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第1章 绪论1

1.1移动通信的主要特点1

1.2移动通信的发展1

1.3移动通信的发展趋势与展望4

1.4关于本书的内容与安排6

本章小结7

第2章 无线传播与移动信道8

2.1移动信道的特点8

2.1.1移动通信信道的3个主要特点8

2.1.2移动通信信道中的电磁波传播8

2.1.3接收信号中的3类损耗与4种效应9

2.2 3类主要快衰落10

2.2.1空间选择性衰落10

2.2.2频率选择性衰落11

2.2.3时间选择性衰落11

2.2.4实际移动通信中3类选择性衰落产生的条件12

2.3传播类型与信道模型的定量分析13

2.3.1传播损耗的初步定量分析13

2.3.2大范围的传播衰耗的定量分析13

2.3.3中、小范围的传播损耗的定量分析17

2.3.4移动通信中的几种主要噪声与干扰21

2.4无线信道模型22

2.4.1均匀分布随机数22

2.4.2 AWGN信道23

2.4.3单径衰落信道24

2.4.4多径衰落信道26

2.4.5 MIMO信道27

本章小结31

习题31

第3章 多址技术33

3.1多址技术的基本概念33

3.2移动通信中的典型多址接入方式36

3.2.1 FDMA36

3.2.2 TDMA37

3.2.3 CDMA38

3.2.4 OFDMA39

3.3码分多址CDMA中的地址码40

3.3.1地址码分类与设计要求40

3.3.2信道地址码41

3.3.3用户地址码44

3.3.4基站地址码47

3.4伪随机序列和扩频码的理论基础与分析50

3.4.1伪随机序列的主要性质50

3.4.2扩频序列的相关特性53

本章小结57

习题57

第4章 信源编码与数据压缩59

4.1语音压缩编码59

4.1.1引言59

4.1.2数字通信中的语音编码60

4.2移动通信中的语音编码62

4.2.1 GSM系统的RPE-LTP声码器原理62

4.2.2 IS-96系统的QCELP声码器63

4.2.3 CDMA2000系统的EVRC声码器63

4.2.4 WCDMA系统中的AMR声码器64

4.3图像压缩编码64

4.3.1图像编码标准简介65

4.3.2静止图像压缩标准JPEG65

4.3.3准活动图像视频压缩标准H.26X67

4.3.4活动图像视频压缩标准MPEG68

4.3.5第二代视频压缩编码标准70

4.4我国音视频标准74

4.4.1 DRA数字音频标准74

4.4.2 AVS数字视频标准75

本章小结76

习题76

第5章 移动信息安全78

5.1概述78

5.1.1移动通信的安全需求78

5.1.2移动安全体系结构78

5.2保密学的基本原理80

5.2.1引言80

5.2.2广义保密系统的物理、数学模型80

5.2.3序列密码81

5.2.4分组密码82

5.2.5公开密钥密码85

5.2.6认证系统86

5.3 GSM系统的鉴权与加密88

5.3.1防止未授权非法用户接入的鉴权（认证）技术88

5.3.2防止空中接口窃听的加解密技术89

5.3.3临时移动用户身份码TMSI更新技术90

5.3.4防止非法或过期设备接入的用户识别寄存器（EIR）90

5.3.5 GSM安全性能分析91

5.4 IS-95系统的鉴权与加密91

5.4.1鉴权认证技术92

5.4.2加密技术94

5.5 3G系统的信息安全95

5.5.1 WCDMA系统的鉴权与加密96

5.5.2 CDMA2000系统的鉴权与加密99

5.6 B3G与4G系统的信息安全101

5.6.1 LTE系统的信息安全101

5.6.2 WLAN系统安全缺陷106

5.6.3 WiMax系统的鉴权与加密106

本章小结107

习题107

第6章 调制理论110

6.1移动通信系统的物理模型110

6.1.1理想加性白色高斯（AWGN）信道C1111

6.1.2慢衰落信道C2111

6.1.3快衰落信道C3，C4，C5与C6111

6.1.4传输可靠性与抗衰落、抗干扰性能112

6.2调制/解调的基本功能与要求113

6.2.1调制/解调的基本功能113

6.2.2数字式调制/解调的分类114

6.2.3基本调制方法原理及性能简要分析115

6.3 MSK /GMSK调制116

6.3.1为什么采用GMSK调制116

6.3.2 MSK信号形式117

6.3.3 MSK调制器结构117

6.3.4 MSK信号的特点118

6.3.5 MSK解调器结构118

6.3.6 MSK与GMSK信号的功率谱密度119

6.3.7 MSK与GMSK误码（比特）公式120

6.3.8 GMSK调制的小结120

6.4π/4-DQPSK调制121

6.4.1π/4-DQPSK差分检测121

6.4.2π/4-DQPSK Viterbi检测122

6.5 3π/8-8PSK调制123

6.5.1 8PSK调制123

6.5.2 3π/8-8PSK调制124

6.6用于CDMA的调制方式126

6.6.1直扩系统（DS-SS）中BPSK调制127

6.6.2平衡四相扩频调制128

6.6.3复四相扩频调制（CQPSK）129

6.6.4控制峰平比——OQPSK与CQPSK调制131

6.7 MQAM调制133

6.7.1信号模型133

6.7.2差错性能133

本章小结135

习题136

第7章 信道编码137

7.1信道编码的基本概念137

7.1.1信道编码的定义137

7.1.2信道编码的分类137

