前 言
目前，移动通信是通信领域发展最快的通信技术之一，近些年来人们在继续关注第三代蜂窝移动通信系统发展的同时，已将第四代蜂窝移动通信系统投入商用，人们正在从4G商用网络的应用中得到无线宽带业务带来的高速、高质量的享受。与此同时3GPP IMT-Advanced的标准化也已经取得了巨大进展，并且已有部分的网络投入商用，相信在不久的将来LTE-Advanced就会得到迅猛发展。另外，5G也正在从理论探讨和系统仿真评估阶段逐步走向制定标准的阶段。
随着移动通信技术的发展，越来越多的年轻学子和广大的工程技术人员渴望学习和了解移动通信的基本原理和新技术。为了满足高等学校电子信息类专业学生和移动通信领域广大工程技术人员的需要，我们编写了此教材。编写此教材的宗旨是：以基础理论、基本技术为基础；以实际移动通信应用系统为重点，力图全面准确地介绍蜂窝移动通信系统基础理论和系统，并且尽量选取较新的资料和作者的一些研究成果，为读者了解移动通信的发展以及新技术和方法提供帮助。另外在对移动通信原理和技术进行介绍时，避免过多的数学分析和表述，而尽量用图表和文字进行论述。
本书共9章，各章主要内容包括：
第1章，介绍了移动通信的发展，简单给出了移动通信系统的特点和应用系统。
第2章，较全面地介绍移动通信的无线传播环境和传播预测模型。这部分内容是移动通信的基础，也是移动通信系统设计的关键因素。
第3章，介绍移动通信中的信源编码和调制解调技术，尽管这些技术在通信工程等专业的先修课程中已有所介绍，不过这里将依据移动通信的特点和要求，重点介绍移动通信系统中所采用的调制解调技术。
第4章，介绍移动通信系统中的各种抗衰落和抗干扰技术、链路自适应技术，以及多天线传输技术，以期为后面介绍移动应用系统提供必要的理论基础。
第5章，从移动通信网的角度，介绍网络的组成基础和结构。
第6章，系统介绍GSM系统的业务、网络组成、信道结构，以及呼叫处理和移动性管理等技术。以GSM系统为例，使读者较全面地了解一个实际系统的运作过程。另外，还简单介绍了GSM的增强技术GPRS和EDGE系统的概念。
第 7 章，对3G技术基础进行介绍，包括3G技术的三大标准的基本概念，以及CDMA2000 (主要是CDMA2000 1X)，WCDMA和TDD-SCDMA等。
第8章，介绍3GPP LTE基本技术，以及第四代移动通信系统的增强技术。
第9章，介绍目前5G移动通信系统的发展状况、研究成果和未来发展趋势。
本书第1, 2, 6章由啜钢编写，第4, 5, 7, 8章由高伟东编写，第3章由孙卓编写，第9章由刘倩编写。
由于作者才疏学浅，书中难免会出现一些错误和不妥之处，敬请批评指正。
作者联系方式：gaoweidong@bupt.edu.cn
编著者
第1章 概述 1
1．1 移动通信发展简述 1
1．2 移动通信的特点和应用系统 5
1．2．1 移动通信的特点 5
1．2．2 移动通信的应用系统 6
第2章 移动通信电波传播与传播预测模型 8
2．1 电波传播的基本特性及其研究方法 8
2．1．1 电波传播的基本特性 8
2．1．2 电波传播特性的研究方法 9
2．2 自由空间的电波传播 10
2．3 3种基本电波传播机制 11
2．3．1 反射与多径信号 11
2．3．2 绕射 12
2．3．3 散射 13
2．4 阴影衰落的基本特性 14
2．5 多径传播模型 14
2．5．1 多径衰落的基本特性 14
2．5．2 多普勒频移 15
2．5．3 多径信道的信道模型 15
2．5．4 多径信道的主要描述参数 17
2．5．5 多径信道的统计分析 22
2．5．6 多径衰落信道的分类 25
2．5．7 衰落特性的特征量 26
2．6 电波传播损耗预测模型 27
2．6．1 室外传播模型 27
2．6．2 室内传播模型 29
2．7 中继协同信道 30
2．7．1 再生中继信道简介 30
2．7．2 透明中继信道简介 33
第3章 调制技术 38
3．1 概述 38
3．2 最小移频键控 39
3．2．1 相位连续的2FSK 39
3．2．2 MSK信号的相位路径、频率及功率谱 41
3．3 高斯最小移频键控 42
3．3．1 高斯滤波器的传输特性 43
3．3．2 GMSK信号的波形和相位路径 44
3．3．3 GMSK信号的调制与解调 45
3．3．4 GMSK功率谱 47
3．4 QPSK调制 48
3．4．1 二相调制 48
3．4．2 四相调制 48
3．4．3 偏移QPSK――OQPSK 50
3．4．4 ?/4-QPSK 51
3．5 正交频分复用 54
3．5．1 概述 54
3．5．2 正交频分复用的原理 54
3．5．3 正交频分复用的DFT实现 56
3．5．4 OFDM的应用 57
3．6 高阶调制 58
3．6．1 数字调制的信号空间原理 58
3．6．2 M进制数字调制及高阶调制 59
3．6．3 高阶调制在3G及4G中的应用 65
第4章 抗衰落技术 67
4．1 概述 67
4．2 分集技术 68
4．2．1 宏观分集 68
4．2．2 微观分集 69
4．2．3 分集的合并方式及性能 70
4．2．4 性能比较 75
4．2．5 分集对数字移动通信误码的影响 76
4．3 信道编码 77
4．3．1 概述 77
4．3．2 分组码 77
4．3．3 卷积码 79
4．3．4 Turbo码 85
