大話移動通信（第2版）

本書是暢銷書《大話移動通信》的全新升級版，是一本通俗易懂的移動通信技術讀物。作者力求用通俗、幽默、風趣的語言，從身邊的通信講起，歷數古代通信到現代通信的發展歷程及從最基礎、最通用的通信理論與技術到1G、2G、3G、4G通信系統所特有的技術特點。

基本介紹

• 書名：大話移動通信（第2版）
• 作者：張海君、鄭偉、李傑
• ISBN：9787302391579
• 定價：49.8元
• 出版社：清華大學出版社
• 裝幀：平裝

內容簡介

本書是暢銷書《大話移動通信》的全新升級版，是一本通俗易懂的移動通信技術讀物。作者力求用通俗、幽默、風趣的語言，從身邊的通信講起，歷數古代通信到現代通信的發展歷程及從最基礎、最通用的通信理論與技術到1G、2G、3G、4G通信系統所特有的技術特點。本書用白話風格的語言和生活中的例子，將移動通信的知識娓娓道來。為了增強內容的可讀性，書中穿插了多幅專門為本書繪製的漫畫，並提供了大量的原理圖。閱讀完本書，您會發現原來移動通信技術也可以很白話，很生活，很幽默，很好玩……

本書共12章，分3篇。第1篇介紹了移動通信的前世今生、移動通信要用到的基礎理論、基本技術、信息安全與無線資源管理技術等。第2篇介紹了從第一代移動通信技術到第四代移動通信技術的網路架構、關鍵技術、空中接口、基本呼叫與信令流程等技術的演進過程。第3篇介紹了移動通信的標準化，還介紹了移動通信中的網路規劃及最佳化的基礎知識與套用。

本書提供了一種全新的閱讀體驗，將艱深複雜的通信理論進行了通俗的解讀，適用於移動開發人員、通信專業的學生、基站建設人員、基站服務人員、移動通信研究人員等閱讀。對於那些沒有任何通信理論基礎的非專業人員，也可以在本書的引領下了解很多與我們生活密不可分的移動通信知識。希望本書能讓您在一種愉悅的心境下對移動通信有一個立體而直觀的認識，並能快速掌握移動通信的基礎理論與基本技術，特別是對3G和超LTE、4G的相關知識有一個初步的認識和整體的概念。

前言

移動通信也可以很白話，很生活，很幽默，很好玩……

從移動通信的理論基礎到關鍵技術，從1G到4G的技術演進，一場移動通信的饕餮盛宴，期待您的品嘗!

創作背景

移動通信技術作為當今社會信息化革命的先鋒，已經成為最受矚目的通信技術。近年來，移動通信技術的發展十分迅猛，各種新技術、新標準的問世，讓人眼花繚亂，目不暇接。3G網路已經普及，4G網路已經開始商用。

目前圖書市場上移動通信類的專業書籍有不少，無論是講基本技術原理的、信令流程的、協定解讀的、系統架構的，還是講授核心網、空中接口的，都可以說是琳琅滿目，其中不乏讓人拍案叫絕的經典與精品書籍。但是，這些書籍大多數學術性比較強，過於專業和晦澀艱深的語言風格讓初學移動通信的讀者望而卻步。真正從讀者的角度，用簡單、通俗易懂的語言講述移動通信技術的書籍還是寥寥無幾，十分罕見。僅有的一兩本或是站在通信行業管理者和市場行銷人員的角度簡單介紹具體的套用，對移動通信技術的介紹篇幅很少，而且對初學者的關注不夠;或是僅僅講述GSM系統，對於3G知識涉及的篇幅極少，對於B3G和4G技術更是沒有提及。

本書旨在給讀者提供一本通俗易懂、風趣幽默，涵蓋移動通信的基本原理和關鍵技術，以及從第一代移動通信到第四代移動通信的技術演進過程的科學普及讀物。

本書力圖用通俗、幽默、風趣的語言，給讀者提供一種全新的閱讀體驗，將艱深複雜的移動通信知識進行通俗的解讀。書中以白話的方式結合日常生活中的常見例子進行講解，還穿插了多幅專門為本書繪製的漫畫，並提供了大量的通信原理圖，讓讀者對移動通信的基本原理和關鍵技術及從第一代移動通信到第四代移動通信技術有一個全面的了解;尤其是對採用CDMA的3G系統和基於OFDM、MIMO技術的超3.9G(LTE)系統，乃至4G(LTE-A)系統的技術原理和典型商用系統或未來極可能商用的系統，有一個立體而直觀的整體認識。

