第1章 绪论 1
1.1 移动通信概述 1
1.1.1 移动通信的基本概念 1
1.1.2 移动通信的发展 1
1.1.3 移动通信的工作模式 2
1.1.4 移动通信系统的组成 3
1.1.5 移动通信的组网技术 4
1.1.6 蜂窝移动通信的基本概念 4
1.2 GSM和GPRS系统简介 5
1.2.1 GSM概述 5
1.2.2 GSM系统的组成 7
1.2.3 GSM网络结构 8
1.2.4 GSM网络接口 8
1.2.5 编号 10
1.2.6 多址技术 11
1.2.7 GSM频率配置 13
1.2.8 GSM系统安全 15
1.2.9 通用分组无线业务 16
1.3 CDMA IS-95简介 19
1.3.1 CDMA方式 19
1.3.2 IS-95 CDMA通信原理 20
1.3.3 CDMA系统的网络结构 21
1.4 第三代移动通信系统 21
1.4.1 3G的历程及特征 21
1.4.2 3G的主要技术体制 23
1.4.3 3G的三大标准对比分析 26
1.4.4 IMT-2000频谱的划分 29
第2章 WCDMA无线网络技术 31
2.1 WCDMA无线接入网 31
2.1.1 IMT-2000无线接入网 31
2.1.2 UMTS的系统结构 33
2.1.3 UTRAN的体系结构 35
2.1.4 Iub接口 36
2.1.5 Iur接口 38
2.1.6 Iu接口 39
2.2 WCDMA物理层 41
2.2.1 概述 41
2.2.2 WCDMA物理层参数 42
2.2.3 传输信道 42
2.2.4 物理信道 43
2.2.5 调制 45
2.2.6 扩频 46
2.2.7 扰码 49
2.2.8 WCDMA物理信道的扩频与加扰过程 50
2.2.9 RAKE接收机和多用户接收机 52
2.2.10 空时码 54
2.2.11 信道编码和复用 55
2.2.12 物理层信令 58
2.2.13 物理层的相关进程 61
2.3 WCDMA无线接口协议 62
2.3.1 Uu接口协议 62
2.3.2 物理层协议 63
2.3.3 数据链路层协议 63
2.3.4 网络层协议 69
2.4 WCDMA的演进与发展 72
2.4.1 R99版本 72
2.4.2 R4版本 72
2.4.3 R5版本 73
2.4.4 R6版本 73
2.4.5 R7版本 74
2.5 小结 74
第3章 CDMA2000 1x无线网络技术 75
3.1 概述 75
3.1.1 CDMA2000 1x的网络体系结构 76
3.1.2 CDMA2000 1x的系统结构与接口 77
3.1.3 CDMA2000 1x的频道设置和信道结构 79
3.1.4 CDMA2000 1x系统的特点 80
3.2 CDMA2000 1x的发展 81
3.2.1 CDMA2000 1xEV-DO 81
3.2.2 CDMA2000 1xEV-DV 82
3.2.3 CDMA2000 3x 83
3.2.4 CDMA2000 1x网络演进 84
3.3 CDMA2000 1x的关键技术 86
3.3.1 前向快速功率控制技术 86
3.3.2 前向快速寻呼信道技术 87
3.3.3 前向链路发射分集技术 88
3.3.4 反向导频技术 88
3.3.5 连续的反向空中接口波形 89
3.3.6 Turbo码技术 89
3.3.7 灵活的帧长 90
3.3.8 增强的媒体接入控制功能 90
3.4 CDMA2000 1x的物理层技术 90
3.4.1 CDMA2000系统的物理信道 90
3.4.2 调制技术 97
3.4.3 解调技术 99
3.4.4 分集技术 99
3.4.5 信道编译码技术 100
3.4.6 自适应调制和编码技术 105
第4章 TD-SCDMA无线网络技术 107
4.1 概述 107
4.2 TD-SCDMA系统的网络结构 108
4.2.1 TD-SCDMA系统的网络结构简介 108
4.2.2 UMTS陆地无线接入网 109
4.2.3 用户设备 110
4.2.4 核心网 110
4.3 TD-SCDMA系统的网络接口 111
4.3.1 Uu接口 111
4.3.2 Iu接口 111
4.3.3 Iub接口 111
4.3.4 Iur接口 112
4.4 TD-SCDMA系统的空中接口协议 113
4.4.1 空中接口结构 113
4.4.2 信道 114
