無線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)

內(nèi)容概要

1897年馬可尼（Marconi）在英格蘭海峽首次成功地進(jìn)行了兩艘行駛船只之間的無線電通信。從此，人們對(duì)無線通信的研究開發(fā)就一直傾注著極大的熱情。人類對(duì)無線通信尤其是移動(dòng)通信的需求也急劇地增長(zhǎng)，人們正期待著5W（無論任何人在何時(shí)、何地，可以跟任何人進(jìn)行任何種類——語音、數(shù)據(jù)和圖像等的通信）理想個(gè)人通信時(shí)代的到來。
移動(dòng)無線通信雖然已經(jīng)歷了一百多年的發(fā)展歷程，但最令人不可思議的高速發(fā)展時(shí)期還是二十世紀(jì)最后這一二十年時(shí)間。之所以在這一二十年間移動(dòng)通信發(fā)展如此之快，主要?dú)w功于微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展和構(gòu)思新穎的蜂窩技術(shù)（頻率復(fù)用和越區(qū)切換）的不斷完善。移動(dòng)通信已成為現(xiàn)代IT產(chǎn)業(yè)最活躍、最富有生機(jī)的領(lǐng)域，全世界移動(dòng)通信的年增長(zhǎng)率平均達(dá)到了30%以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于全世界GDP的年增長(zhǎng)率，而且有人預(yù)測(cè)在近一二十年內(nèi)將一直維持這種增長(zhǎng)勢(shì)頭。所以，移動(dòng)通信不僅給人類社會(huì)帶來了極大的方便，也給人類社會(huì)創(chuàng)造了巨大的財(cái)富。
英特網(wǎng)（Internet）是近十年迅速發(fā)展起來的又一新興產(chǎn)業(yè)。而英特網(wǎng)的發(fā)展又給移動(dòng)通信注入了新的活力，拓展了新的發(fā)展空間：無線移動(dòng)辦公、無線移動(dòng)銀行、無線移動(dòng)教育……總之，無線英特網(wǎng)正悄悄地進(jìn)入人類社會(huì)的各個(gè)角落。隨著移動(dòng)通信和英特網(wǎng)的無縫融合，世界將會(huì)變成怎樣？誰也難以預(yù)測(cè)，而且由此帶來的商機(jī)也是無法估計(jì)的。我們完全可以用“只怕想不到，不怕做不到”這句現(xiàn)代名言來形容無線移動(dòng)英特網(wǎng)將會(huì)給我們帶來的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。人們已經(jīng)預(yù)測(cè)，到2005年移動(dòng)通信網(wǎng)上的用戶會(huì)超過8億戶，而英特網(wǎng)的用戶會(huì)超過7億戶。如此巨大的潛在市場(chǎng)，使通信行業(yè)在最近幾年集中瞄準(zhǔn)了這個(gè)發(fā)展大方向，出現(xiàn)了諸如GPRS、3G、WAP等等新概念、新名詞。隨著3G（第三代移動(dòng)通信）時(shí)代的到來，移動(dòng)通信與英特網(wǎng)將會(huì)實(shí)現(xiàn)完美締結(jié)，真正意義上的5W個(gè)人通信新時(shí)代也就離我們相差無幾了。讓我們翹首以待吧！
本書是專門介紹現(xiàn)代移動(dòng)通信系統(tǒng)和相關(guān)技術(shù)的專著，由兩部分組成：第一部分（第1～8章）主要討論移動(dòng)無線通信系統(tǒng)的基本技術(shù)和基本概念；第二部分（第9～14章）對(duì)現(xiàn)有最為重要的幾大移動(dòng)通信系統(tǒng)進(jìn)行了介紹。其中第1章作為概述，主要介紹了移動(dòng)通信的發(fā)展歷程，并對(duì)目前世界上與移動(dòng)通信有關(guān)的一些標(biāo)準(zhǔn)化組織和管理部門進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹；第2章對(duì)移動(dòng)無線環(huán)境所具有的不同特性及其對(duì)移動(dòng)無線鏈路的影響進(jìn)行了簡(jiǎn)單描述，并介紹了用于信號(hào)傳播預(yù)測(cè)的最為重要的幾個(gè)模型。