移动终端系统设计PDF电子书下载

第1章 概述 1

1.1远程通信 1

1.2无线远程通信系统介绍 13

1.2.1电磁载波方式的无线通信历史 13

1.2.2天线的概念 14

1.2.3无线发射机和接收机的基本模块 16

1.2.4通信协议的必要性 18

1.3无线通信系统发展 19

1.3.1支持低移动性的无线手机介绍 20

1.3.2蜂窝式移动通信介绍 20

1.3.3移动手机介绍 21

本章参考文献 27

第2章 移动通信系统的问题分析 29

2.1无线信道介绍 29

2.2无线信道信号传输的影响 31

2.2.1反射 31

2.2.2衍射 31

2.2.3散射 32

2.3信号衰减和路径损耗 32

2.4链路预算分析 34

2.5多径效应 35

2.6延时扩展 36

2.7多普勒扩展 38

2.8衰落 40

2.8.1大尺度衰落 40

2.8.2小尺度衰落 40

2.8.3平坦衰落 42

2.8.4频率选择性衰落 42

2.8.5快衰落 42

2.8.6慢衰落 42

2.9信号衰落统计 43

2.9.1赖斯分布 44

2.9.2瑞利分布 44

2.9.3对数正态分布 45

2.10干扰 45

2.10.1符号间干扰 45

2.10.2同道干扰 45

2.10.3邻道干扰 46

2.11噪声 46

2.11.1双端口电路的噪声 46

2.11.2热噪声 47

2.11.3白噪声 47

2.11.4闪烁噪声 48

2.11.5相位噪声 48

2.11.6突发噪声 48

2.11.7散粒噪声 49

2.11.8雪崩噪声 49

2.11.9噪声系数（NF ） 49

本章参考文献 50

第3章 手机的基带设计 51

3.1概述 51

3.2分集技术 51

3.2.1时间分集 52

3.2.2频率分集 55

3.2.3空间分集 55

3.3信道估计和均衡 55

3.3.1信道特性的研究-信道估计 55

3.3.2均衡 58

3.3.3均衡器的实现 59

3.3.4信号模型 60

3.3.5均衡器的类型 61

3.4不同干扰抑制技术 65

3.4.1 跳频 65

3.4.2不连续发送（DTX） 65

3.4.3小区扇形化 65

3.4.4自适应多速率（AMR ）编解码器的应用 66

3.4.5 MIMO 66

3.5信道编码 68

3.5.1分组码 69

3.5.2卷积码 71

3.5.3 Turbo码 85

3.6自动重复请求（ARQ）和增量冗余 86

3.7交织 86

3.8调制 87

3.8.1模拟调制 88

3.8.2数字调制 89

3.9比特率、波特率和符号速率 95

3.10带内信令 96

本章参考文献 96

第4章 移动RF收、发射机的设计方案 99

4.1 RF收、发射机的概述 99

4.2混频器的实现 102

4.3接收机前端架构 103

4.3.1射频下变频技术 103

4.3.2零差接收机 107

4.3.3低中频接收机 113

4.3.4宽带中频接收机 115

4.4 RF接收机性能评估参数 117

4.5发射机前端架构 118

4.5.1功率受限和带宽受限的数字通信系统设计问题 118

4.5.2调制和放大器非线性的折中分析 121

4.6发射机架构设计 122

4.6.1非线性发射机 122

4.6.2线性发射机 122

4.6.3非线性和线性发射机的通用架构 123

4.6.4极化发射机 124

4.7发射机性能测量 126

本章参考文献 127

第5章 移动电话信道多址接入技术 129

5.1多址接入技术介绍 129

5.1.1时分复用 129

5.1.2频分复用 130

5.2双工技术 133

5.2.1频分双工（FDD） 133

5.2.2时分双工（TDD） 133

5.3频谱效率 133

5.4码分多址 133

5.4.1扩频 134

5.4.2数学概念 135

5.4.3相关 136

5.4.4自相关 136

5.4.5互相关 136

5.4.6正交性 136

5.4.7实现 137

5.4.8使用CDMA的多址技术 139

5.4.9 CDMA的商业化 140

5.4.10扩频序列的产生 142

5.4.11处理增益 142

5.4.12扩频处理的分类 143

5.5正交频分复用多址（OFDMA） 148

5.5.1正交的重要性 149

5.5.2 OFDM的数学表达 152

