大話無線通信

前言

　　今天，無線通信技術(shù)在深刻地影響著我們每個人的生活。隨著通信技術(shù)的飛速發(fā)展和通信產(chǎn)業(yè)鏈的不斷成熟，手機(jī)從最初只是高端商務(wù)群體才能擁有的奢侈品，到現(xiàn)在已飛入尋常百姓家，成為一種大眾通信工具。無論你走到天涯海角，只要在有通信信號的地方，你都可以通過手機(jī)與他人取得聯(lián)系。而隨著時代的發(fā)展，手機(jī)也逐漸由一個單一的通信工具演變成一個綜合的個人信息平臺，財經(jīng)、體育、娛樂等各種信息都可以通過手機(jī)輕松獲得?！　∵@些年無線通信行業(yè)發(fā)展迅猛，吸引了大批有志青年和年輕學(xué)子投身其中。應(yīng)當(dāng)注意的是，雖然無線通信業(yè)務(wù)和應(yīng)用的種類繁多，但是無線通信技術(shù)本質(zhì)的東西并沒有發(fā)生根本的變化。就理論而言，現(xiàn)代通信技術(shù)依然基于香農(nóng)的信息論，各種通信技術(shù)所應(yīng)用的底層調(diào)制解調(diào)和編碼譯碼等技術(shù)并沒有本質(zhì)的區(qū)別；就實際網(wǎng)絡(luò)而言，無線通信系統(tǒng)從2G到3G依然遵循著“無線收發(fā)信機(jī)一無線收發(fā)信機(jī)控制器一移動交換中心”這樣的體系架構(gòu)。因此，我十分贊同作者的看法，不同無線通信技術(shù)之間并沒有本質(zhì)的區(qū)別，先搞明白一種無線通信技術(shù)，再去理解其他無線通信技術(shù)就會輕松很多?！　?yīng)當(dāng)說無線通信所涵蓋的知識是比較多的，內(nèi)容也較為復(fù)雜。如何快速而有效地學(xué)習(xí)這些知識是一個值得思考的問題。作者在本書中另辟蹊徑，從相對簡單的有線通信入手，以輕松詼諧的語言揭示無線通信與有線通信的傳承與區(qū)別，為讀者學(xué)習(xí)無線通信提供了一個不錯的切入點。接下來全書大量采用類比的方式來講解無線通信從空口到信令的相關(guān)技術(shù)知識，從無線側(cè)到交換側(cè)的相關(guān)內(nèi)容。書中所舉的例子生動活潑，十分便于讀者理解和學(xué)習(xí)這些知識?！　⊥ㄐ蓬悎D書通常是專業(yè)性較強(qiáng)，理解起來有一定難度。本書的作者別出心裁，以輕松活潑和更貼近讀者的方式來闡述無線通信技術(shù)，這無疑是一次非常有益的探索。希望本書能為廣大學(xué)子和從業(yè)人員學(xué)習(xí)無線通信技術(shù)知識提供一些幫助，為促進(jìn)通信行業(yè)的人才培養(yǎng)起到一定的作用。

內(nèi)容概要

　　《大話無線通信》是一本介紹無線通信的通俗書，首先介紹了有線通信向無線通信的演進(jìn)、通信系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)知識和無線通信的空中接口技術(shù)，然后以GSM系統(tǒng)為范例詳細(xì)介紹了一個無線通信系統(tǒng)的組成、空中接口物理層、Um接口的第三層協(xié)議、七號信令和通信的信令流程?！　　洞笤挓o線通信》來源于通信人家園非常熱門的技術(shù)帖“無線通信原理通俗解讀”。全書采用了獨特的行文風(fēng)格，大量采用“水煮”的方式來幫助讀者快速而輕松地對無線通信技術(shù)有一個整體的認(rèn)識?！洞笤挓o線通信》在寫法上沒有采取先擺結(jié)論后進(jìn)行解說的方式，而是先提出問題，再逐步給出解決問題的方法，希望讀者知其然也能知其所以然，向讀者揭示無線通信的奧秘。對于初學(xué)者而言，這種方式尤其有效?！　　洞笤挓o線通信》可供無線通信技術(shù)的初學(xué)者和自學(xué)者閱讀參考，也可作為無線通信從業(yè)人員的參考書。