第3章對(duì)多路訪問技術(shù)以及如何在幾個(gè)用戶中供享多大的帶寬等進(jìn)行了討論，同時(shí)介紹了隨機(jī)訪問協(xié)議。第4章重申了無線調(diào)制解調(diào)器的不同點(diǎn)，并討論了是如何用它們來克服因無線傳輸所帶來的各種問題的。第5章涉及安全問題，這是與使用無線電資源相聯(lián)系的最重要的問題之一。主要考慮系統(tǒng)對(duì)非法用戶入侵和竊聽的防護(hù)，使用戶對(duì)無線通信建立起信任感。第6章討論了蜂窩的概念，蜂窩技術(shù)使得頻率復(fù)用成為可能，這樣就可以覆蓋幾乎不受限制的區(qū)域，并為幾乎任意多的用戶服務(wù)。本章對(duì)蜂窩系統(tǒng)的基本概念進(jìn)行了詳細(xì)介紹，對(duì)用于提高蜂窩系統(tǒng)固有容量的技術(shù)，如功率控制、跳頻等進(jìn)行了討論。第7章則重點(diǎn)介紹了蜂窩系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，包括工程實(shí)施、蜂窩設(shè)計(jì)以及在這一過程中的每一步驟。第8章詳細(xì)介紹了越區(qū)切換和位置管理或者叫慢游兩大移動(dòng)性管理功能及其相關(guān)的技術(shù)。
第二部分主要介紹地面無線通信系統(tǒng)，討論了五種類型的系統(tǒng)，它們是專業(yè)無線通信系統(tǒng)、無繩系統(tǒng)、尋呼系統(tǒng)、蜂窩網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。在這一部分還介紹了幾大數(shù)字系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，主要有TETRA，DECT，PHS，ERMES，GSM，IS-95，PDC，IEEE802.11，HIPERLAN，MOBITEX，CDPD。其中第9章介紹最古老的移動(dòng)電信系統(tǒng)，稱之為個(gè)人移動(dòng)無線電臺(tái)（PMR）。第10章重點(diǎn)介紹無繩電話系統(tǒng)，另外還附帶討論了固定無線分配系統(tǒng)，或者叫無線本地環(huán)路（WLL）。第11章介紹尋呼系統(tǒng)，也叫單向信息廣播。第12章對(duì)幾個(gè)使用最廣泛的蜂窩系統(tǒng)進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹。由于在本書第一部分已就其與系統(tǒng)管理相關(guān)聯(lián)的問題作了討論，所以這一章只限于介紹系統(tǒng)的主要特點(diǎn)，如系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和無線接口。第13章重點(diǎn)介紹了廣域數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)和無線本地網(wǎng)絡(luò)。
本書作為全面論述現(xiàn)代移動(dòng)通信系統(tǒng)和相關(guān)技術(shù)的專著，內(nèi)容豐富，系統(tǒng)性強(qiáng)。全書圖文并茂，論述深入淺出，概念清晰，易于理解。本書在重點(diǎn)論述移動(dòng)通信基本概念及其相關(guān)技術(shù)的同時(shí)，還著重介紹了各種移動(dòng)通信系統(tǒng)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和工程設(shè)計(jì)方法。所以，本書實(shí)際上類似于一本移動(dòng)通信手冊(cè)，對(duì)從事移動(dòng)通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)和工程實(shí)施的工程技術(shù)人員具有很高的參考價(jià)值和工程指導(dǎo)意義。本書雖然主要是為工程技術(shù)人員撰寫的，但本書的第一部分主要介紹移動(dòng)通信的基本概念、基本理論和基本技術(shù)，論述非常簡(jiǎn)潔、清晰，易學(xué)、易懂。所以本書也非常適合于大專院校相關(guān)專業(yè)的師生閱讀。