關於本書第2版

本書第1版出版後以其幽默、風趣、通俗易懂的風格得到了廣大讀者的好評。但是隨著移動通信技術的發展，尤其隨著4G技術的商用與普及，本書第1版已經不能適應讀者的實際需求，迫切需要對最新的移動通信技術進行介紹，也需要對一些過時和落伍的內容進行調整，所以我們對本書第1版進了全新改版。相比第1版，第2版圖書在內容上的變化主要體現在以下幾個方面：

(1)對4G的發展進程進行了更為詳細的介紹;

(2)對4G的兩種不同制式FDD-LTE與TDD-LTE進行了對比;

(3)對4G技術目前存在的缺陷進行了分析，並對4G物理信道做了更詳細的介紹;

(4)增加了4G核心網和eNodeB的功能介紹，還對4G小區搜尋過程進行了解析;

(5)完善了4G通信中關鍵技術的介紹;

(6)修訂了第1版中的一些疏漏和部分過時的協定規定，以及4G在國內發放牌照的時間，並將一些表達不準確的地方表述得更為準確。

本書內容與寫作特色

1.行文通俗、幽默、風趣，拒絕晦澀深奧

本書大量採用了通俗幽默的語言，講述複雜而深奧的移動通信原理與技術，儘量避免晦澀的說教。文中的語言充滿了筆者的一些人生體驗與經歷，讓讀者有一種身臨其境的 感覺。

2.類比形象、直觀，做到簡單易懂

本書中絕大多數能用類比的技術原理，都用生活中的實例來類比講述，使讀者學習起來直觀、通俗、簡單易懂。

3.繪製多幅漫畫，提供大量原理圖，做到圖文並茂，形象直觀，生動有趣

為了增強內容的可讀性，本書穿插了多幅專門為本書繪製的漫畫，非常生動有趣。另外，對於每一個知識點，本書提供了大量的原理圖，做到了以文字與圖畫相結合的方式講解，使讀者更加直觀而又深入地理解技術的基本原理。

4.內容有取有舍，做到重點突出

本書重點介紹移動通信中常用的原理與技術，而對於不常用的技術不予介紹。對於多址技術、抗干擾技術、信息安全、無線資源管理等技術予以重點關注。

5.涉及的技術全面，講解鞭辟入裡

本書涉及的技術面很廣，不但對移動通信的前世今生做了回顧，更是從移動通信的基本理論與基本原理一直講到常用的GSM、IS-95的2G、3G和時下很火爆的3.9G(LTE)和前途不可限量的4G(LTE-A)等技術。

6.跟蹤技術前沿，做技術的弄潮兒

本書中3G與4G的內容占有大量篇幅，讀者通過學習LTE、LTE-Advanced可以了解當今世界最先進、最前沿的移動通信技術，也可以了解移動通信標準的制定過程。

本書內容介紹

第1篇 大話移動通信基礎知識(第1～5章)

本篇主要介紹通信發展的前世今生及移動通信要用到的基礎理論、基本原理與關鍵技術。主要內容如下：

第1章介紹通信的目的、通信的基本形式、最古老的官方通信——快馬+驛站、最古老的軍事通信——烽火台的狼煙、中國古代民間通信、近現代通信知識等。

第2章介紹信號與系統、機率論與隨機過程、模擬通信系統、數字通信系統、移動通信中的三大損耗、移動通信的四種效應。

第3章介紹多址技術、調製、信源編碼、信道編碼、分集與均衡等移動通信的基礎 知識。

第4章介紹移動通信中的2G、3G、4G中的信息安全協定與架構。

第5章介紹移動通信中的無線資源管理技術，如無線資源分配、接納控制、分組調度、功率控制、移動性管理、位置管理、負載均衡等。

第2篇 大哥大、2G、3G、4G各領風騷(第6～10章)

本篇主要介紹從第一代移動通信技術到第四代移動通信技術的網路架構、關鍵技術、空中接口、基本呼叫與信令流程等技術的演進過程。主要內容如下：

第6章從整體上介紹第一代移動通信系統採用的基本技術，如模擬話音技術、多址接入技術等，然後分析了大哥大的商用情況與技術上的不足。

第7章重點講解第二代移動通信系統，包括GSM的基本技術與特點、網路架構與接口、GSM的信道、GSM的呼叫流程、IS-95的技術特點、軟容量與軟切換、IS-95的功率控制、IS-95的呼叫流程等。

第8章介紹第三代移動通信系統(3G)的相關知識。首先介紹GSM的演進——WCDMA，包括WCDMA的主要技術參數、網路架構與接口、關鍵技術、信令流程等;然後介紹IS-95的演進——CDMA2000，包括CDMA2000的主要技術參數、網路架構、信令流程;最後介紹中國人提出的移動通信標準——TD-SCDMA，包括TD-SCDMA的信道與幀結構、接力切換、智慧型天線等。

