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第0章　绪论1

0.1　移动通信概述1

0.1.1　移动通信概念1

0.1.2　移动通信特点3

0.1.3　移动通信的发展历程4

0.1.4　我国移动通信的发展历程6

0.2　移动通信的工作方式7

0.3　移动通信系统的频段使用9

0.4　典型移动通信系统10

0.4.1　蜂窝移动电话系统10

0.4.2　无线寻呼系统12

0.4.3　无绳电话系统13

0.4.4　集群移动通信系统17

0.4.5　卫星移动通信系统19

0.5　移动通信的发展趋势22

思考题与习题23

基础篇27

第1章　移动通信的电波传播27

1.1　移动通信传播环境27

1.1.1　无线电波传播主要方式28

1.1.2　陆地移动无线电波传播29

1.2 自由空间的电波传播30

1.3　地面电波传播机制31

1.3.1　反射与多径信号31

1.3.2　绕射33

1.3.3　散射34

1.4　移动无线信道及其特性参数34

1.4.1　多普勒频移34

1.4.2 阴影效应35

1.4.3　多径效应36

1.5　多径衰落对数字通信的影响42

1.5.1　多径时延扩展42

1.5.2　相关带宽44

1.6　陆地移动信道的场强估算47

1.6.1　地形地物的分类47

1.6.2　奥村（Okumura）模型48

1.6.3　市区传播损耗中值49

1.6.4　郊区和开阔区的传播损耗中值51

1.6.5　不规则地形上的传播损耗中值52

1.6.6　任意地形的信号中值预测55

1.6.7　其他因素的影响57

1.7　移动信道的传播模型59

1.7.1　室外传播模型59

1.7.2　室内传播模型63

思考题与习题64

第2章　语音编码66

2.1　概述66

2.1.1　发音的生理机构与过程66

2.1.2　语音信号的模型67

2.1.3　语音信号的线性预测分析68

2.2　语音压缩编码70

2.2.1　语音压缩编码的基本原理70

2.2.2　语音编码技术的分类71

2.2.3　线性预测声码器73

2.2.4 码书激励线性预测（CELP）编码原理75

2.2.5　语音激活检测（VAD）技术76

2.3　移动通信中的语音编码79

2.3.1 规则脉冲激励长时预测编码（RPE-LTP）79

2.3.2　矢量和激励线性预测编码（VSELP）83

2.3.3 Q公司码激励线性预测编码（QCELP）85

2.3.4 增强型可变速率语音编解码（EVRC）88

2.3.5 自适应多速率编码（AMR）91

思考题与习题95

第3章　信道编码97

3.1　信道编码的基本概念97

3.1.1　概述97

3.1.2　信道编码的基本原理99

3.1.3　信道编码系统的性能指标99

3.1.4 几种常用的检错码100

3.2　线性分组码101

3.2.1　线性分组码的概念101

3.2.2　线性分组码的生成103

3.2.3　循环码106

3.2.4　循环码的编码107

3.2.5　BCH码112

3.3　卷积码113

3.3.1　卷积码编码114

3.3.2　卷积码解码117

3.4　交织编码118

3.4.1　交织编码的概念118

3.4.2　交织码的生成119

3.5　Turbo码120

3.5.1　Turbo码编码原理120

3.5.2　Turbo码解码原理121

思考题与习题122

第4章　调制技术124

4.1　概述124

4.1.1 移动通信系统对数字调制技术的要求124

4.1.2　数字调制技术的分类124

4.2　数字相位调制125

4.2.1 二进制相移键控（BPSK）调制125

4.2.2　4相相移键控（QPSK）和交错4相相移键控（OQPSK）调制129

4.2.3　π／4-QPSK调制138

4.3　最小频移键控（MSK）和高斯最小频移键控（GMSK）调制143

4.3.1　最小频移键控（MSK）143

4.3.2　高斯最小频移键控（GMSK）150

4.4 正交振幅调制（QAM）155

4.4.1 QAM信号的基本原理155

4.4.2　MQAM信号的产生和解调158

4.4.3　MQAM信号的性能160

4.5 网格编码调制（TCM）161

4.5.1 TCM的基本概念161

4.5.2　TCM信号的产生162

思考题与习题165

第5章　扩频通信167

5.1　扩频通信原理167

5.1.1　扩频通信的基本概念167

5.1.2　扩频通信理论基础169

5.1.3　扩频通信的主要性能指标170

5.1.4　扩频通信的主要特性171

5.2　直接序列扩频系统173

5.2.1　直扩系统的组成与原理173

5.2.2　直扩系统的同步176

5.3　跳频系统181

5.3.1　跳频系统概述181

5.3.2　跳频系统的同步186

5.4　跳时系统189

5.5　混合式扩频系统190

5.5.1　各种扩频方式的比较190

5.5.2　几种混合方式191

5.5.3　混合式扩展频谱系统的应用193

5.6　伪随机（PN）序列195

5.6.1　伪随机序列的特性196

5.6.2　m序列198

5.6.3　Gold序列203

5.6.4 M序列204

5.7　沃尔什（Walsh）码205

5.7.1　哈达马矩阵205

5.7.2　沃尔什码的产生206

思考题与习题208

第6章　分集与均衡技术210