而本書的第二部分又詳細(xì)介紹了幾乎目前所有的地面移動(dòng)通信系統(tǒng)，通過對(duì)這一部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)，對(duì)在校學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，加深對(duì)實(shí)際移動(dòng)通信系統(tǒng)的感性認(rèn)識(shí)，更加全面系統(tǒng)地掌握所學(xué)到的知識(shí)，并為將來從事實(shí)際工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)會(huì)起到事半功倍的作用。所以，本書不僅對(duì)工程技術(shù)人員來說是一本很好的參考書，也可以作為大專院校相關(guān)專業(yè)的教學(xué)用書。
本書由李新付、樓才義、徐建良翻譯，楊小牛負(fù)責(zé)全書的審校，并翻譯了第1章和第10章；第2，6，7，8，12章由李新付翻譯；第3，4，5，13章由樓才義翻譯；第9，11章由徐建良翻譯。由于譯者的翻譯水平有限，專業(yè)知識(shí)也比較貧乏，特別是對(duì)書中某些尚無統(tǒng)一譯法的專業(yè)技術(shù)術(shù)語在翻譯時(shí)很難準(zhǔn)確把握其原義，錯(cuò)誤在所難免，敬請(qǐng)讀者批評(píng)指正。
譯    者
?                                          2001年9月10日

書籍目錄

第1章  引言
?1.1  歷史和發(fā)展
?    1.1.1  第一階段:理論基礎(chǔ)
?    1.1.2  第二階段:開發(fā)和應(yīng)用
?    1.1.3  第三階段:移動(dòng)業(yè)務(wù)大眾化
?    1.1.4  移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)展
?    1.1.5  設(shè)備開發(fā)
?1.2  固定網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)之間的差別
?    1.2.1  頻譜受限
?    1.2.2  無線鏈路的波動(dòng)性
?    1.2.3  用戶接入點(diǎn)的不確定性和可變性
?1.3  頻譜和標(biāo)準(zhǔn)化管理
?    1.3.1  國(guó)際組織
?    1．3．2  歐洲組織
?    1．3．3  美國(guó)的一些組織
?1.4  本書主要內(nèi)容
?附錄1A  頻段及其對(duì)應(yīng)業(yè)務(wù)和應(yīng)用
?參考文獻(xiàn)
第2章  移動(dòng)無線環(huán)境的傳播特性
?2.1  基本天線單元
?    2.1.1  天線的主要特性
?    2.1.2  常用天線
?    2.1.3  天線間的互耦
?    2.1.4  設(shè)計(jì)和選擇天線時(shí)需要考慮的參數(shù)
?    2.1.5  接收功率的推算
?2.2  移動(dòng)信道中電波的傳輸
?    2.2.1  傳輸路徑損耗
?    2.2.2  植被引起的損耗
?    2.2.3  大氣層引起的損耗
?    2.2.4  繞射和菲涅爾區(qū)
?    2.2.5  多徑
?    2.2.6  時(shí)延擴(kuò)散
?    2.2.7  瑞利衰落
?    2.2.8  多譜勒頻移
?    2.2.9  室內(nèi)環(huán)境中的傳輸特性
?    2.2.10  密集市區(qū)環(huán)境中的傳播
?    2.2.11  小結(jié)
?2.3  干擾和噪聲
?    2.3.1  噪聲
?    2.3.2  干擾
?2.4  傳播預(yù)測(cè)模型
?    2.4.1  統(tǒng)計(jì)法
?    2.4.2  精確的預(yù)測(cè)方法和射線跟蹤（或發(fā)射）法
?2.5  小結(jié)
?附錄2A  影響信號(hào)接收的噪聲
?    2A.1  內(nèi)部噪聲源
?        2A.1.1  熱噪聲
?        2A.1.2  散彈噪聲
?        2A.1.3  閃爍噪聲