書籍目錄

水煮篇第1章 快速理解無線通信1.1 引言1.2 空中接口和無線信道1.3 無線通信的困惑1.3.1 困惑一：基站如何區(qū)分手機(jī)1.3.2 困惑二：手機(jī)如何找到基站1.3.3 困惑三：基站如何找到手機(jī)1.3.4 困惑四：如何識別手機(jī)用戶的身份1.3.5 困惑五：如何保證對話不被他人竊聽1.3.6 困惑六：如何保證“移動”著打電話不會有問題1.4 水煮GSM--無線通信系統(tǒng)的實現(xiàn)1.4.1 靜靜的湘水1.4.2 飄蕩在夜空的莫爾斯電碼1.4.3 勝負(fù)手基礎(chǔ)理論篇第2章 通信的本質(zhì)--通信系統(tǒng)概述2.1 狼煙與驛站的故事--漫談中國古代的通信2.2 畫虎畫皮先畫骨--通信系統(tǒng)構(gòu)架2.2.1 電話之父--貝爾2.2.2 模擬通信系統(tǒng)架構(gòu)2.2.3 數(shù)字通信系統(tǒng)架構(gòu)2.2.4 數(shù)字通信為何獨領(lǐng)風(fēng)騷2.3 信號的基礎(chǔ)知識2.3.1 信號的概念--從狼煙到電磁波2.3.2 信號的時域概念2.3.3 信號的頻域概念2.4 信號分析的利器--傅里葉級數(shù)和傅里葉分析2.4.1 傅里葉級數(shù)與傅里葉分析的由來2.4.2 周期信號的數(shù)學(xué)表達(dá)--傅里葉級數(shù)2.4.3 非周期信號的數(shù)學(xué)闡述--傅里葉分析2.5 模擬信號如何轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號2.5.1 聲音是如何變成比特流的--奈奎斯特采樣定理2.5.2 從原始分到標(biāo)準(zhǔn)分--量化2.5.3 從《蒹葭》和《在水一方》說起--也談編碼2.6 這是多此一舉嗎--也談?wù){(diào)制的意義2.7 信道與信道容量2.7.1 無噪聲的完美信道--奈奎斯特帶寬2.7.2 有噪聲的真實信道--香農(nóng)容量2.8 無線信道的衰落2.8.1 大尺度效應(yīng)2.8.2 小尺度效應(yīng)第3章 GSM空中接口技術(shù)3.1 稀缺的無線資源及其復(fù)用技術(shù)3.1.1 無價的戰(zhàn)略資源--空中接口的頻率3.1.2 6MHz聯(lián)通VS 29MHz移動--工作頻段分配3.1.3 從大課堂到小課堂--空分復(fù)用與蜂窩3.1.4 也談廣電架構(gòu)與電信架構(gòu)的異同--頻分復(fù)用與時分復(fù)用3.1.5 3G的基礎(chǔ)--碼分多址3.1.6 游走在功率與頻率之間--載干比與頻寬3.2 如何應(yīng)對無線信道的以下挑戰(zhàn)：多徑效應(yīng)及瑞利衰落3.2.1 當(dāng)老師的藝術(shù)--語音編碼與信道編碼3.2.2 也論當(dāng)校長的藝術(shù)--分集技術(shù)之交織3.2.3 當(dāng)心和自家的魚雷親密接觸哦--分集技術(shù)之跳頻3.2.4 刺刀在前，刺刀在后--時間提前量（TA值）3.2.5 訓(xùn)練序列的由來--時間色散與均衡3.3 如何降低手機(jī)的功耗及對系統(tǒng)的干擾3.3.1 請小點聲，再小點聲--功率控制3.3.2 無話可說時就請閉嘴--不連續(xù)發(fā)射（DTX）3.3.3 老師不點名我就繼續(xù)睡覺--不連續(xù)接收（DRX）實戰(zhàn)篇第4章 商業(yè)蜂窩通信系統(tǒng)的典范--GSM4.1 引言--從實驗室通信走向商業(yè)通信4.2 GSM系統(tǒng)的發(fā)展歷史及技術(shù)規(guī)范4.2.1 GSM發(fā)展的歷史背景4.2.2 GSM系統(tǒng)的技術(shù)規(guī)范4.3 GSM網(wǎng)絡(luò)組成及接口4.3.1 GSM網(wǎng)絡(luò)組成4.3.2 “跑馬圈地”與“免費搬遷”--Abis接口引發(fā)的商業(yè)策略4.4 移動信息專家--SIM卡4.5 從電臺到基站--也談手機(jī)與BTS4.5.1 手機(jī)與點對點通信4.5.2 勞模CTU和它的團(tuán)隊--BTS4.6 