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移动通信原理(第3版)(下册)
丛   书   名: 普通高等教育“十一五”国家级规划教材  高等学校电子信息类精品教材
作   译   者:牛凯 出 版 日 期:2022-01-01
出   版   社:电子工业出版社 维   护   人:凌毅 
书   代   号:G0366670 I S B N:9787121366673
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    内容简介

    本书以2G、3G、4G与5G移动通信系统为背景,总结移动通信中共同的客观规律、基本理论和核心技术。从移动通信技术的3项主要技术指标——有效性(数量)、可靠性(质量)和安全性出发,从物理层和网络层两个层次,全面系统介绍移动通信原理。本书分为上、下两册,上册重点介绍传输技术,包括两个方面:基本物理层技术(第2~7章),介绍较成熟的物理层技术,包括无线传播与移动信道、双工与多址技术、信源编码与数据压缩、信道编码、调制理论、分集与均衡;高级物理层技术(第8~12章),阐述高速宽带移动通信中的物理层关键技术,包括多用户检测技术、多载波传输技术、MIMO空时处理技术、链路自适应技术及移动通信中的智能信号处理技术。下册重点介绍移动通信系统与网络,也分为两个方面:移动通信系统(第13~15章),包括移动通信系统与网络概述、3G与TDD移动通信系统、4G与5G移动通信系统;移动通信网络(第16~20章),包括移动网络结构与组成、新型无线通信网络、移动网络运行、移动信息安全、移动网络规划、设计与优化。本书每章后面都附有习题,供读者练习和自我检查。 本书可作为高等学校信息、通信及相关领域硕士研究生的教材,也可作为本科生的教材(书中定性分析内容),还可以作为博士研究生的参考教材(书中定量分析内容和新技术内容),同时可供从事移动通信研究、开发和维护的专业技术人员参考。