?    2A.2  外部噪聲源
?        2A.2.1  大氣噪聲
?        2A.2.2  銀河系噪聲
?        2A.2.3  人為噪聲
?附錄2B  分貝
?附錄2C  平地傳輸公式的確定
?參考文獻(xiàn)
第3章  接入-無線信道定義和信道接入
?3.1  多址方式
?    3.1.1  定義——窄帶系統(tǒng)和寬帶系統(tǒng)
?    3.1.2  頻分多址
?    3.1.3  時(shí)分多址
?    3.1.4  碼分多址
?    3.1.5  結(jié)論
?3.2  隨機(jī)接入?yún)f(xié)議
?    3.2.1  無時(shí)隙和無載波檢測(cè)協(xié)議
?    3.2.2  載波檢測(cè)協(xié)議
?    3.2.3  無檢測(cè)時(shí)隙協(xié)議
?    3.2.4  基于預(yù)約幀協(xié)議
?3.3  結(jié)論
?附錄3A  TDMA系統(tǒng)效率測(cè)量
?附錄3B  一些隨機(jī)接入?yún)f(xié)議的吞吐率
?參考文獻(xiàn)
第4章  消除信道缺陷
?4.1  用于傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
?    4.1.1  傳輸系統(tǒng)的回顧
?    4.1.2  調(diào)制
?    4.1.3  誤碼控制：ARQ和FEC
?    4.1.4  均衡
?    4.1.5  交織
?4.2  分集技術(shù)
?    4.2.1  微觀分集技術(shù)
?    4.2.2  宏觀分集技術(shù)
?4.3  自適應(yīng)天線
?    4.3.1  陣列天線
?    4.3.2  智能天線
?    4.3.3  空分多址技術(shù)(SDMA)
?    4.3.4  陣列天線的優(yōu)缺點(diǎn)
?4.4  結(jié)論
?參考文獻(xiàn)
第5章  安全
?5.1  定義和一般性問題
?    5.1.1  問題的復(fù)雜性
?    5.1.2  內(nèi)部和外部保護(hù)
?    5.1.3  攻擊和安全問題的由來
?    5.1.4  在OSI模型中定義的安全服務(wù)和機(jī)制
?5.2  保密問題
?    5.2.1  保密等級(jí)
?    5.2.2  數(shù)據(jù)保護(hù)
?5.3  保護(hù)方法
?    5.3.1  通信的保密性：密碼和加密
?    5.3.2  利用隱地址定位的保密性
?    5.3.3  接入安全：完整性和鑒權(quán)
?    5.3.4  簽名和電子簽名
?    5.3.5  一些反欺詐的方法
?    5.3.6  結(jié)論
?5.4  安全性能實(shí)現(xiàn)的例子
?    5.4.1  在CT2和DECT系統(tǒng)中的鑒權(quán)
?    5.4.2  在蜂窩系統(tǒng)中的鑒權(quán)
?5.5  結(jié)論及未來系統(tǒng)的安全特性
?附錄5A  保密密鑰的分發(fā)
?參考文獻(xiàn)
第6章  蜂窩系統(tǒng)的資源管理
?6.1  歷史回顧
?6.2  蜂窩概念
?    6.2.1  頻率復(fù)用
?    6.2.2  復(fù)用距離和區(qū)群中的小區(qū)數(shù)
?    6.2.3  系統(tǒng)容量
?    6.2.4  鏈路預(yù)算
?    6.2.5  小結(jié)
?6.3  系統(tǒng)擴(kuò)容技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量的改善
?    6.3.1  跳頻
?    6.3.2  斷續(xù)傳輸和分組傳輸模式
?    6.3.3  功率控制
?    6.3.4  動(dòng)態(tài)信道分配
?6.4  蜂窩系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)
?    6.4.1  網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)NSS
?    6.4.2  BSS
?參考文獻(xiàn)?