計算機(jī)與通信的交融--BSC4.6.1 總線的概念4.6.2 BSC中的總線4.7 交換子系統(tǒng)--MSC、VLR與HLR4.7.1 移動交換中心（MSC）4.7.2 GSM中的根DNS--歸屬位置寄存器（HLR）4.7.3 GSM中的本地DNS--訪問位置寄存器（VLR）4.7.4 GSM系統(tǒng)的守護(hù)神--鑒權(quán)中心（AuC）4.8 這是你的門牌號碼--GSM編號計劃第5章 源于頻率的困惑--GSM空中接口物理層的設(shè)計5.1 TDMA空中接口技術(shù)5.2 鐵路的管理藝術(shù)--突發(fā)脈沖的應(yīng)用5.2.1 客運火車--業(yè)務(wù)信道（TCH）5.2.2 候車廳的大喇叭--FCCH5.2.3 現(xiàn)在是北京時間八點整--SCH5.2.4 “我的地盤，我的業(yè)務(wù)”--BCCH5.2.5 想上車，請先買票--RACH/AGCH5.2.6 “×××，你的家屬在廣播室找你”--PCH5.2.7 列車導(dǎo)乘員--SDCCH5.2.8 列車上的服務(wù)員--FACCH/SACCH5.3 復(fù)幀的應(yīng)用第6章 無線通信的特質(zhì)--也談GSM第三層協(xié)議6.1 固定通信與移動通信的區(qū)別6.2 頻率貴如黃金，吾等自應(yīng)珍惜--無線資源管理（RRM）6.2.1 好的開始是成功的一半--RRM的初始化階段6.2.2 多寬的車走多寬的路--RR的傳輸管理6.2.3 跳槽還需細(xì)思量--切換的目的及依據(jù)6.2.4 炒炒冷飯--功率的控制與時間提前量6.2.5 要唱戲還得先搭臺--小區(qū)信道的配置與分配6.2.6 念念這本經(jīng)--RRM協(xié)議6.3 移動性與安全性的博弈--移動性管理（MM）6.3.1 位置區(qū)域的管理6.3.2 也談SIM卡的破解--安全性管理6.4 從路由到計費--接續(xù)管理（CM）6.4.1 也談路由的查詢--MSISDN與MSRN的索引功能6.4.2 漫游費的由來第7章 要把文章寫好，先要學(xué)好語法--也談七號信令7.1 信令的基礎(chǔ)7.1.1 研究信令的手段--分類7.1.2 從結(jié)構(gòu)形式到控制方式--信令的剖析7.2 從流水線和產(chǎn)業(yè)鏈說起--也談OSI七層模型與七號信令7.3 唐僧開物流公司--也談MTP-1和MTP-27.3.1 白龍馬的世界級企業(yè)夢想--信令數(shù)據(jù)鏈路級MTP-17.3.2 任勞任怨的沙和尚--信令鏈路控制級MTP-27.4 八戒掌握了物流調(diào)度大權(quán)--MTP-37.5 孫悟空重出江湖--SCCP7.6 長袖善舞的太白金星--TCAP第8章 妙手著文章--通過信令流程讓GSM系統(tǒng)運作起來8.1 GSM的信令與協(xié)議8.1.1 接口與協(xié)議8.1.2 Um空中接口&Abis接口8.1.3 A接口的協(xié)議8.2 手機(jī)在通用模式和專用模式下都在干什么8.3 小區(qū)選擇與重選8.3.1 哪家信號好我選哪家--小區(qū)選擇8.3.2 功率！功率！還是功率！--C1算法三要素8.3.3 你信號不好了我就跟你說拜拜--小區(qū)重選8.4 隨機(jī)接入與信道分配8.5 你是誰--鑒權(quán)的用途及算法8.6 加密8.6.1 加密原理與流程8.6.2 代號“海狼行動”--TMSI再分配8.7 記得給媽媽打電話報平安--位置更新與IMSI附著8.7.1 位置區(qū)的設(shè)置8.7.2 位置更新信令流程8.8 讓我們來搭積木--MS主叫流程分析8.9 路由，關(guān)鍵就是路由--MS被叫流程8.9.1 被叫的尋址過程8.9.2 被叫接續(xù)過程8.10 來試試空中接力--切換原因及流程8.10.1 測量報告的由來8.10.2 切換考慮的因素8.10.3 切換的信令流程8.11 本章小結(jié)參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　基站的處理方式與此頗為類似，它總是一刻不停地向外廣播信息，以方便手機(jī)找到它。