    图书详情

    ISBN:9787121366673
    开 本:16(185*260)
    页 数:408
    字 数:685

    本书目录

    第13章 移动通信系统与网络概述      
       13.1 无线射频系统      
        13.1.1 模拟射频架构      
        13.1.2 数字射频架构      
        13.1.3 数字发射机      
        13.1.4 数字接收机      
        13.1.5 常用射频参数      
        13.1.6 电磁波频谱      
      13.2 功放线性化      
        13.2.1 功率放大器      
        13.2.2 功放线性化技术分类      
        13.2.3 数字预畸变技术      
       13.3 系统同步技术      
        13.3.1 下行同步      
        13.3.2 上行同步      
        13.3.3 小区间同步      
       13.4 移动网络的概念与特点      
        13.4.1 信令与协议      
        13.4.2 路由与交换      
      13.5 蜂窝网的结构      
      13.6 网络容量与服务质量      
        13.6.1 小区容量      
        13.6.2 服务质量      
        13.6.3 业务交换模型      
        13.6.4 业务容量      
       13.7 本章小结      
       参考文献      
       习题      
    第14章 3G与TDD移动通信系统      
       14.1 标准化进程      
        14.1.1 概述      
        14.1.2 3GPP标准演进      
        14.1.3 3GPP2标准演进      
      14.2 3G移动通信系统      
        14.2.1 WCDMA系统      
        14.2.2 CDMA2000系统      
      14.3 HSPA系统      
        14.3.1 HSDPA      
        14.3.2 HSUPA      
        14.3.3 MBMS      
        14.3.4 HSPA+      
      14.4 EV DO系统      
        14.4.1 EV DO Rel 0      
        14.4.2 EV DO Rev A      
        14.4.3 EV DO Rev B      
        14.4.4 UMB      
      14.5 TDD原理      
        14.5.1 技术特点      
        14.5.2 信道互易      
        14.5.3 信道非对称      
        14.5.4 同步发送      
        14.5.5 系统干扰      
      14.6 TD SCDMA      
        14.6.1 概述      
        14.6.2 物理层技术      
        14.6.3 网络层的主要特色      
      14.7 UTRA TDD      
        14.7.1 概述      
        14.7.2 系统参数      
        14.7.3 TDD制式比较      
        14.7.4 TDD与FDD系统的比较      
      14.8 TDHSPA      
        14.8.1 概述      
        14.8.2 TD HSDPA      
        14.8.3 TD HSUPA      
        14.8.4 TD HSPA+      
        14.8.5 TD HSPA与FDD HSPA的比较      
      14.9 本章小结      
      参考文献      
      习题      
    第15章 4G与5G移动通信系统      
      15.1 标准化进程      
        15.1.1 IMT Advanced      
        15.1.2 WiMAX标准演进      
        15.1.3 IMT2020      
      15.2 LTE系统      
        15.2.1 LTE概述      
        15.2.2 下行链路      
        15.2.3 上行链路      
        15.2.4 物理层处理      
        15.2.5 LTE Advanced      
      15.3 WiMAX系统      
        15.3.1 系统特征      
        15.3.2 帧结构      
        15.3.3 关键技术      
        15.3.4 IEEE 802.16m系统      
      15.4 5G NR系统      
        15.4.1 5G NR概述      
        15.4.2 下行链路      
        15.4.3 上行链路      
        15.4.4 多天线发送与管理      
        15.4.5 物理层处理      
      15.5 本章小结      
      参考文献      
      习题      
    第16章 移动网络的结构与组成      
      16.1 从GSM网络到GSM/GPRS网络      
        16.1.1 GSM网络结构      
        16.1.2 GSM/GPRS网络      
      16.2 3G与3GPP网络      
        16.2.1 WCDMA的网络结构      
        16.2.2 从2G网络向3G网络的平滑过渡与演进      
      16.3 从IS95到CDMA2000      
        16.3.1 系统网络结构      
        16.3.2 CDMA2000中的分组数据业务与移动IP      
        16.3.3 CDMA2000 1X EVDO的网络协议      
      16.4 B3G与4G移动网络      
        16.4.1 EUTRAN接入网      
        16.4.2 EPC核心网络      
        16.4.3 移动WiMAX网络      
        16.4.4 网络互操作      
      16.5 5G移动网络      
        16.5.1 5GRAN      
        16.5.2 5G核心网      
      16.6 本章小结      
      参考文献      
      习题      
    第17章 新型无线通信网络      
      17.1 分布式无线网络容量      
        17.1.1 无线自组网概念      
        17.1.2 输运容量分析      
