具体描述
内容简介
《移动通信技术/21世纪高等院校信息与通信工程规划教材》较全面地介绍了移动通信技术基础和移动通信应用系统。全书共分8章,基本内容包括:移动通信概述;无线移动信道的特性及描述;移动通信的基本技术;移动通信网组网的基本原理;移动通信的实际应用系统,包括GSM移动通信系统、WCDMA移动通信系统和LTE移动通信系统;移动通信设备中天馈系统的介绍。
《移动通信技术/21世纪高等院校信息与通信工程规划教材》可作为普通高等院校通信工程、电子信息等专业相关课程的教材,也可作为通信工程技术人员的参考用书。
内页插图
目录
第1章 概述
1.1 移动通信的概念及特点
1.1.1 移动通信概念
1.1.2 移动通信的主要特点
1.1.3 移动通信系统的分类
1.2 移动通信的发展历史
1.3 常用的无线通信系统
1.3.1 第二代移动通信系统
1.3.2 第三代移动通信系统
1.3.3 卫星移动通信系统
1.3.4 数字集群移动通信系统
1.3.5 无线局域网
1.3.6 LTE移动通信系统
1.4 我国移动通信的发展概况
小结
习题
第2章 无线移动信道
2.1 无线移动信道特性
2.1.1 无线移动信道与无线电信号
2.1.2 无线电信号描述
2.2 无线环境下的噪声与干扰
2.2.1 噪声
2.2.2 干扰
2.3 电磁波与无线电频谱
2.4 无线电波传播环境
2.5 无线电波传播机制
2.5.1 直射
2.5.2 反射
2.5.3 折射
2.5.4 绕射
2.5.5 散射
2.6 阴影效应
2.7 多径效应
2.7 1多普勒效应
2.7.2 多径信道描述
2.7.3 多径接收信号分析
2.8 移动信道传播损耗预测模型
2.8.1 Okumura模型
2.8.2 OkumuraHara模型
2.8.3 COST231模型
2.8.4 ITU模型
小结
习题
第3章 移动通信基本技术
3.1 调制解调概述
3.1.1 数字相位调制
3.1.2 正交振幅调制
3.1.3 数字频率调制
3.1.4 多载波调制
3.2 扩频通信
3.2.1 扩频通信技术简介
3.2.2 扩频通信系统分类及特点
3.2.3 扩频系统中常用的扩频码
3.2.4 多址接入技术
3.3 抗衰落技术
3.3.1 分集
3.3.2 纠错编码技术
3.3.3 均衡技术
小结
习题
第4章 移动通信系统组网
4.1 蜂窝组网技术
4.1.1 移动通信网的区域覆盖
4.1.2 蜂窝小区的特性
4.2 无线系统的信道分配
4.3 多信道共用
4.3.1 多信道共用的意义
4.3.2 话务量、服务等级和信道教的关系
4.3.3 空闲信道的选取
4.4 蜂窝组网系统干扰和容量分析
4.4.1 蜂窝组网干扰分析
4.4.2 不同接入方式系统容量
4.5 蜂窝系统的移动性管理
4.5.1 蜂窝系统服务区域划分
4.5.2 位置更新
4.5.3 切换
4.6 蜂窝网络设计应用实例
小结
习题
第5章 GSM移动通信系统
5.1 GSM系统网络结构
5.1.1 GSM系统的结构与功能
5.1.2 基站子系统
5.1.3 网络子系统
5.1.4 操作维护子系统
5.1.5 移动台
5.2 GSM网络接口与协议
5.2.1 GSM系统的主要接口
5.2.2 网络子系统的内部接口
5.3 GSM系统主要参数
5.3.1 频带的划分及使用
5.3.2 各类空中信道
5.3.3 帧结构、复帧结构
5.4 GSM系统的号码与识别
5.5 GSM的漫游、安全和呼叫管理
5.5.1 用户鉴权和加密
5.5.2 位置更新和漫游管理
5.5.3 切换
5.5.4 呼叫的管理
5.5.5 移动台的状态
5.6 通用分组无线业务
5.6.1 GPRS特点及应用
5.6.2 GPRS网络结构
5.6.3 GPRS空中接口(Um)
5.6.4 GPRS的移动性和会话管理
5.7 EDGE
5.7.1 EDGE概述
5.7.2 EGPRS特点
5.7.3 EGPRS网络结构和无线接口
小结
习题
第6章 WCDMA移动通信系统
6.1 WCDMA移动通信系统的特点
6.2 WCDMA网络结构与接口
6.2.1 UMTS系统结构
6.2.2 UMTS的核心网结构
6.3 UTRAN接口协议模型
6.4 WCDMA空中接口
6.4.1 Uu接口协议结构