4.5 TD-SCDMA系统的物理层协议 115
4.5.1 无线传输帧结构 116
4.5.2 传输信道编码与复用 117
4.5.3 调制 120
4.5.4 扩频 120
4.5.5 加扰 121
4.5.6 脉冲成形 121
4.5.7 基本物理层过程 122
4.6 TD-SCDMA系统的数据链路层协议 124
4.6.1 MAC子层协议 124
4.6.2 RLC子层协议 125
4.6.3 PDCP子层协议 125
4.6.4 BMC子层协议 126
4.7 TD-SCDMA系统的网络层协议 126
4.8 TD-SCDMA的技术特点 128
4.8.1 TDD模式 128
4.8.2 TDMA/CDMA混合多址方式 129
4.8.3 智能天线 129
4.8.4 联合检测 130
4.8.5 上行多用户同步 132
4.8.6 软件无线电技术 132
第5章 HSDPA技术 133
5.1 概述 133
5.2 HSDPA的关键技术 134
5.2.1 自适应调制编码 134
5.2.2 混合自动重传请求 136
5.2.3 快速小区切换 139
5.2.4 分组调度算法 140
5.3 HSDPA的物理层技术 141
5.3.1 HSDPA物理层的工作过程 141
5.3.2 高速下行共享信道 142
5.3.3 高速物理下行链路共享信道 144
5.3.4 高速共享控制信道 146
5.3.5 高速专用物理控制信道 146
5.4 HSDPA的MAC子层技术 147
5.4.1 UE侧的HS-DSCH MAC结构 148
5.4.2 UTRAN侧的HS-DSCH MAC结构 150
5.5 HSDPA对Iub/Iur接口的影响 152
5.5.1 Uu/Iub/Iur接口消息过程 154
5.5.2 对Iub接口整体的影响 155
5.5.3 对Iur接口整体的影响 156
5.5.4 对Iub/Iur接口控制平面协议的影响 156
5.5.5 对Iub接口用户平面协议的影响 158
5.6 HSDPA的TDD模式 158
5.6.1 TDD模式物理层描述 159
5.6.2 TDD模式的相关信令流程 160
第6章 IMS技术 162
6.1 概述 162
6.2 IMS的系统架构 163
6.2.1 IMS的相关实体 163
6.2.2 IMS参考点 166
6.3 IMS的信令协议 167
6.3.1 SIP 167
6.3.2 IMS中的SIP扩展 169
6.4 IMS的会话流程 172
6.4.1 CSCF相关过程 172
6.4.2 应用层注册 172
6.4.3 注销 174
6.4.4 IP多媒体会话流程 175
6.4.5 S-CSCF间的交互流程 175
6.4.6 呼叫发起 176
6.4.7 呼叫终结 176
6.4.8 会话释放 176
6.4.9 会话保持与恢复流程 176
6.4.10 匿名会话的建立 177
6.4.11 编码和媒体特征流的协商流程 177
6.4.12 提供或阻止身份标识的流程 177
6.4.13 移动用户终止未注册的IMS公共用户标识的流程 178
6.5 IMS的认证、鉴权、计费 178
6.5.1 Diameter协议 179
6.5.2 Cx接口与Dx接口的Diameter应用 181
6.5.3 Sh接口的Diameter应用 184
6.6 IMS的计费 187
6.6.1 IMS计费原理 187
6.6.2 IMS离线计费原理 187
6.6.3 IMS在线计费原理 188
6.7 IMS的安全 189
6.7.1 IMS的安全体系 189
6.7.2 IMS的安全特性 191
6.7.3 IMS的安全机制 192
6.7.4 建立安全联盟 194
6.7.5 ISIM 197
6.8 IMS的策略控制 198
6.8.1 COPS 198
6.8.2 Go接口 199
6.8.3 策略控制过程 200
6.9 IMS的QoS 203
6.9.1 IMS会话的QoS要求 203
6.9.2 IMS信令的QoS要求 204
6.10 IMS的业务模型 204
6.11 IMS与其他网络的互通 207
6.12 基于IMS的固定／移动网络融合 209
第7章 MIMO关键技术 212
7.1 概述 212
7.2 MIMO系统的特点 214
7.3 MIMO系统的性能度量 215