6.1　分集技术的基本原理210

6.1.1　基本概念与分类210

6.1.2　常用的分集与合并技术211

6.2　分集系统的性能216

6.3　Rake接收机218

6.3.1　Rake接收的基本原理218

6.3.2 IS-95中的Rake接收机224

6.4　均衡技术227

6.4.1　均衡原理227

6.4.2　时域均衡器分类230

6.4.3　线性均衡器231

6.4.4　非线性均衡器233

6.4.5　均衡器常用算法235

6.4.6　盲均衡技术238

思考题与习题240

第7章　移动通信组网技术241

7.1　移动通信网的基本概念241

7.1.1　移动通信网的组成241

7.1.2　移动通信系统的组网方式242

7.2　频率的有效利用与多信道共用251

7.2.1　频率的有效利用251

7.2.2　多信道共用252

7.3　多址接入技术257

7.3.1 多址接入技术的基本概念257

7.3.2　频分多址258

7.3.3 时分多址260

7.3.4　码分多址263

7.3.5　空分多址265

7.4　移动通信网的信令与接口267

7.4.1　接入信令267

7.4.2 网络信令269

7.4.3　公共陆地移动通信网的接口272

7.5　移动通信网的连接274

7.5.1　公用陆地移动通信网间的互联274

7.5.2 公用陆地移动通信网与PSTN间的互联275

7.5.3 移动通信网与ISDN的结合277

思考题与习题277

技术篇281

第8章　GSM/GPRS数字蜂窝移动通信系统281

8.1　GSM系统概述281

8.1.1　GSM系统发展过程281

8.1.2　GSM体制的特点282

8.1.3　GSM主要技术参数283

8.1.4　GSM系统结构284

8.1.5　GSM网络结构及功能284

8.1.6　GSM网络主要接口291

8.1.7　GSM系统的帧291

8.1.8　GSM承担业务295

8.1.9　GSM区域与号码299

8.2　GSM的信道303

8.2.1　物理信道与逻辑信道303

8.2.2　信道分类与信道组合304

8.3　GSM的无线数字传输308

8.3.1　语音和信道编码308

8.3.2　调制与解调310

8.3.3　跳频和不连续发射311

8.4　GSM系统的控制与管理312

8.4.1　SIM卡的结构与功能312

8.4.2　鉴权与加密314

8.4.3　呼叫接续317

8.4.4　越区切换与漫游325

8.4.5　计费329

8.5 通用分组无线业务（GPRS）329

8.5.1　概述329

8.5.2　GPRS的网络结构及其功能描述330

8.5.3　GPRS的业务333

8.5.4 GPRS的主要特点335

8.5.5　GPRS的移动性管理和会话管理336

思考题与习题339

第9章　IS-95 CDMA数字蜂窝移动通信系统341

9.1　概述341

9.1.1 CDMA技术的标准化341

9.1.2　IS-95标准简介342

9.1.3　IS-95系统的网络结构343

9.1.4 IS-95 CDMA系统的协议结构343

9.1.5 IS-95 CDMA系统的无线信道345

9.1.6 IS-95 CDMA系统的语音编码347

9.1.7 CDMA系统的特点348

9.2 IS-95 CDMA前向信道348

9.2.1　前向链路信道结构348

9.2.2　前向链路基本处理350

9.2.3　导频信道355

9.2.4　同步信道355

9.2.5　寻呼信道359

9.2.6　前向业务信道363

9.3 IS-95 CDMA反向信道369

9.3.1　反向信道结构369

9.3.2　反向链路基本操作370

9.3.3　反向接入信道377

9.3.4　反向业务信道381

9.4　IS-95 CDMA自动功率控制383

9.4.1　概述383

9.4.2　反向功率控制386

9.4.3　前向功率控制391

9.5 IS-95 CDMA蜂窝系统的控制功能392

9.5.1　登记注册与漫游管理392

9.5.2　越区切换393

9.5.3　呼叫接续396

思考题与习题398

第10章　卫星移动通信400

10.1　卫星通信400

10.1.1　概述400

10.1.2　卫星通信的电波传播特性403

10.1.3　通信卫星404

10.1.4　卫星通信地球站407

10.1.5　卫星通信的信号处理技术409

10.2　卫星移动通信413

10.2.1　概述413

10.2.2　卫星移动通信原理418

10.2.3　低轨卫星移动通信技术419

10.3　典型的商用卫星移动通信系统简介425

10.3.1　铱（Iridium）系统426

10.3.2 全球星（GlobalStar）系统428

思考题与习题432

第11章　第三代移动通信综述433

11.1　概述433

11.1.1　IMT-2000的发展历程433

11.1.2 ITU对IMT-2000系统的总体要求433

11.1.3　IMT-2000系统的基本特征435

11.1.4　IMT-2000系统的主要特点438

11.1.5　IMT-2000系统提供的业务439

11.2　3G标准化进程及其演化策略440

11.2.1　标准化组织440

11.2.2　标准化现状441

11.2.3　3G三种主流技术标准比较446

思考题与习题447