第9章介紹3.9G時代的LTE技術參數、正交頻分復用、多輸入多輸出、LTE層的關鍵技術與扁平化的網路架構。

第10章介紹LTE-Advanced的需求、載波聚合、CoMP、自組織網路、家庭基站、移增強型MIMO與中繼等第四代移動通信(4G)的核心技術。

第3篇 移動通信的標準化、網路規劃與最佳化(第11、12章)

本篇介紹了移動通信的標準化、移動通信中的網路規劃及最佳化的基礎知識與套用。

第11章介紹了移動通信標準化組織概覽、3GPP的組織架構和工作方法等。

第12章介紹了移動通信網路規劃與最佳化的基本概念與技術。

本書讀者對象

* 移動通信初學者;

* 大中專院校通信專業的學生;

* 移動通信從業人員;

* 移動開發人員;

* 基站建設與服務人員;

* 移動設備服務人員;

* 移動通信愛好者與研究者。

本書作者

本書由張海君、鄭偉和李傑主筆編寫，其他參與編寫的人員有陳曉建、陳振東、程凱、池建、崔久、崔莎、鄧鳳霞、鄧偉傑、董建中、耿璐、韓紅軻、胡超、黃格力、黃縉華、姜曉麗、李學軍、劉娣、劉剛。

感謝父母、家人對我長期的鼓勵，你們默默的支持給了我不竭的動力;感謝各位讀者的支持!感謝胡丹萍女士為本書繪製了大部分插圖!感謝編輯們的精益求精!由於時間倉促及作者學識所限，書中內容難免會有欠妥之處，懇請讀者批評指正。