5.5.3从数学理论到实际实现 153

5.5.4傅里叶变换的数字 实现 153

5.5.5 OFDM历史 154

5.5.6 OFDM传输机制的主要优点 154

5.5.7 OFDM技术的不足 155

本章参考文献 155

第6章GSM系统（2G）概述 157

6.1简介 157

6.2 GSM历史 157

6.3 GSM网络架构概述 158

6.3.1移动台（MS） 159

6.3.2基站子系统（BSS） 159

6.3.3网络子系统（NSS） 160

6.3.4运营和维护子系统（OMSS） 161

6.4 PLMN和网络运营商 161

6.4.1 GSM网络实体层级 161

6.4.2 GSM网络区域 163

6.4.3 GSM PLMN的目标 163

6.4.4 PLMN 164

6.5 GSM移动性和漫游 164

6.6 GSM PLMN业务 165

6.7 GSM接口 165

6.7.1无线接口（MS至BTS） 165

6.7.2 Abis接口（BTS至BSC） 165

6.7.3 A接口（BSC至） 166

6.8 GSM用户和设备识别码 166

6.8.1国际移动设备识别码（IMEI ） 166

6.8.2国际移动用户识别码（IMSI） 167

6.8.3临时国际移动用户识别码（TMSI ）（译者注，原文为TIMSI， GSM规范中检查不到） 167

6.8.4移动用户ISDN序列号（MS-ISDN） 167

6.8.5移动台漫游号码（MSRN） 168

6.8.6位置区域识别码（LAI） 168

6.8.7本地移动用户识别码（LMSI） 168

6.8.8小区识别码（CI） 169

6.8.9基站识别码（BSIC） 169

6.8.10 MSC和位置寄存器的识别 169

6.8.11 PIN和PUK 169

本章参考文献 169

第7章GSM基带模块的设计：从话音到射频电波 171

7.1简介 171

7.2 GSM逻辑信道 174

7.2.1业务信道 174

7.2.2信令信道 175

7.2.3小区广播信道 178

7.3 GSM物理信道 178

7.4 GSM的突发脉冲 179

7.5脉冲RF输出谱 183

7.6信道分配 186

7.7 GSM帧结构 188

7.8逻辑信道到物理帧结构的组合映射 189

7.8.1 TCH、SACCH到TDMA帧的映射 190

7.8.2 SDCCH到TDMA帧的映射 191

7.8.3广播和公共信道到TDMA帧的映射 192

7.9逻辑信道发送和接收过程的物理层处理 195

7.9.1业务信道发送过程（从语音到无线电波） 195

7.9.2 TCH上的用户数据传输 200

7.9.3信令信道传输过程 201

7.10 GSM无线调制解调器发射机和接收机模块的设计 207

本章参考文献 208

第8章GSM手机软件设计 211

8.1 GSM手机软件介绍 211

8.2操作系统软件 212

8.2.1 Symbian 212

8.2.2 RT- Linux 213

8.2.3 Palm 213

8.3设备驱动软件 214

8.4 GSM系统协议软件 214

8.4.1 GSM手机协议栈 215

8.4.2空中接口（Um）协议 216

8.4.3 Abis接口 220

8.4.4 A接口 221

8.5语音和多媒体应用软件 222

8.5.1语音声码器 222

8.5.2音频声码器 229

8.5.3图像 230

8.5.4视频 231

本章参考文献 232

第9章GSM手机的操作和进程 235

9.1手机开机之后的初始化过程 235

9.1.1小区选择 235

9.1.2同步 237

9.1.3手机首次实现捕获的流程图 238

9.2空闲模式 239

9.2.1寻呼和非连续接收（DRX） 239

9.2.2小区重选 240

9.2.3 PLMN选择 240

9.3位置更新 241

9.4安全进程 242

9.4.1 PIN码保护 242

9.4.2匿名机制 243

9.4.3鉴权 243

9.4.4加密和解密 245

9.4.5 GSM安全性的不足 246

9.5接入模式 246

9.5.1移动台作为主叫的通话建立（MO）过程 246

9.5.2手机作为被叫的通话建立过程的信道配合 248

9.6切换 250

9.6.1切换过程 251

9.6.2切换过程示例 253

