3 無線接口的分組交換技術(shù) 293 8.4 LTE/4G協(xié)議綜述294 8.4.1 LTE系統(tǒng)架構(gòu) 294 8.4.2 LTE協(xié)議棧 294 8.4.3 LTE/4G幀結(jié)構(gòu) 295 8.4.4 無線傳輸方案 296 8.5 LTE/4G應(yīng)用情況 297 8.5.1 TD-LTE應(yīng)用情況 297 8.5.2 LTE-FDD應(yīng)用情況 297 8.5.3 TD-LTE和LTE-FDD的優(yōu)勢比較 298 思考題與習(xí)題 299 第9章 第五代移動通信系統(tǒng)（5G）300 9.1 引言 300 9.1.1 5G的業(yè)務(wù)需求 300 9.1.2 5G系統(tǒng)承載的業(yè)務(wù)和系統(tǒng)的基本特征 301 9.2 5G的關(guān)鍵技術(shù) 302 9.2.1 網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù) 302 9.2.2 大規(guī)模天線技術(shù) 305 9.2.3 邊緣計算技術(shù) 307 9.2.4 D2D技術(shù) 308 9.3 5G的規(guī)劃與組網(wǎng)技術(shù) 309 9.3.1 5G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃原則 309 9.3.2 5G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃目標(biāo) 310 9.3.3 5G組網(wǎng)技術(shù) 312 9.4 5G的業(yè)務(wù)與應(yīng)用 316 9.4.1 IoT應(yīng)用技術(shù) 316 9.4.2 自動駕駛技術(shù) 317 思考題與習(xí)題 318 附錄 縮略詞 319 參考文獻(xiàn) 332