        17.1.3 发送容量分析      
        17.1.4 两种容量分析比较      
      17.2 新型无线网络架构      
        17.2.1 云计算架构      
        17.2.2 边缘计算架构      
        17.2.3 认知无线网络      
      17.3 物联网      
        17.3.1 信息物理系统与物联网      
        17.3.2 IoT网络架构      
        17.3.3 典型实现方案      
      17.4 VANET      
        17.4.1 车联网概述      
        17.4.2 最短路由算法      
        17.4.3 MANET中的经典路由算法      
        17.4.4 多跳广播路由算法      
      17.5 UAV网络      
        17.5.1 UAV应用场景      
        17.5.2 UAV网络架构      
        17.5.3 UAV信道特征      
        17.5.4 UAV关键技术      
      17.6 绿色无线网络      
        17.6.1 基本折中      
        17.6.2 无线充电      
        17.6.3 环境后向散射通信      
        17.6.4 无线能量收集技术      
      17.7 本章小结      
      参考文献      
      习题      
    第18章 移动网络运行      
      18.1 移动通信中的业务类型      
        18.1.1 2G中的GSM业务      
        18.1.2 2.5G中的GPRS业务      
        18.1.3 WCDMA的业务      
      18.2 呼叫建立与接续      
        18.2.1 呼叫建立与接续的基本原理      
        18.2.2 GSM系统的呼叫建立与接续      
        18.2.3 IS95/CDMA2000系统的呼叫与接续      
      18.3 移动性管理      
        18.3.1 位置登记      
        18.3.2 越区切换      
      18.4 无线资源管理      
        18.4.1 资源管理的基本概念      
        18.4.2 无线资源管理的特点      
        18.4.3 无线资源管理的主要方法与算法      
      18.5 跨层优化      
        18.5.1 协作平面      
        18.5.2 跨层接口      
        18.5.3 通信机制与优化方法      
      18.6 无线定位      
        18.6.1 无线定位原理      
        18.6.2 定位技术的演进      
      18.7 本章小结      
      参考文献      
      习题      
    第19章 移动信息安全      
      19.1 概述      
        19.1.1 移动通信的安全需求      
        19.1.2 移动安全体系结构      
      19.2 保密学的基本原理      
        19.2.1 引言      
        19.2.2 广义保密系统的物理、数学模型      
        19.2.3 序列密码      
        19.2.4 分组密码      
        19.2.5 公开密钥密码      
        19.2.6 认证系统      
      19.3 GSM系统的鉴权与加密      
        19.3.1 防止未授权非法用户接入的鉴权(认证)技术      
        19.3.2 防止空中接口窃听的加、解密技术      
        19.3.3 临时移动用户身份码(TMSI)更新技术      
        19.3.4 防止非法或过期设备接入的用户识别寄存器(EIR)      
        19.3.5 GSM安全性能分析      
      19.4 IS 95系统的鉴权与加密      
        19.4.1 鉴权认证技术      
        19.4.2 加密技术      
      19.5 3G系统的信息安全      
        19.5.1 WCDMA系统的鉴权与加密      
        19.5.2 CDMA2000系统的鉴权与加密      
      19.6 4G与5G系统的信息安全      
        19.6.1 LTE系统的信息安全      
        19.6.2 WLAN系统安全缺陷      
        19.6.3 WiMAX系统的鉴权与加密      
        19.6.4 5G NR系统的信息安全      
      19.7 本章小结      
      参考文献      
      习题      
    第20章 移动网络规划、设计与优化      
      20.1 引言      
        20.1.1 必要性与基本内容      
        20.1.2 移动通信中的频率规划      
        20.1.3 CDMA中导频偏移量规划      
      20.2 网络规划、设计与优化的基本原理      
        20.2.1 规化、设计与优化三者之间的分工      
        20.2.2 网络规划与设计的基本原理      
      20.3 从覆盖角度进行小区规划与设计      
        20.3.1 无线传播方程      
        20.3.2 上行/下行链路传输方程及其平衡方程      
      20.4 从容量角度的规划与设计      
        20.4.1 通信容量的概念      
        20.4.2 不同多址方式的蜂窝网通信容量      
      20.5 网络设计的系统仿真      
      20.6 室内规划与设计      
        20.6.1 室内网络规划的必要性与复杂性      
        20.6.2 室内覆盖设计      
        20.6.3 室内分布系统需解决的主要问题及其解决方法      
        20.6.4 室内覆盖系统的规划、设计的主要步骤      
      20.7 GSM系统的网络优化      
        20.7.1 GSM网络优化概述      
        20.7.2 GSM系统网络测试      
        20.7.3 GSM系统的网络分析、仿真与优化      
      20.8 3G移动通信的网络规划与设计      
        20.8.1 基本要求与实现方法      
        20.8.2 多层次、重叠式立体网络规划      
      20.9 多制式网络规划与设计      
        20.9.1 网络规划子系统      
        20.9.2 网络优化子系统      
      20.10 本章小结      
      参考文献      
      习题
    展开