7.1.3几种最典型的信道编码137

7.2线性分组码138

7.2.1线性分组码138

7.2.2循环码140

7.2.3检错码141

7.3卷积码142

7.3.1基本概念142

7.3.2编码器的结构142

7.3.3卷积码的描述142

7.3.4维特比（Viterbi）译码147

7.4级联码149

7.4.1基本概念149

7.4.2级联码的标准与性能150

7.5 Turbo码151

7.5.1 Turbo码的编码原理151

7.5.2 Turbo码的译码器结构151

7.5.3 Turbo码的主要特性152

7.6交织编码153

7.6.1交织编码的基本原理153

7.6.2分组（块）交织器的基本性质154

7.7 ARQ与HARQ简介154

7.7.1 ARQ引入原因155

7.7.2 ARQ的分类155

7.7.3 HARQ基本原理157

7.8信道编码理论上的潜在能力与最大编码增益157

7.9 GSM系统的信道编码160

7.9.1 GSM的信道编码方案161

7.9.2全速率语音信道TCH/FS的信道编码162

7.10 IS-95系统中的信道编码163

7.10.1检错CRC163

7.10.2前向纠错码（FEC）164

7.10.3交织编码164

7.11 CDMA2000系统的信道编码167

7.11.1检错CRC168

7.11.2前向纠错码FEC168

7.11.3交织编码171

7.12 WCDMA系统的信道编码172

7.12.1信道编码/复用流程172

7.12.2 WCDMA中的信道检错、纠错编码173

7.12.3 WCDMA中不同业务数据的编码／复用过程175

7.13本章注记176

本章小结177

习题178

第8章 分集与均衡180

8.1分集技术的基本原理180

8.1.1基本概念与分类180

8.1.2典型的分集与合并技术181

8.2 Rake接收与多径分集184

8.2.1 Rake接收的基本原理184

8.2.2 IS-95中Rake接收机的工程实现185

8.2.3 WCDMA系统中Rake接收机原理188

8.3多径衰落信道中的均衡技术190

8.3.1时域均衡器的分类191

8.3.2横向滤波器192

8.3.3均衡器的算法193

8.3.4判决反馈均衡器DFE195

8.3.5 Tomlinson-Harashima预编码（THP）196

8.3.6频域均衡196

8.4增强技术与应用199

8.4.1 GSM/EDGE增强接收技术199

8.4.2 WCDMA增强接收技术200

本章小结202

习题202

第9章 多用户检测技术205

9.1多用户检测的基本原理205

9.2最优多用户检测技术205

9.2.1同步最优多用户检测206

9.2.2异步最优多用户检测207

9.3线性多用户检测技术212

9.3.1解相关检测器213

9.3.2 MMSE检测器213

9.3.3多项式展开（PE）检测器214

9.3.4基于训练序列的自适应多用户检测器215

9.3.5盲自适应多用户检测器217

9.4干扰抵消多用户检测器217

9.4.1串行干扰抵消（SIC）检测器217

9.4.2并行干扰抵消（PIC）检测器218

9.4.3迫零判决反馈（ZF-DF）检测器219

本章小结220

习题220

第10章 OFDM技术223

10.1 OFDM基本原理223

10.1.1 OFDM信号的生成224

10.1.2保护时间和循环前缀225

10.1.3加窗技术227

10.1.4 OFDM系统设计229

10.2 OFDM中的信道估计230

10.2.1信道估计模型231

10.2.2导频图样233

10.2.3数据辅助算法234

10.2.4判决指导算法238

10.2.5 MIMO-OFDM信道估计238

10.3 OFDM中的同步技术239

10.3.1频率同步误差的影响239

10.3.2时间同步误差的影响240

10.3.3 OFDM同步算法分类241

10.3.4常用OFDM同步算法242

10.4峰平比（PAPR）抑制243

10.4.1概述243

10.4.2 PAPR抑制算法243

10.4.3算法性能比较247

本章小结248

习题249

第11章 MIMO空时处理技术252

11.1多天线信息论简介253

11.1.1 MIMO系统信号模型253

11.1.2 MIMO系统的信道容量推导254

11.1.3随机信道响应的MIMO系统容量257

11.2空时块编码（STBC）259

11.3分层空时码263

11.3.1分层空时码（LST）的分类与结构263

11.3.2 VLST的接收——迫零算法264

11.3.3 VLST的接收——QR算法265

11.3.4 VLST的接收——MMSE算法267

11.4空时格码（STTC）268

11.4.1 STTC信号模型268

11.4.2 STTC编码器结构269

11.4.3 STTC编码设计准则271

11.4.4 STTC编码的性能273

11.5空时预编码273

11.5.1线性预编码274

11.5.2非线性预编码277

11.5.3多用户预编码279

11.6 MIMO技术在宽带移动通信系统中的应用280

11.6.1发送分集分类280

11.6.2发送分集在WCDMA系统中的应用281

11.6.3发送分集在CDMA2000系统中的应用282

11.6.4 MIMO技术在LTE系统中的应用284

本章小结287

习题288