9.7无线资源控制过程 256

9.8移动性管理进程 256

9.9呼叫路由 257

9.10功率控制 257

9.11非连续发送和接收 258

9.12跳频 258

本章参考文献 259

第10章GSM手机的解析 261

10.1 GSM手机的介绍 261

10.2 GSM手机的功能模块 262

10.3移动手机的硬件框图 264

10.4 GSM发送和接收模块 265

10.5天线 268

10.5.1天线参数 268

10.5.2常规手机天线 270

10.6模数转换（ADC）模块 272

10.7自动增益控制模块 273

10.8自动频率纠正模块 274

10.8.1模拟VC-TCXO 275

10.8.2数字控制晶体振荡器——DCXO 275

10.8.3 GSM手机的典型AFC的实现 276

10.9扬声器 277

10.10麦克风（MIC ） 277

10.11用户识别模块（SIM） 279

10.12应用进程单元 280

10.13相机 281

10.14 LCD显示屏 281

10.15键盘 282

10.16连接设备 283

10.16.1蓝牙 283

10.16.2 USB 284

10.17电池 286

10.17.1干电池 286

10.17.2可充电电池 286

10.17.3电池充电电路 287

10.17.4睡眠模式 288

10.18时钟机制 288

10.19提示信号的产生 288

10.20存储器 289

10.20.1只读存储器（ROM） 289

10.20.2 Flash存储器 289

10.20.3随机存取存储器 （RAM） 291

10.21 GSM接收机性能 292

10.21.1灵敏度和噪声系数要求 293

10.21.2参考千扰电平 293

10.21.3发送频率的指标要求 293

本章参考文献 294

第11章GPRS和EDGE网络 295

11.1简介 295

11.2系统架构 295

11.3业务 296

11.4会话管理、移动性管理以及路由选择 298

11.5 GPRS的协议体系结构 300

11.5.1传输平面 300

11.5.2信令平面 302

11.6空中接口——物理层 303

11.6.1物理信道 304

11.6.2逻辑信道 304

11.6.3信道分配 305

11.7分组数据跨层传输 308

11.8信道编码和打孔 311

11.9小区重选 312

11.10无线电环境监测 313

11.11多信道类型 313

11.12双传输模式（DTM） 315

11.13 EDGE（增强型数据速率GSM演进技术）概述 316

11.13.1物理层 316

11.13.2链路自适应 319

11.13.3 RLC层 320

11.13.4数据传输 322

11.13.5媒介接入控制（MAC） 322

11.13.6支持EDGE对空中接口和设备的影响 323

11.14 GERAN（GSM/GPRS/EDGE无线接入网）的最新进展 324

11.14.1 EDGE的演进 324

11.14.2自适应多用户正交子信道提供的语音业务（VAMOS） 324

本章参考文献 332

第12章UMTS系统（3G）综述 333

12.1简介 333

12.2 3G网络的演进 334

12.2.1同步和异步网络 336

12.2.2 UMTS网络架构 337

12.3 UTRAN架构 337

12.3.1无线网络控制器（RNC） 338

12.3.2 Node B 339

12.3.3用户设备（UE ） 339

12.4 UMTS系统中不同的接口 339

12.5支持的数据速率 340

12.6业务需求和频谱 340

12.7小区结构 342

12.8 UTRAN功能描述 342

12.8.1整体系统接入控制 342

12.8.2安全性和隐私 343

12.8.3切换 343

12.8.4无线资源管理和控制 343

12.9 Iub的功能划分 345

本章参考文献 345

第13章UMTS无线调制解调器设计：从语音到射频波 347

13.1简介 347

13.2频带 348

13.3无线链路帧结构 349

13.4信道结构 350

13.4.1逻辑信道 350

13.4.2传输信道 351

13.4.3物理信道 354

13.5扩频、加扰和调制 355

13.5.1下行链路（DL）扩频和调制 356