    前     言

    第3版前言
    
        自20世纪60年代末蜂窝式移动通信问世以来,特别是近20年移动通信技术的发展,移动通信给人类社会带来了深刻的信息化变革,已成为最受青睐的通信手段。社会的需求、现代化的需求是大学人才培养的导向,而教材又是人才培养的主要基础,其重要性不言自明。随着移动通信技术的飞速发展,国内外介绍这方面的书籍也层出不穷,但纵观这些书籍,绝大多数是属于跟踪技术发展,重点介绍某种移动通信系统、某代产品等工程技术背景很强的专著和技术著作,它们不大适合作为大学教材。
        作者以信息论为指导,从近20年移动通信的发展中总结客观规律,提炼具有共性的基本理论与核心技术。依据这一想法,作者于2005年出版了《移动通信原理》(第1版),2009年出版了《移动通信原理》(第2版)。截至2020年年底,本书两个版本先后印刷15次。多年的实践表明,学界与社会对该书的反映良好。
        自第2版出版以来,移动通信技术又经历了日新月异的发展。以OFDMA为核心技术的4G网络已在我国普遍商用,5G网络正在大规模建设。以华为、中国移动为代表的中国移动通信设备商与运营商在5G标准方面获得了整体突破。目前,科技部、工业和信息化部已经启动了6G的研究。面对移动通信迅猛的发展形势,作者力图对移动通信技术的最新进展进行重新梳理,在本次修订中系统反映移动通信发展的脉络与前沿。
    本书按照信息论对通信系统的3个主要技术指标要求——有效性(数量)、可靠性(质量)和安全性,从两个不同方面(物理层和网络层)全面介绍移动通信发展的客观规律、基本理论和核心技术。传统的移动通信书籍仅侧重介绍物理层的可靠性,即抗干扰、抗衰落技术,而较少关注有效性(数量)和安全性问题,并且对网络层技术涉及不多。随着移动通信的发展和普及,以及数据业务的迅速增长和移动业务多媒体化、高速率与宽带化的发展,移动通信中的有效性(数量)和安全性问题日益突出。另外,保证不同业务的QoS问题、无线资源管理、移动性管理、蜂窝网络与无线自组织网络的融合问题及网络跨层优化问题也日益重要。人工智能近些年的异军突起,机器学习和深度学习技术越来越广泛而深刻地改变着移动通信的研究面貌。因此,本书增加了一些与上述内容有关的章节。同时考虑到未来移动通信的发展,本书还更新与补充了高级物理层技术、移动通信系统两部分,并增加了有关章节,重点介绍以LTE和5G为代表的宽带移动通信系统。
        本书分为上、下两册。上册重点介绍传输技术,包括一般物理层技术和高级物理层技术。其中,基本物理层技术(第2~7章)主要介绍移动通信中比较成熟的物理层技术,包括对无线传播和移动信道的分析;各代移动通信的双工与多址技术;提高系统有效性的信源编码与数据压缩技术;提高系统可靠性的以抗白噪声为主的信道编码与调制、抗空间选择性衰落的分集技术、抗频率选择性衰落和多径干扰的Rake接收与均衡技术等。高级物理层技术(第8~12章)主要介绍高速率、宽带多媒体移动业务所需求的有效性、并行传输(时域、空域),抗衰落、抗多用户干扰等关键性技术,包括多用户检测技术、多载波传输技术(OFDM与各种滤波器组技术)、MIMO空时处理技术(包括大规模MIMO技术)、链路自适应技术,以及基于机器学习的智能信号处理技术等。
        下册重点介绍移动通信系统与网络。移动通信系统(第13~15章)主要面向宽带高速无线数据传输,介绍移动通信系统与网络的基本概念,WCDMA、CDMA2000、HSPA、CDMA20001X EVDO、LTE、WiMAX及5G NR等宽带移动通信系统,TDD移动通信系统等。移动通信网络(第16~20章)主要介绍蜂窝移动通信网络的结构与组成,各种新型无线通信网络(包括物联网、车联网、无人机网络)的结构与特点,移动网络运行,移动信息安全,以及移动网络的规划、设计与优化技术等。
        本书的内容和素材除来自引用的参考文献外,还要归功于下列几个方面的研究工作:首先是25年来,作者所在教研中心和学术梯队承担的几十个移动通信方面的国家级科研项目及成果;其次是作者25年来指导的百余名移动通信领域的博士研究生及其博士学位论文,以及近些年作者评阅的近千篇本校及外校的移动通信研究方向的博士学位论文。这些就不一一列举到参考文献中,谨在此对他们为本书所做的贡献表示真诚的感谢!另外,本书的部分素材还取自作者对校内外本科生、硕士研究生、博士研究生所做的前沿技术讲座的资料,以及为中国移动、中国联通和中国电信等公司所做讲座的培训教材。
        本书共20章,由牛凯和吴伟陵共同编著,修订工作主要由牛凯执笔。本书内容由浅入深、定性分析与定量分析并举,以适应不同层次的教学需求。本书内容及读者对象主要定位于硕士研究生,但是仍可向下兼容大学本科生(书中定性分析内容),向上兼容博士研究生(书中定量分析内容和新技术内容),同时还可供从事移动通信研究、开发和维护的专业技术人员参考。
        以本书作为教材的“移动通信原理”线上课程已在“学堂在线”网站发布,手机版用户可以搜索Bilibili网站或者微信小程序“学堂在线”。线上课程配备了教学视频、习题解答与在线考试,欢迎广大读者加入学习。
        本次修订得到国家自然科学基金重点项目(编号:92067202)与面上项目(编号:61171099、61671080、62071058)、国家重点研发项目(编号:2018YFE0205501)的大力支持。由于作者才疏学浅,书中不当和错误之处在所难免,热切希望读者多提出宝贵意见。
    牛凯、吴伟陵于北京邮电大学
    2021年9月
    展开

    作者简介

    牛凯,北京邮电大学人工智能学院教授,博士生导师。主要研究方向为极化码、5G/6G移动通信、智能信号处理,先后主持多项国家自然科学基金重点与面上项目、国家重点研发项目、863项目、重大专项项目,所提极化码高性能编译码算法成为5G标准主流方案,荣获第二届中国科技产业化促进会科学技术奖——卓越贡献奖。
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