6.4.2 物理层
6.4.3 数据链路层
6.4.4 无线资源控制层
6.5 WCDMA系统中呼叫的建立过程
6.5.1 电路域呼叫过程
6.5.2 分组域呼叫过程
6.6 HSPA网络技术
6.6.1 HSPA概述
6.6.2 HSPA无线网络结构
6.6.3 HSPA用户协议结构
小结
习题
第7章 LTE移动通信系统
7.1 概述
7.2 UTE的系统结构
7.2.1 LTE/SAE的网络结构
7.2.2 EUTRAN的结构及接口
7.2.3 核心网(EPC)结构及接口
7.3 LTE的空中接口
7.3.1 空中接口协议
7.3.2 物理层
7.3.3 数据链路层
7.3.4 RRC层
7.4 LTE关键技术
7.4.1 OFDM技术
7.4.2 MIMO技术
7.4.3 干扰抑制技术
7.4.4 自动化网络技术
7.4.5 载波聚合技术
7.4.6 无线中继技术
小结
习题
第8章 天馈系统
8.1 天线
8.1.1 天线原理
8.1.2 天线的性能指标
8.1.3 天线的类型
8.2 馈线
小结
习题
参考文献
前言/序言
《通信网络架构与融合:面向未来的信息传输》 内容简介: 本书深入探讨了现代通信网络的核心架构、关键技术及其未来的发展趋势,重点聚焦于网络融合的挑战与机遇。在信息爆炸式增长的时代背景下,通信网络的演进速度日新月异,从传统的电路交换网络到如今高度互联互通的IP网络,再到即将到来的万物互联(IoT)和5G/6G时代,网络承载的能力、传输的效率以及服务的智能化程度都在经历颠覆性的变革。本书旨在为读者构建一个全面、深入且富有前瞻性的通信网络知识体系,使其能够深刻理解当前网络的运作机制,并为未来的网络设计、部署和优化奠定坚实基础。 第一部分:通信网络基础与演进 本部分首先回顾了通信网络的发展历程,从早期的电报、电话系统,到模拟通信、数字通信的引入,再到分组交换网络的兴起。重点阐述了TCP/IP协议族的精髓,包括IP地址的分配与管理、路由协议(如RIP、OSPF、BGP)的工作原理,以及TCP的可靠传输机制(三次握手、四次挥手、拥塞控制)和UDP的无连接高效传输。理解这些基础协议是掌握现代通信网络运行逻辑的关键。 接着,本书详细介绍了不同类型的通信网络,包括固定电话网络(PSTN)、移动通信网络(GSM, CDMA, WCDMA, LTE, 5G)、数据通信网络(Internet, Intranet)、卫星通信网络以及无线局域网(Wi-Fi)等。对于每一种网络,都会对其关键技术、演进路径、核心功能以及优缺点进行剖析。例如,在移动通信部分,会深入讲解蜂窝网络的基本原理,包括基站、小区、切换、漫游等概念,以及不同代际移动通信技术(2G、3G、4G、5G)在频谱利用、数据速率、时延、连接密度等方面的显著进步和技术特征。 第二部分:核心网络技术与原理 本部分将深入剖析构成现代通信网络的各种核心技术。 物理层技术: 重点介绍信号调制解调技术(如ASK, FSK, PSK, QAM)、多址技术(FDMA, TDMA, CDMA, OFDMA)、信道编码(纠错码,如汉明码、卷积码、LDPC码)以及天线技术(MIMO, Beamforming)。理解这些技术是实现高效、可靠无线传输的基础。会通过实例说明如何在有限的频谱资源下,通过先进的编码和调制技术实现更高的信息传输速率。 数据链路层与网络层: 详细讲解以太网帧结构、MAC地址解析(ARP)、交换机的工作原理、VLAN划分以及IP协议的封装与解封装过程。在网络层,会深入探讨路由选择的算法与机制,包括距离矢量路由协议和链路状态路由协议的异同,以及不同路由协议在不同网络规模下的适用性。还会讨论IP网络的可靠性保障机制,如NAT(网络地址转换)的作用与局限性,以及IPv6带来的地址空间扩展与技术革新。 传输层与应用层: 深入分析TCP和UDP的详细工作机制,包括其头部结构、状态机、流量控制和拥塞控制的具体算法。重点讲解HTTP、DNS、FTP、SMTP等典型应用层协议的设计思想及其在互联网应用中的角色。会探讨如何通过优化传输层参数来提高特定应用场景下的网络性能。 网络安全基础: 介绍通信网络面临的安全威胁,包括数据窃听、篡改、拒绝服务攻击等。讲解常用的加密技术(对称加密、非对称加密)、数字签名、数字证书以及TLS/SSL协议在保障通信安全中的作用。