第12章　WCDMA系统448

12.1 概述448

12.2 WCDMA的网络结构449

12.2.1 WCDMA的基本结构449

12.2.2 UTRAN的接口452

12.2.3 WCDMA空中接口457

12.3　信道结构462

12.3.1　传输信道462

12.3.2　传输信道物理信道464

12.3.3　传输信道到物理信道的映射470

12.4　信道编码和复用471

12.4.1　传输信道编码／复用流程472

12.4.2　信道编码473

12.5　扩频与调制475

12.5.1　上行信道的扩频与调制475

12.5.2　下行信道的扩频与调制479

12.6 功率控制481

12.6.1　上行信道的功率控制481

12.6.2　下行信道的功率控制483

12.7　切换484

12.7.1 WCDMA的切换分类485

12.7.2 WCDMA系统的硬切换485

12.7.3 WCDMA系统的软切换487

12.7.4 WCDMA系统的软切换参数设置489

12.8 WCDMA的高速下行分组接入技术——HSDPA490

12.8.1 HSDPA基本原理491

12.8.2 HSDPA的关键技术492

12.8.3 HSDPA物理层结构495

12.8.4 HSDPA的协议结构498

思考题与习题500

第13章　cdma2000系统501

13.1 概述501

13.1.1 cdma2000 1x简介502

13.1.2　主要技术特点与承载业务502

13.1.3　cdma2000网络结构504

13.1.4　cdma2000协议结构505

13.2　前向链路物理信道507

13.2.1　前向链路物理信道组成507

13.2.2　前向链路的差错控制技术510

13.2.3　前向链路中的扩频码514

13.2.4　前向链路发射分集516

13.2.5　前向链路信道结构517

13.2.6　前向链路扩频调制527

13.3　反向链路物理信道530

13.3.1　反向链路物理信道组成530

13.3.2　反向链路的差错控制532

13.3.3　反向链路中的扩频码532

13.3.4　反向链路信道结构533

13.3.5　反向链路信道扩频调制537

13.4　功率控制与系统切换538

13.4.1　功率控制技术538

13.4.2　系统切换540

13.5　cdma2000 1x EV-DV技术原理541

13.5.1 概述541

13.5.2　cdma2000 Rev.C主要特征543

13.5.3　cdma2000 Rev.D主要特征545

思考题与习题549

第14章　TD-SCDMA系统551

14.1 概述551

14.2 TD-SCDMA系统的网络结构与接口554

14.3 TD-SCDMA系统空中接口信道554

14.3.1　概述554

14.3.2　传输信道555

14.3.3　物理信道556

14.3.4　传输信道对物理信道的映射关系563

14.4 TD-SCDMA系统编码与复用564

14.4.1　编码与复用结构564

14.4.2　信道编码与复用过程564

14.4.3 不同传输信道到一个CCTrCH的复用及一个CCTrCH对物理信道的映射566

14.4.4　物理层控制信息的编码567

14.4.5　业务复用568

14.5 TD-SCDMA系统扩频与调制570

14.5.1 概述570

14.5.2　数据调制571

14.5.3　扩频调制572

14.5.4 同步码575

14.6 TD-SCDMA系统功率控制技术576

14.6.1 概述576

14.6.2　功率控制方法577

14.7 TD-SCDMA系统的关键技术580

14.7.1　上行同步技术580

14.7.2　动态信道分配技术581

14.7.3　接力切换技术586

思考题与习题590

第15章 第三代移动通信中的关键技术591

15.1　软件无线电591

15.1.1　软件无线电的发展概况591

15.1.2　软件无线电理论基础595

15.1.3　软件无线电的结构600

15.1.4　软件无线电的关键技术603

15.2　智能天线606

15.2.1　智能天线原理606

15.2.2　智能天线自适应波束成型算法609

15.2.3　智能天线来波方向估计613

15.2.4 智能天线在TD-SCDMA系统中的应用619

15.3　多用户检测620

15.3.1 多用户检测的基本概念620

15.3.2　多用户信号检测技术622

15.3.3　联合检测与智能天线的结合629

思考题与习题631

第16章　第四代移动通信技术633

16.1　第四代移动通信的展望633

16.2　多载波传输技术637

16.2.1　概述637

16.2.2 正交频分多路复用（OFDM）638

16.2.3　几种典型的多载波调制方式645

16.3　多入多出（MIMO）技术648

16.3.1　概述648

16.3.2　MIMO系统信号模型及系统容量649

16.3.3 MIMO系统中的分集与复用653

16.3.4　分层空时编码654

16.3.5 网格空时编码（STTC）657

16.3.6　分组空时编码659

16.4 MIMO-OFDM技术663

16.4.1 概述663

16.4.2 几种MIMO-OFDM系统简介664

16.4.3 MIMO-OFDM中的关键技术668

思考题与习题671

参考文献672