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第1篇 大话移动通信基础知识2

第1章 移动通信的前世今生2

1.1 初识通信2

1.1.1 为何要通信——我们要信息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——快马＋驿站8

1.2.2 最古老的军事通信——烽火台的狼烟9

1.2.3 中国古代民间通信11

1.2.4 中外古代其他通信方式11

1.3 近现代通信14

1.3.1 电报——人人都是余则成14

1.3.2 电话——人声若只是初现16

1.3.3 移动通信——我的电话我做主18

1.3.4 光通信——挑战速度极限20

1.4 小结21

第2章 通信基础理论22

2.1 信号与系统22

2.1.1 何为信号？何为系统22

2.1.2 信号与系统的分类25

2.1.3 卷积的概念27

2.1.4 傅里叶级数分析与傅里叶变换29

2.2 概率论与随机过程30

2.2.1 概率论——掷骰子的故事30

2.2.2 随机过程——随机过程不随机32

2.2.3 马尔科夫过程——由爱情呼叫转移想到的33

2.2.4 排队论——人多很拥挤？排队吧34

2.3 模拟通信系统36

2.3.1 初识模拟通信36

2.3.2 模拟信号的调制37

2.3.3 模拟系统举例——童年的收音机41

2.4 数字通信系统42

2.4.1 数字模拟大比武——我们喜欢容易控制的技术42

2.4.2 模拟信号与数字信号的转换43

2.5 移动通信中的三大损耗50

2.5.1 路径损耗——俗称路损51

2.5.2 慢衰落损耗——俗称慢衰53

2.5.3 快衰落损耗——俗称快衰53

2.6 移动通信的四大效应55

2.6.1 阴影效应——阳光不能普照56

2.6.2 远近效应——CDMA特有的效应56

2.6.3 多径效应——余音绕梁57

2.6.4 多普勒效应——你跑得太快了，我跟不上58

2.7 小结58

第3章 移动通信基本技术概述59

3.1 多址技术59

3.1.1 多址与复用的纠结59

3.1.2 寸金难买寸“频率”61

3.1.3 FDMA——频分多址63

3.1.4 TDMA——时分多址64

3.1.5 CDMA——码分多址66

3.1.6 SDMA——空分多址68

3.1.7 OFDMA——正交频分多址71

3.2 移动通信的调制73

3.2.1 调制——不仅仅是搬频谱73

3.2.2 各种调制解调方式74

3.3 信源编码——别废话，拣主要的说77

3.3.1 信息熵——你说的话到底有多少信息量78

3.3.2 信源编码方式ABC80

3.4 信道编码81

3.4.1 信道编码的奥秘81

3.4.2 信道编码在移动通信系统中的应用88

3.5 分集与均衡90

3.5.1 分集——兼听则明90

3.5.2 分集技术的分类91

3.5.3 分集的合并方式95

3.5.4 均衡——减少符号间的干扰97

3.5.5 均衡器一览98

3.6 小结99

第4章 鉴权与加密——安全性的考虑101

4.1 移动通信信息安全初体验101

4.1.1 手机窃听102

4.1.2 手机盗号103

4.1.3 短信诈骗104

4.2 牛刀小试——2G中的信息安全107

4.2.1 GSM的信息安全——潜伏和风声的故事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信息安全概览——保镖升级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 轻车熟路——B3G与4G的信息安全131