目錄

第1篇 大話移動通信基礎知識

第1章 移動通信的前世今生 2

1.1 初識通信 2

1.1.1 為何要通信——我們要信息 2

1.1.2 通信的基本形式 7

1.2 古代通信——通信基本靠吼 8

1.2.1 最古老的官方通信——快馬+驛站 8

1.2.2 最古老的軍事通信——烽火台的狼煙 9

1.2.3 中國古代民間通信 11

1.2.4 中外古代其他通信方式 11

1.3 近現代通信 14

1.3.1 電報——人人都是余則成 14

1.3.2 電話——人聲若只是初現 16

1.3.3 移動通信——我的電話我做主 18

1.3.4 光通信——挑戰速度極限 20

1.4 小結 21

第2章 通信基礎理論 22

2.1 信號與系統 22

2.1.1 何為信號?何為系統 22

2.1.2 信號與系統的分類 25

2.1.3 卷積的概念 27

2.1.4 傅立葉級數分析與傅立葉變換 29

2.2 機率論與隨機過程 30

2.2.1 機率論——擲骰子的故事 30

2.2.2 隨機過程——隨機過程不隨機 32

2.2.3 馬爾科夫過程——由愛情呼叫轉移想到的 33

2.2.4 排隊論——人多很擁擠?排隊吧 34

2.3 模擬通信系統 36

2.3.1 初識模擬通信 36

2.3.2 模擬信號的調製 37

2.3.3 模擬系統舉例——童年的收音機 41

2.4 數字通信系統 42

2.4.1 數字模擬大比武——我們喜歡容易控制的技術 42

2.4.2 模擬信號與數位訊號的轉換 43

2.5 移動通信中的三大損耗 50

2.5.1 路徑損耗——俗稱路損 51

2.5.2 慢衰落損耗——俗稱慢衰 53

2.5.3 快衰落損耗——俗稱快衰 53

2.6 移動通信的四大效應 55

2.6.1 陰影效應——陽光不能普照 56

2.6.2 遠近效應——CDMA特有的效應 56

2.6.3 多徑效應——餘音繞樑 57

2.6.4 都卜勒效應——你跑得太快了，我跟不上 58

2.7 小結 58

第3章 移動通信基本技術概述 59

3.1 多址技術 59

3.1.1 多址與復用的糾結 59

3.1.2 寸金難買寸“頻率” 61

3.1.3 FDMA——頻分多址 63

3.1.4 TDMA——時分多址 64

3.1.5 CDMA——碼分多址 66

3.1.6 SDMA——空分多址 68

3.1.7 OFDMA——正交頻分多址 71

3.2 移動通信的調製 73

3.2.1 調製——不僅僅是搬頻譜 73

3.2.2 各種調製解調方式 74

3.3 信源編碼——別廢話，揀主要的說 77

3.3.1 信息熵——你說的話到底有多少信息量 78

3.3.2 信源編碼方式ABC 80

3.4 信道編碼 81

3.4.1 信道編碼的奧秘 81

3.4.2 信道編碼在移動通信系統中的套用 88

3.5 分集與均衡 90

3.5.1 分集——兼聽則明 90

3.5.2 分集技術的分類 91

3.5.3 分集的合併方式 95

3.5.4 均衡——減少符號間的干擾 97

3.5.5 均衡器一覽 98

3.6 小結 99

第4章 鑒權與加密——安全性的考慮 101

4.1 移動通信信息安全初體驗 101

4.1.1 手機竊聽 102

4.1.2 手機盜號 103

4.1.3 簡訊詐欺 104

4.2 牛刀小試——2G中的信息安全 107

4.2.1 GSM的信息安全——潛伏和風聲的故事 107

4.2.2 IS-95的信息安全 116

4.3 登堂入室——3G中的信息安全 117

4.3.1 3G信息安全概覽——保鏢升級 118

4.3.2 WCDMA的信息安全 121

4.3.3 CDMA2000的信息安全 126

4.3.4 TD-SCDMA的信息安全 129

4.3.5 3G的安全漏洞——缺憾美 129

4.4 輕車熟路——B3G與4G的信息安全 131

4.4.1 WiMax的系統安全架構 132

4.4.2 LTE的安全需求 134

4.4.3 LTE中UE與EPS之間的保密流程 136

4.4.4 WiMax的系統安全架構 142

4.4.5 WiMax的PKM協定 143

4.4.6 WiMax的密鑰使用 149

4.4.7 多播廣播密鑰更新算法 151

4.5 小結 153

第5章 無線資源管理——管理無線資源 154

5.1 無線資源分配——資源的稀缺性 155

5.1.1 無線資源分類 156

5.1.2 功率分配——傳說中的注水定理 157

5.2 接納控制——名校招生在行動 160

5.2.1 接納控制初識——錄我還是他 160

5.2.2 接納準則——招生原則 161

5.2.3 怎樣判斷接納控制準則的好壞 163

5.3 分組調度——軍事指揮中的兵力調配 165

5.3.1 分組調度初識——兵力分配的學問 166

5.3.2 調度算法——怎樣分配兵力 166

5.4 功率控制——別吵，我聽不見了 170

5.4.1 功率控制的必要性——為啥俺就這么受歡迎呢 170

5.4.2 功率控制也要講原則 171

5.4.3 功率控制分類——掰指數一數 174

5.5 移動性管理——也談跳槽的藝術 180

5.5.1 切換——看好了你再跳 181

5.5.2 小區重選 192

5.5.3 LTE系統內的移動性管理 192

5.5.4 LTE的測量 196

5.5.5 LTE的隨機接入過程 198

5.5.6 LTE與其他接入網間的移動性管理 199

5.5.7 LTE宏基站與家庭基站間的切換 206

5.6 位置管理——老婆查崗 207

5.6.1 位置管理初識 208

5.6.2 跟蹤區更新 208

5.7 負載均衡——平衡我的負荷 209

5.8 小結 211

第2篇 大哥大、2G、3G、4G各領風騷

第6章 第一代移動通信——大哥大一統江湖 214

6.1 模擬語音風靡江湖 214

6.1.1 大哥大的起源 214

6.1.2 什麼是移動通信 215