7.4 MIMO的信道模型 215
7.4.1 基本的无线信道 216
7.4.2 MIMO无线信道 218
7.5 空时编码 222
7.5.1 分层空时码 222
7.5.2 空时格码 224
7.5.3 空时分组码 226
7.5.4 盲空时码 227
7.6 MIMO系统的信道估计 227
7.7 MIMO系统均衡 228
7.7.1 均衡原理 229
7.7.2 MIMO信道均衡的目标 229
7.7.3 MIMO信道均衡的评价标准 230
7.7.4 MIMO均衡技术的分类 230
7.7.5 自适应均衡算法 230
7.7.6 MIMO盲均衡 231
7.7.7 MIMO系统的频域均衡 231
7.8 空时多用户检测 232
7.8.1 多用户检测 232
7.8.2 最优多用户检测 232
7.8.3 线性多用户检测 233
7.8.4 干扰抵消多用户检测 233
7.8.5 盲多用户检测 233
7.9 MIMO-OFDM 234
7.10 MIMO系统的天线设计 236
7.10.1 MIMO多天线分集技术 236
7.10.2 多天线特性对MIMO信道性能的影响 238
7.10.3 MIMO天线的设计 239
7.11 MIMO技术的应用 241
7.11.1 MIMO技术在WCDMA中的应用 241
7.11.2 MIMO技术在CDMA2000中的应用 242
7.11.3 MIMO技术在TD-SCDMA中的应用 245
7.11.4 MIMO技术在HSDPA中的应用 246
第8章 智能天线技术 247
8.1 概述 247
8.2 智能天线的分类 247
8.2.1 空间分集接收 248
8.2.2 波束切换天线 248
8.2.3 自适应天线阵列 249
8.3 智能天线的基本结构 249
8.4 智能天线的工作原理 251
8.5 智能天线的关键技术 251
8.5.1 智能化接收技术 252
8.5.2 智能化发射技术 252
8.5.3 动态信道分配技术 252
8.6 智能天线的空时信道模型 253
8.7 自适应波束形成算法 255
8.7.1 自适应波束形成准则 255
8.7.2 非盲波束形成算法 256
8.7.3 盲波束形成算法 257
8.7.4 半盲波束形成算法 258
8.8 波达方向估计算法 258
8.8.1 基本原理 259
8.8.2 经典波束形成器法 260
8.8.3 最大似然法 261
8.8.4 DOA估计的子空间法 261
8.8.5 DOA估计的综合法 261
8.9 智能天线与3G系统 261
8.9.1 智能天线的基本用途 261
8.9.2 智能天线在3G系统中的实现原理 262
8.9.3 TD-SCDMA中的智能天线技术 263
8.9.4 WCDMA和CDMA2000中的智能天线技术 267
8.9.5 智能天线与B3G/4G移动通信 269
8.9.6 智能天线技术对3G系统性能的改善 270
8.10 基于软件无线电的智能天线技术 272
8.10.1 基于软件无线电结构的智能天线的组成 273
8.10.2 智能天线与软件无线电的结合 273
8.10.3 使用智能天线的软件无线电基站 276
第9章 OFDM关键技术 278
9.1 OFDM概述 278
9.2 OFDM的系统模型 278
9.3 OFDM系统的特点 281
9.3.1 OFDM系统的优点 281
9.3.2 OFDM系统的缺点 281
9.3.3 OFDM的频谱特点 282
9.4 OFDM的同步技术 283
9.4.1 OFDM同步的基本原理 284
9.4.2 同步算法 285
9.4.3 时间同步和频率同步 287
9.4.4 OFDM同步方案 287
9.5 OFDM中的信道估计 288
9.5.1 概述 288
9.5.2 导频插入间隔以及导频图样 288
9.5.3 信道估计算法 289
9.6 OFDM峰均功率比 292
9.6.1 峰值功率 292
9.6.2 限幅和峰值加窗技术 293
9.6.3 压扩变换 294
9.6.4 加扰码减小PAR的方法 295
9.7 自适应技术 295
9.7.1 自适应技术的理论基础 295
9.7.2 自适应技术的实现 296
9.7.3 影响自适应调制OFDM系统性能的几个因素 297
9.8 多载波CDMA 299
9.8.1 MC-CDMA 299
9.8.2 MC-DS-CDMA 302