会讨论防火墙、入侵检测系统(IDS)和入侵防御系统(IPS)的基本原理。 第三部分:下一代通信网络架构与融合 本部分将着眼于未来的通信网络发展方向,重点探讨网络架构的演进和不同网络之间的融合。 软件定义网络(SDN)与网络功能虚拟化(NFV): 详细阐述SDN的核心理念,即控制平面与数据平面的分离,以及其如何通过集中式控制器实现网络的灵活性和可编程性。讲解NFV如何将传统硬件网络设备的功能(如路由器、防火墙)虚拟化为软件,运行在通用硬件上,从而降低成本、提高部署速度和资源利用率。会探讨SDN和NFV如何协同工作,构建更智能、更灵活的网络基础设施。 云计算与边缘计算: 分析云计算如何为通信网络提供弹性的计算和存储资源,以及如何利用云技术优化网络管理和业务部署。深入探讨边缘计算的概念,即在靠近数据源或用户的地方进行计算和处理,以降低时延、减少带宽消耗。会讨论边缘计算在物联网、自动驾驶、实时视频分析等场景下的应用潜力。 物联网(IoT)通信: 专门分析支撑海量物联网设备的通信技术,包括低功耗广域网(LPWAN)技术(如LoRa, NB-IoT, Sigfox),以及为物联网设计的协议(如MQTT, CoAP)。会探讨物联网数据采集、传输、存储和分析的挑战以及相应的解决方案。 5G及未来6G网络: 深入解析5G网络的三大应用场景(eMBB, URLLC, mMTC)及其对应的关键技术,如大规模MIMO、网络切片、边缘计算、毫米波通信等。会展望6G网络的潜在技术方向,例如太赫兹通信、AI原生网络、全息通信、感知通信一体化等,并分析其可能带来的颠覆性影响。 网络融合与互操作性: 探讨不同通信网络(如移动网络与固定网络、有线网络与无线网络、IP网络与传统电路交换网络)的融合趋势。分析网络融合的技术挑战,例如协议兼容性、资源调度、业务无缝迁移等。重点介绍服务化架构(SBA)和API(应用程序接口)在促进网络融合和开放生态系统中的作用。会探讨如何通过标准化的接口和协议实现不同网络能力的服务化,为上层应用提供统一的访问入口。 第四部分:网络性能优化与管理 本部分将聚焦于通信网络的实际运行和优化。 网络流量管理与拥塞控制: 详细介绍流量工程的概念,包括流量的预测、测量、监控和调度。讲解各种拥塞控制机制,如基于速率的控制、基于队列的管理(RED, WRED)以及流量整形。会分析不同应用场景下(如视频流、实时通信、数据下载)的流量特性及相应的优化策略。 网络质量服务(QoS)保障: 深入理解QoS的基本概念,包括带宽、时延、抖动和丢包率。讲解DiffServ和IntServ等QoS机制的实现原理,以及在IP网络中实现QoS的技术手段,如标记、分类、整形和调度。会讨论如何在满足不同应用需求的同时,高效利用网络资源。 网络监控与故障诊断: 介绍网络监控的基本工具和方法,包括SNMP、NetFlow等协议的应用。讲解故障排除的系统性方法,如分层排查、根源分析等。会分析常见的网络故障类型及其诊断思路,并介绍自动化运维和智能故障预测的最新进展。 网络管理体系: 讲解FCAPS(Fault, Configuration, Accounting, Performance, Security)模型,即通信网络管理的基本框架。深入分析网络配置管理、性能管理和安全管理的核心内容,以及如何构建一个高效、可靠的网络管理系统。 结论与展望: 本书在梳理通信网络发展脉络的基础上,系统地剖析了支撑现代通信网络的各类核心技术,并对下一代网络架构和融合趋势进行了深入探讨。通过对物理层、数据链路层、网络层、传输层乃至应用层的细致讲解,以及对SDN/NFV、云计算、边缘计算、物联网、5G/6G等前沿技术的阐释,本书旨在帮助读者建立一个完整、扎实的通信网络知识体系。同时,本书也强调了网络性能优化和管理的重要性,为应对日益复杂的网络环境提供了实用的指导。 展望未来,通信网络将朝着更加智能化、自动化、泛在化和融合化的方向发展。AI和机器学习将在网络的设计、部署、运维和优化中扮演越来越重要的角色,实现网络的自感知、自配置、自优化和自愈合。网络边界将进一步模糊,万物互联将成为现实,对网络的连接密度、可靠性和安全性提出更高的要求。本书提供的知识框架,将为读者理解和参与塑造下一代通信网络的发展进程提供重要的理论支撑和实践指导。