4．4 均衡技术 88
4．4．1 基本原理 88
4．4．2 非线性均衡器 91
4．4．3 自适应均衡器 94
4．5 扩频通信 96
4．5．1 伪噪声序列 96
4．5．2 扩频通信原理 99
4．5．3 抗多径干扰和RAKE接收机 103
4．5．4 跳频扩频通信系统 105
4．6 无线通信中的多天线技术 108
4．6．1 多天线系统模型 108
4．6．2 多天线系统容量分析 110
4．6．3 空间复用技术 111
4．6．4 发射分集与空时编码 112
第5章 蜂窝组网技术 118
5．1 移动通信网的基本概念 118
5．2 频率复用和蜂窝小区 119
5．3 多址接入技术 122
5．4 码分多址关键技术 126
5．4．1 扩频技术 126
5．4．2 地址码技术 131
5．4．3 扩频码的同步 134
5．5 蜂窝移动通信系统的容量分析 137
5．6 切换和位置更新 140
5．6．1 切换技术 140
5．6．2 位置更新 143
5．7 无线资源管理技术原理 144
5．7．1 概述 144
5．7．2 接纳控制 145
5．7．3 动态信道分配 146
5．7．4 负载控制 147
5．7．5 分组调度 148
5．8 移动通信网络结构 150
第6章 GSM及其增强移动通信系统 155
6．1 GSM系统的业务及其特征 155
6．2 GSM系统的结构 157
6．3 GSM系统的信道 158
6．3．1 物理信道与逻辑信道 158
6．3．2 物理信道与逻辑信道的配置 162
6．3．3 突发脉冲 165
6．3．4 帧偏离、定时提前量与半速率信道 166
6．4 GSM的无线数字传输 167
6．4．1 GSM系统无线信道的衰落特性 167
6．4．2 GSM系统中的抗衰落技术 168
6．4．3 GSM系统中的语音编码与处理 171
6．4．4 GSM系统中的语音处理的一般过程 171
6．5 GSM的信令协议 172
6．5．1 GSM信令系统概述 172
6．5．2 GSM系统的协议模型 176
6．5．3 GSM无线信令接口的三层协议 178
6．6 接续和移动性管理 179
6．6．1 概述 179
6．6．2 位置更新 180
6．6．3 呼叫建立过程 182
6．6．4 越区切换与漫游 187
6．6．5 GSM安全措施 189
6．6．6 计费 191
6．7 通用分组无线业务 191
6．7．1 GPRS业务概述 191
6．7．2 GPRS的网络结构及其功能描述 192
6．7．3 GPRS的移动性管理和会话管理 196
6．7．4 GPRS的空中接口 198
6．8 增强型数据速率GSM演进技术 199
第7章 第三代移动通信系统及其增强技术 204
7．1 3G概述 204
7．2 IS-95A与CDMA2000 1X标准介绍 206
7．2．1 CDMA2000 1X标准特色 206
7．2．2 CDMA系统中的功率控制 207
7．2．3 CDMA软切换 212
7．2．4 CDMA2000 1X下行链路 216
7．2．5 CDMA2000 1X上行链路 222
7．2．6 CDMA2000 1X EV-DO介绍 225
7．3 WCDMA标准介绍 226
7．3．1 WCDMA标准特色 226
7．3．2 WCDMA下行链路 227
7．3．3 WCDMA上行链路 231
7．3．4 HSDPA/HSUPA概述 232
7．4 TD-SCDMA标准介绍 234
7．4．1 TD-SCDMA标准特色 234
7．4．2 TD-SCDMA物理信道 235
7．4．3 TD-SCDMA系统支持的信道编码方式 236
7．4．4 TD-SCDMA的调制、扩频及加扰方式 237
第8章 LTE移动通信系统 239
8．1 LTE系统 239
8．1．1 LTE网络架构及网元 239
8．1．2 LTE协议体系 240
8．2 LTE通信过程 243
8．2．1 小区搜索 243
8．2．2 系统信息获取 247
8．2．3 随机接入 250
8．2．4 小区选择和重选 252
8．2．5 切换 255
8．3 LTE-Advanced增强技术 259
8．3．1 载波聚合技术 259
8．3．2 中继技术 261
8．3．2 CoMP技术 263
8．3．3 eICIC技术 264
第9章 第五代移动通信系统技术发展 268
9．1 5G发展状况 268
9．1．1 5G发展概述 268
9．1．2 国际标准化组织积极推进5G标准制定 268
9．1．3 世界主要各国的5G研究动态 269
9．2 5G概述 269
9．2．1 5G的概念 269
9．2．2 5G的应用场景 270
9．2．3 5G的能力指标 270
9．3 5G的关键技术 271
9．3．1 5G新型网络架构 271
9．3．2 5G关键网络技术 273
9．3．3 5G关键无线技术 277
9．4 5G面临的挑战和未来技术趋势 285
9．4．1 5G挑战 285
9．4．2 5G未来技术发展方向 287
附录A 矩阵分解 289
附录B 话务量和呼损率 291
习题 292
附录C 英文缩略语英汉对照表 293
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