第12章 链路自适应技术292

12.1引言292

12.1.1自适应传输的必要性292

12.1.2克服慢时变与传输信道差异性的主要措施293

12.2功率控制原理294

12.2.1引入功率控制的必要性294

12.2.2功率控制准则294

12.2.3功率控制的分类与方法295

12.3功率控制在移动通信系统中的应用296

12.3.1 IS-95系统中的功率控制296

12.3.2 CDMA2000中的功率控制298

12.3.3 WCDMA中的功率控制300

12.4无线资源的最优分配303

12.4.1注水定理303

12.4.2多载波信道下的最优功率分配305

12.4.3多天线信道下的最优功率分配305

12.4.4多用户分集306

12.5速率自适应308

12.5.1速率自适应在2G/2.5G移动通信系统中的应用309

12.5.2速率自适应的典型实例——HDR309

12.5.3 WCDMA中增强型技术——高速下行分组接入HSDPA313

12.6 OFDM链路自适应314

12.6.1自适应编码调制314

12.6.2 HARQ316

12.6.3比特与功率分配316

本章小结318

习题318

第13章 B3G与4G移动通信系统319

13.1标准化进程319

13.1.1概述319

13.1.2 3GPP标准演进320

13.1.3 3GPP2标准演进323

13.1.4 WiMax标准演进325

13.2 HSPA系统328

13.2.1 WCDMA概述328

13.2.2 HSDPA331

13.2.3 HSUPA336

13.2.4 MBMS342

13.2.5 HSPA+343

13.3 EV-DO系统345

13.3.1 IS-95与CDMA2000简介345

13.3.2 EV DO Rel 0346

13.3.3 EV DO Rev A348

13.3.4 EV DO Rev B349

13.3.5 UMB350

13.4 LTE系统350

13.4.1 LTE概述350

13.4.2下行链路359

13.4.3上行链路366

13.4.4物理层处理371

13.4.5 LTE-Advanced375

13.5 WiMax系统377

13.5.1系统特征377

13.5.2帧结构378

13.5.3关键技术379

13.5.4 802.16m系统381

13.6 IMT-Advanced系统382

13.6.1系统总体特征382

13.6.2最小系统要求383

本章小结385

习题385

第14章 TDD移动通信系统388

14.1 TDD原理388

14.1.1技术特点388

14.1.2信道互易389

14.1.3信道非对称390

14.1.4同步发送390

14.1.5系统干扰391

14.2 TD-SCDMA392

14.2.1概述392

14.2.2物理层技术393

14.2.3网络层的主要特色398

14.3 UTRA TDD401

14.3.1概述401

14.3.2系统参数402

14.3.3 TDD制式比较403

14.3.4 TDD与FDD系统比较403

14.4 TD-HSPA404

14.4.1概述404

14.4.2 TD-HSDPA404

14.4.3 TD-HSUPA404

14.4.4 TD-HSPA+405

14.4.5 TD-HSPA与FDD HSPA比较405

本章小结406

习题406

第15章 移动网络的结构与组成408

15.1移动网络的概念与特点408

15.1.1引言408

15.1.2信令与协议409

15.1.3路由与交换413

15.1.4蜂窝式网络结构414

15.1.5移动通信的服务质量（QoS）416

15.2从GSM网络到GSM/GPRS网络416

15.2.1 GSM网络结构416

15.2.2 GSM/GPRS网络422

15.3第三代（3G）移动通信与3GPP网络428

15.3.1 WCDMA的网络结构428

15.3.2从第二代（2G）网络向第三代（3G）网络的平滑过渡与演进432

15.4 IS-95到CDMA2000438

15.4.1系统网络结构438

15.4.2 CDMA2000中的分组数据业务与移动IP441

15.4.3 CDMA2000 1X EV-DO的网络协议445

15.5 B3G与4G移动网络447

15.5.1 E-UTRAN接入网447

15.5.2 EPC核心网络449

15.5.3移动WiMax网络452

15.5.4网络互操作（Interworking）454

本章小结458

习题458

第16章 移动网络运行460

16.1移动通信中的业务类型460

16.1.1 2G中的GSM业务460

16.1.2 2.5G中的GPRS业务461

16.1.3 WCDMA的业务462

16.2呼叫建立与接续465

16.2.1呼叫建立与接续的基本原理465

16.2.2 GSM系统的呼叫建立与接续465

16.2.3 IS-95/CDMA2000系统的呼叫与接续467

16.3移动性管理469

16.3.1位置登记470

16.3.2越区切换473

16.4无线资源管理482

16.4.1资源管理的基本概念482

16.4.2无线资源管理483

16.4.3无线资源管理的几种主要方法与算法484

16.5跨层优化496

16.5.1协作平面497

16.5.2跨层接口499

16.5.3通信机制与优化方法500

本章小结503

习题503