13.5.2上行链路扩频和调制 359

13.6上行链路物理信道 360

13.6.1专用上行物理信道 360

13.6.2公共上行物理信道 362

13.7下行链路物理信道 366

13.7.1专用下行物理信道 366

13.7.2公共下行物理信道 368

13.8物理信道的定时关系 374

13.9发射机特性 374

13.10各种情况下的信道利用 375

13.11压缩模式 376

本章参考文献 377

第14章UMTS终端的软件及操作 379

14.1 UMTS协议架构介绍 379

14.2协议架构 381

14.3 UE协议架构 381

14.3.1物理层 382

14.3.2媒体接入控制（MAC） 382

14.3.3无线链路控制（RLC） 384

14.3.4无线资源控制（RRC） 386

14.3.5分组数据会聚协议（PDCP） 388

14.3.6呼叫控制（CC） 388

14.3.7移动性管理（MM ） 388

14.3.8会话管理（ SM） 389

14.3.9通用用户识别模块（USIM）接口 389

14.3.10人机界面（MMI） 389

14.3.11互通单元（IWU） 390

14.4 UE内的进程 390

14.4.1空闲模式下的进程 390

14.4.2 UTRAN选择和重选 390

14.4.3小区选择和重选 391

14.4.4位置注册 391

14.4.5连接模式下的进程 391

14.5连接模式下的移动管理进程 392

14.6连接模式下的其他进程 392

14.7安全进程 393

14.7.1 UMTS安全性概述 393

14.7.2完整性保护 397

14.7.3加密 398

14.7.4 UMTS安全性方面的缺陷 400

14.8测量进程 400

14.9切换进程 401

14.10小区更新 404

14.11高速下行链路分组接入（HSDPA） 405

14.12高速上行链路分组接入（HSUPA） 408

14.13 IP多媒体系统（IMS） 408

本章参考文献 410

第15章UMTS手机解析 411

15.1简介 411

15.2手机系统架构 411

15.3 UE硬件架构和构件 413

15.3.1 RF前端架构 414

15.3.2基带架构 414

15.4多速率用户数据传输 418

15.5 UE系统过程的实现 420

15.5.1小区搜索进程 422

15.5.2功率控制 424

15.6 UMTS L1工作状态机的设计 426

本章参考文献 428

第16章 下一代手机 429

16 1简介 429

16.1.1现有无线技术（1G、2G和3G）的局限性 429

16.1.2 4G无线技术的需求 430

16.1.3 4G的演进 430

16.2 3GPP LTE 431

16.3 LTE系统设计 432

16.3.1 RF 432

16.3.2物理层/基带 432

16.3.3协议架构 437

16.3.4主要LTE进程 437

16.4 IEEE 802.16系统 438

16.4.1 IEEE 802.16架构概述 439

16.4.2业务类别 445

16.4.3移动性支持 445

16.4.4功率控制 445

16.5 4G移动系统 447

16.6 4G移动系统设计和研究领域内的关键挑战 447

16.7认知无线电 449

16.7.1系统概述 450

16.7.2系统架构 450

16.7.3关键挑战和研究领域 451

本章参考文献 452

第17章 手机系统设计中的竞争优势 455

17.1简介 455

17.2手机系统设计的关键挑战 455

17.3系统设计目标 455

17.4协议架构设计优化 456

17.5硬件/软件分割 459

17.6系统性能 460

17.6.1 CPU选择 461

17.6.2存储器选择 461

17.6.3操作系统选择 462

17.6.4掉电模式 462

17.6.5自适应时钟/电压机制 463

17.6.6算法选择 463

17.6.7 MIPS需求 463

17.7适应性 463

17.7.1与不同物理层实现方案的适配 464

17.7.2与不同应用的适配 464

17.7.3与不同操作系统的适配 464

17.7.4与不同空中接口标准的适配 465

17.8验证，确认和测试 465

17.9产品化 466

本章参考文献 466