9.8.3 MT-CDMA 302
9.9 OFDM系统与CDMA系统的比较 303
第10章 软件无线电技术 305
10.1 概述 305
10.2 软件无线电的关键技术 307
10.3 软件无线电的体系结构 308
10.4 软件无线电的理论基础 309
10.4.1 信号采样理论 309
10.4.2 采样率变换原理 311
10.4.3 高效数字滤波器 311
10.5 信号的数字生成 312
10.5.1 基带成形滤波 312
10.5.2 频率合成技术 312
10.6 高速数据转换器 313
10.6.1 软件无线电系统分类 313
10.6.2 D/A转换原理 315
10.6.3 A/D转换原理 316
10.6.4 数据转换器技术指标 319
10.6.5 超高速数据采集系统 319
10.7 射频及模拟前端 319
10.7.1 无线收发系统的主要技术指标 320
10.7.2 混频器设计 322
10.7.3 小信号低噪声放大器 322
10.7.4 自动增益控制环路 322
10.7.5 抗混叠滤波 323
10.7.6 高频功率放大器 324
10.8 数字信号处理硬件平台 325
10.8.1 DSP 326
10.8.2 现场可编程门阵列 327
10.8.3 选择ASIC、FPGA或DSP的原则 328
10.9 软件无线电技术在3G/4G中的应用 329
第11章 3G终端与业务 331
11.1 3G终端概述 331
11.2 3G终端的硬件技术 331
11.2.1 3G终端的硬件结构 331
11.2.2 3G终端的功能模块 332
11.3 3G移动终端设备的软件技术 332
11.3.1 嵌入式Linux操作系统 333
11.3.2 Symbian操作系统 336
11.3.3 Windows Mobile操作系统 339
11.3.4 J2ME 341
11.3.5 BREW 346
11.4 3G业务概述 350
11.4.1 2G业务 352
11.4.2 3G业务 362
11.4.3 虚拟归属环境 368
第12章 WiMAX核心技术 371
12.1 概述 371
12.1.1 IEEE 802.16工作组 372
12.1.2 WiMAX论坛 373
12.1.3 WiMAX的发展与演进 373
12.2 WiMAX的技术特点与优势 375
12.2.1 WiMAX的技术特点 375
12.2.2 WiMAX MAC层的特性 376
12.2.3 WiMAX物理层的特性 376
12.2.4 WiMAX的优势 377
12.3 WiMAX的系统架构 377
12.3.1 WiMAX中的频带使用 377
12.3.2 WiMAX的参考模型 378
12.3.3 WiMAX网络 380
12.4 WiMAX MAC层 382
12.4.1 面向业务的会聚子层 382
12.4.2 公共部分子层 383
12.4.3 安全子层 383
12.5 WiMAX的物理层 384
12.5.1 WirelessMAN-SC 385
12.5.2 WirelessMAN-SCa 386
12.5.3 WirelessMAN-OFDMA 386
12.5.4 WirelessHUMAN 387
12.6 WiMAX中的HARQ 387
12.7 MAC层的QoS保证机制 389
12.7.1 服务流 389
12.7.2 动态服务流管理 391
12.7.3 调度服务 392
12.7.4 带宽分配与请求机制 393
12.7.5 冲突解决算法 396
12.8 WiMAX与其他接入技术的比较 396
12.8.1 WiMAX与Wi-Fi的比较 396
12.8.2 WiMAX与DSL的比较 398
12.8.3 WiMAX与Cable Modem的比较 398
12.8.4 WiMAX与3G的比较 399
12.8.5 WiMAX与HSDPA的比较 400
12.9 WiMAX的应用 401
12.9.1 WiMAX应用的解决方案 401
12.9.2 WiMAX的组网方案 403
第13章 3GPP LTE 405
13.1 LTE概念的提出 405
13.2 LTE的主要目标 405
13.3 LTE的发展时间表 406
13.4 LTE的进展情况 407
13.5 3GPP LTE前景展望 411
参考文献 412