4.4.1 WiMax的系统安全架构132

4.4.2 LTE的安全需求134

4.4.3 LTE中UE与EPS之间的保密流程136

4.4.4 WiMax的系统安全架构142

4.4.5 WiMax的PKM协议143

4.4.6 WiMax的密钥使用149

4.4.7 多播广播密钥更新算法151

4.5 小结153

第5章 无线资源管理——管理无线资源154

5.1 无线资源分配——资源的稀缺性155

5.1.1 无线资源分类156

5.1.2 功率分配——传说中的注水定理157

5.2 接纳控制——名校招生在行动160

5.2.1 接纳控制初识——录我还是他160

5.2.2 接纳准则——招生原则161

5.2.3 怎样判断接纳控制准则的好坏163

5.3 分组调度——军事指挥中的兵力调配165

5.3.1 分组调度初识——兵力分配的学问166

5.3.2 调度算法——怎样分配兵力166

5.4 功率控制——别吵，我听不见了170

5.4.1 功率控制的必要性——为啥俺就这么受欢迎呢170

5.4.2 功率控制也要讲原则171

5.4.3 功率控制分类——掰指数一数174

5.5 移动性管理——也谈跳槽的艺术180

5.5.1 切换——看好了你再跳181

5.5.2 小区重选192

5.5.3 LTE系统内的移动性管理192

5.5.4 LTE的测量196

5.5.5 LTE的随机接入过程198

5.5.6 LTE与其他接入网间的移动性管理199

5.5.7 LTE宏基站与家庭基站间的切换206

5.6 位置管理——老婆查岗207

5.6.1 位置管理初识208

5.6.2 跟踪区更新208

5.7 负载均衡——平衡我的负荷209

5.8 小结211

第2篇 大哥大、2G、3G、4G各领风骚214

第6章 第一代移动通信——大哥大一统江湖214

6.1 模拟语音风靡江湖214

6.1.1 大哥大的起源214

6.1.2 什么是移动通信215

6.1.3 模拟技术＋频分多址216

6.2 “无敌砖头”的商用情况218

6.2.1 第一代移动通信的收费模式218

6.2.2 商用之初219

6.2.3 我国的商用情况221

6.3 “大砖头”的不足之处222

6.4 小结223

第7章 2G时代——GSM与IS-95的捉对厮杀224

7.1 来自欧洲的GSM——成熟商用的典范224

7.1.1 GSM的基本技术与特点225

7.1.2 网络架构与接口——GSM的骨架226

7.1.3 GSM的信道——动脉229

7.1.4 GSM的呼叫流程——电话是这么打通的230

7.2 来自北美的后起之秀IS-95230

7.2.1 IS-95的技术特点232

7.2.2 软容量与软切换——弹性更好232

7.2.3 IS-95的功率控制233

7.2.4 IS-95的呼叫流程——电话还可以这么打233

7.3 小结234

第8章 3G时代——第三代移动通信之三足鼎立235

8.1 WCDMA——GSM的演进235

8.1.1 WCDMA的主要技术参数236

8.1.2 网络架构与接口——WCDMA的骨架237

8.1.3 WCDMA的关键技术239

8.1.4 WCDMA的基本信令流程240

8.2 CDMA2000——IS-95的演进242

8.2.1 CDMA2000的主要技术参数242

8.2.2 网络架构——CDMA2000的骨架243

8.2.3 CDMA2000的基本信令流程244

8.3 TD-SCDMA——孩子还是自己的好248

8.3.1 TD-SCDMA——中国人提的移动通信标准248

8.3.2 网络架构——TD-SCDMA的骨架249

8.3.3 TD-SCDMA的信道与帧结构250

8.3.4 接力切换——快速准确的交接棒251

8.3.5 智能天线——指哪打哪的六脉神剑253

8.4 小结254

第9章 4G时代——TDD-LTE与FDD-LTE的巅峰对决255

9.1 是什么催生了LTE255

9.1.1 移动互联网业务的兴起把LTE“逼”了出来256

9.1.2 LTE主要指标和网络构架——“性能优越，结构简单”257

9.1.3 OFDMMIMO技术——LTE全靠“我们”257

9.2 想用手机就得分清楚TDD-LTE与FDD-LTE259

9.2.1 TDD-LTE与FDD-LTE的实质区别——“时间与频率”259

9.2.2 TD-LTE与FDD-LTE的频段划分——“大哥还是大哥”260

9.2.3 TD-LTE与FDD-LTE的优缺点——“各有千秋”261

9.3 LTE的天生缺陷261

9.3.1 哑巴，我说话要靠2G、3G262

9.3.2 LTE中也有恶魔——“模三干扰”263

9.3.3 解析TD-LTE先天缺陷的原因264

9.4 LTE语音的标准——VOLTE265

9.5 LTE更上一层楼之LTE-Advanced266

9.5.1 LTE-Advanced的速率简直无法想象266

9.5.2 LTE-Advanced的几个关键技术267

9.6 小结278

第10章 看透4G——LTE无线网络280

10.1 组网结构——“精兵简政”280

10.1.1 全路由IP的扁平化网络结构——“原来RNC是可以被拆分的”280

10.1.2 S1接口——校长与老师的沟通方式281

10.1.3 X2接口——老师之间的交流媒介284

10.1.4 EPC网元的基本功能——“我是核心网”286

10.1.5 eNB功能——“我是NodeB升级版”287

10.2 LTE信道介绍——“兄弟多，功能强”288

10.2.1 LTE逻辑信道289

10.2.2 LTE传输信道289

10.2.3 LTE物理信道290

10.3 LTE帧结构——“TDD的上下行速率分配全靠它”291

10.3.1 FDD-LTE帧结构292

10.3.2 TD-LTE帧结构293

10.3.3 资源栅格294

10.4 LTE核心技术——“有了它们，我才给力”295

10.4.1 OFDM技术——一朝天子一朝臣295

10.4.2 SC-FDMA技术298

10.4.3 MIMO技术299

10.5 LTE层1层2关键技术——“进一步完善LTE”301

10.5.1 功率控制301

10.5.2 干扰抑制——别干扰我说话302

10.6 LTE小区搜索过程和随机接入过程303

10.6.1 LTE小区搜索过程303

10.6.2 LTE随机接入过程304

10.7 小结306

第3篇 移动通信的标准化、网络规划与优化308

第11章 移动通信的标准化308

11.1 标准化组织概览308

11.1.1 3GPP初识308

11.1.2 3GPP2简介308

11.1.3 WiMax标准演进309

11.2 3GPP的组织架构——天地会模式309

11.2.1 组织架构310

11.2.2 标准化文档输出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 小结313

第12章 网络规划与优化314

12.1 规划与优化——为了有更好的通信质量314

12.1.1 网络规划入门314

12.1.2 网络优化ABC315

12.1.3 网规网优的自动化315

12.2 网络规划315

12.2.1 基站间距与天线高度316

12.2.2 基站选址317

12.2.3 中继与家庭基站的部署318

12.3 网络优化——参数的调整318

12.3.1 移动鲁棒性优化318

12.3.2 负载均衡优化319

12.4 小结320

参考文献321