然而手機(jī)又如何才能聽到基站的廣播信息，從而去鎖定基站呢？　　對于GSM系統(tǒng)而言，不同的基站廣播信息時所使用的頻率不同，這樣GSM手機(jī)必須掃描整個頻段，按信號的強(qiáng)度從最強(qiáng)信號開始逐一檢查，直到找到合適的基站的廣播信息。這很有點像我們在學(xué)校里聽廣播，我們拿著收音機(jī)調(diào)啊調(diào)，調(diào)到一個信號最強(qiáng)的臺然后收聽廣播。不過咱們是手動擋，人家手機(jī)是自動擋?！　DMA手機(jī)鎖定基站的方式要簡單得多。在CDMA系統(tǒng)里，基站固定使用一個頻率（控制載頻）廣播信息，手機(jī)只要調(diào)諧到這個頻率，就可以收到基站的指引信息，從而找到基站。系統(tǒng)的控制載頻在整個CDMA通信網(wǎng)絡(luò)中是統(tǒng)一的，這有點兒像無論在哪里，只要撥打110就可以得到警察的幫助一樣，手機(jī)只要記住控制載頻這個頻率，、接下來的事情就好辦了?！　?.廣播的內(nèi)容　　話說基站是通過廣播指引信息讓手機(jī)找到基站，那么基站都廣播一些什么內(nèi)容呢？　　對于GSM系統(tǒng)而言，另外，由于手機(jī)需要調(diào)整接收頻率以正確接收廣播信息，那么首先需要廣播頻率校正信號。由于GSM是一個時分復(fù)用系統(tǒng)，時間的同步很重要，那么接下來的信息就是同步信號?！　‘?dāng)然還會有一些其他信息，比如基站的標(biāo)識、空中接口的結(jié)構(gòu)參數(shù)（比如這個基站都使用了哪些頻率、屬于哪個位置區(qū)、手機(jī)選擇該小區(qū)的優(yōu)先級等）。這很好理解，就好比旅行團(tuán)的導(dǎo)游會介紹一下當(dāng)?shù)赜心男┚吧?、游完要花多少時間、需要多少花費等一些詳細(xì)信息。你覺得合適就跟團(tuán)，覺得不合適再聽其他團(tuán)的介紹換團(tuán)也可以（根據(jù)小區(qū)的各項信息，如果當(dāng)前小區(qū)不適合停留，則換到別的小區(qū)去）?！　DMA系統(tǒng)與GSM系統(tǒng)類似，首先是廣播導(dǎo)頻信號和同步信號，然后再廣播基站的標(biāo)識和空中接口的結(jié)構(gòu)參數(shù)。　　3.廣播之間避免干擾　　由上可知，廣播信息不但幫助手機(jī)找到和鎖定基站，還能為手機(jī)提供大量當(dāng)前小區(qū)所必需的信息。因為我們希望廣播之間不要互相干擾，不然帶來很多麻煩?！　SM相鄰的基站采取不同的頻率，工作的頻率不同，自然不會產(chǎn)生干擾。就好比兩個人唱歌，一個唱男低音，一個唱花腔女高音，誰也干擾不著誰?！　DMA系統(tǒng)中采用的是一個固定的頻率，但是擴(kuò)頻碼不一樣，也不會產(chǎn)生干擾。就好比一堆導(dǎo)游，一個說中文，一個說英文，一個說意大利語，誰也干擾不著誰?！　?hellip;…

媒體關(guān)注與評論

　　強(qiáng)人，通信業(yè)界的大作家。比當(dāng)年明月還牛。繼續(xù)哈。加油！　　——本兄弟　　LZ牛人！讓我想起了中學(xué)的物理老師，看你的帖子跟聽他的課一樣，是一種享受?！　?mdash;—cpriff　　通俗易懂，正好讓我這種門外漢了解點專業(yè)知識?！　?mdash;—hehaoyi　　有才，越通俗越有水平。入門的極品教材?！　?mdash;—happy小公主　　樓主我愛死你了！我打算把學(xué)校發(fā)的那本教材扔了！嗯，就這么決定了，別讓我失望哈！　　——xxaqustdc　　頂！樓主的大作，我恰恰可以給那幫學(xué)生講講，上課偶辛辛苦苦講原理，還不如讓他們來看樓主的文章呢！他們就喜歡這個調(diào)調(diào)?！　?mdash;—buptgpp　　為有一本通俗易懂的通信讀物而淚流滿面！　　——wikeysai　　有些事，不得不贊；有些人。不得不佩服}將專業(yè)的變?yōu)橥ㄋ椎?，再用通俗的了解去看專業(yè)的，實在是好！支持LZ！　　——psleffort

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