6.1.3 模擬技術+頻分多址 216

6.2 “無敵磚頭”的商用情況 218

6.2.1 第一代移動通信的收費模式 218

6.2.2 商用之初 219

6.2.3 我國的商用情況 221

6.3 “大磚頭”的不足之處 222

6.4 小結 223

第7章 2G時代——GSM與IS-95的捉對廝殺 224

7.1 來自歐洲的GSM——成熟商用的典範 224

7.1.1 GSM的基本技術與特點 225

7.1.2 網路架構與接口——GSM的骨架 226

7.1.3 GSM的信道——動脈 229

7.1.4 GSM的呼叫流程——電話是這么打通的 230

7.2 來自北美的後起之秀IS-95 230

7.2.1 IS-95的技術特點 232

7.2.2 軟容量與軟切換——彈性更好 232

7.2.3 IS-95的功率控制 233

7.2.4 IS-95的呼叫流程——電話還可以這么打 233

7.3 小結 234

第8章 3G時代——第三代移動通信之三足鼎立 235

8.1 WCDMA——GSM的演進 235

8.1.1 WCDMA的主要技術參數 236

8.1.2 網路架構與接口——WCDMA的骨架 237

8.1.3 WCDMA的關鍵技術 239

8.1.4 WCDMA的基本信令流程 240

8.2 CDMA2000——IS-95的演進 242

8.2.1 CDMA2000的主要技術參數 242

8.2.2 網路架構——CDMA2000的骨架 243

8.2.3 CDMA2000的基本信令流程 244

8.3 TD-SCDMA——孩子還是自己的好 248

8.3.1 TD-SCDMA——中國人提的移動通信標準 248

8.3.2 網路架構——TD-SCDMA的骨架 249

8.3.3 TD-SCDMA的信道與幀結構 250

8.3.4 接力切換——快速準確的交接棒 251

8.3.5 智慧型天線——指哪打哪的六脈神劍 253

8.4 小結 254

第9章 4G時代——TDD-LTE與FDD-LTE的巔峰對決 255

9.1 是什麼催生了LTE 255

9.1.1 移動網際網路業務的興起把LTE“逼”了出來 256

9.1.2 LTE主要指標和網路構架——“性能優越，結構簡單” 257

9.1.3 OFDM\MIMO技術——LTE全靠“我們” 257

9.2 想用手機就得分清楚TDD-LTE與FDD-LTE 259

9.2.1 TDD-LTE與FDD-LTE的實質區別——“時間與頻率” 259

9.2.2 TD-LTE與FDD-LTE的頻段劃分——“大哥還是大哥” 260

9.2.3 TD-LTE與FDD-LTE的優缺點——“各有千秋” 261

9.3 LTE的天生缺陷 261

9.3.1 啞巴，我說話要靠2G、3G 262

9.3.2 LTE中也有惡魔——“模三干擾” 263

9.3.3 解析TD-LTE先天缺陷的原因 264

9.4 LTE語音的標準——VOLTE 265

9.5 LTE更上一層樓之LTE-Advanced 266

9.5.1 LTE-Advanced的速率簡直無法想像 266

9.5.2 LTE-Advanced的幾個關鍵技術 267

9.6 小結 278

第10章 看透4G——LTE無線網路 280

10.1 組網結構——“精兵簡政” 280

10.1.1 全路由IP的扁平化網路結構——“原來RNC是可以被拆分的” 280

10.1.2 S1接口——校長與老師的溝通方式 281

10.1.3 X2接口——老師之間的交流媒介 284

10.1.4 EPC網元的基本功能——“我是核心網” 286

10.1.5 eNB功能——“我是NodeB升級版” 287

10.2 LTE信道介紹——“兄弟多，功能強” 288

10.2.1 LTE邏輯信道 289

10.2.2 LTE傳輸信道 289

10.2.3 LTE物理信道 290

10.3 LTE幀結構——“TDD的上下行速率分配全靠它” 291

10.3.1 FDD-LTE幀結構 292

10.3.2 TD-LTE幀結構 293

10.3.3 資源柵格 294

10.4 LTE核心技術——“有了它們，我才給力” 295

10.4.1 OFDM技術——一朝天子一朝臣 295

10.4.2 SC-FDMA技術 298

10.4.3 MIMO技術 299

10.5 LTE層1層2關鍵技術——“進一步完善LTE” 301

10.5.1 功率控制 301

10.5.2 干擾抑制——別干擾我說話 302

10.6 LTE小區搜尋過程和隨機接入過程 303

10.6.1 LTE小區搜尋過程 303

10.6.2 LTE隨機接入過程 304

10.7 小結 306

第3篇 移動通信的標準化、網路規劃與最佳化

第11章 移動通信的標準化 308

11.1 標準化組織概覽 308

11.1.1 3GPP初識 308

11.1.2 3GPP2簡介 308

11.1.3 WiMax標準演進 309

11.2 3GPP的組織架構——天地會模式 309

11.2.1 組織架構 310

11.2.2 標準化文檔輸出 311

11.3 工作方法——一份提案的自白 312

11.3.1 工作方法 312

11.3.2 我要提提案 313

11.4 小結 313

第12章 網路規劃與最佳化 314

12.1 規劃與最佳化——為了有更好的通信質量 314

12.1.1 網路規劃入門 314

12.1.2 網路最佳化ABC 315

12.1.3 網規網優的自動化 315

12.2 網路規劃 315

12.2.1 基站間距與天線高度 316

12.2.2 基站選址 317

12.2.3 中繼與家庭基站的部署 318

12.3 網路最佳化——參數的調整 318

12.3.1 移動魯棒性最佳化 318

12.3.2 負載均衡最佳化 319

12.4 小結 320

參考文獻 321

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