第7章  蜂窩系統(tǒng)規(guī)劃和工程實(shí)施
?7.1  蜂窩網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃要素
?    7.1.1  網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃過程的重要性
?    7.1.2  網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的目的和所遇到的問題
?    7.1.3  覆蓋目的
?    7.1.4  主要步驟
?7.2  業(yè)務(wù)量估計(jì)基礎(chǔ)
?    7.2.1  業(yè)務(wù)量的預(yù)測(cè)
?    7.2.2  服務(wù)質(zhì)量參數(shù)
?    7.2.3  小區(qū)半徑的確定
?    7.2.4  確定GSM網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的處理過程
?    7.2.5  小結(jié)
?7.3  蜂窩網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃階段
?    7.3.1  無線規(guī)劃
?    7.3.2  固定網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃
?    7.3.3  小結(jié)
?7.4  系統(tǒng)調(diào)試
?    7.4.1  小區(qū)和網(wǎng)絡(luò)的識(shí)別參數(shù)
?    7.4.2  小區(qū)選擇參數(shù)
?    7.4.3  鏈路控制參數(shù)
?    7.4.4  功率控制參數(shù)
?7.5  蜂窩網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)容
?    7.5.1  增加新的信道
?    7.5.2  信道借用（channel borrowing）
?    7.5.3  小區(qū)復(fù)用模式的修正
?    7.5.4  小區(qū)分裂
?    7.5.5  小區(qū)扇區(qū)化
?    7.5.6  向下傾斜輻射（Down?Tilting）
?    7.5.7  小區(qū)分層
?    7.5.8  微蜂窩技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
?    7.5.9  擴(kuò)容方法的比較
?7.6  小結(jié)
?附錄7A  通信質(zhì)量
?附錄7B  愛爾蘭公式
?附錄7C  愛爾蘭表舉例
?參考文獻(xiàn)
第8章  移動(dòng)性管理
?8.1  無線移動(dòng)管理：切換過程
?    8.1.1  切換的基本原理
?    8.1.2  切換過程的重要性
?    8.1.3  切換過程的不同階段
?    8.1.4  從網(wǎng)絡(luò)方面來看切換的類型
?    8.1.5  切換過程的評(píng)價(jià)
?    8.1.6  切換過程的業(yè)務(wù)量
?    8.1.7  模擬系統(tǒng)中的切換過程
?    8.1.8  第二代系統(tǒng)中的切換
?    8.1.9  第三代系統(tǒng)中的切換
?    8.1.10  總結(jié)
?8.2  網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)性：小區(qū)選擇和漫游
?    8.2.1  小區(qū)選擇/重新選擇處理過程
?    8.2.2  位置管理
?    8.2.3  固定通信網(wǎng)絡(luò)與移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)之間的移動(dòng)性管理：通用個(gè)人電信（UPT）概念
?8.3  小結(jié)
?附錄8A  第三代系統(tǒng)中的位置管理方法
?8A.1  無記憶的方法
?        8A.1.1  數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)
?        8A.1.2  固定網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化
?        8A.1.3  位置區(qū)與尋呼區(qū)相結(jié)合
?        8A.1.4  多層位置區(qū)（Multilayer LAs）
?        8A.1.5  一種減少信令交換的方法
?8A.2  基于記憶的方法
?        8A.2.1  用于動(dòng)態(tài)位置區(qū)和尋呼區(qū)大小分配/調(diào)整的短期觀測(cè)
?        8A.2.2  單個(gè)用戶模式
?        8A.2.3  用戶短期運(yùn)動(dòng)行為的預(yù)測(cè)
?        8A.2.4  移動(dòng)性統(tǒng)計(jì)
?附錄8B  UPT的主要特征
?參考文獻(xiàn)
第9章  專用移動(dòng)無線電系統(tǒng)
?9.1  PMR歷史背景
?    9.1.1  定義和一般背景
?    9.1.2  基于用戶需求的PMR類型
?    9.1.3  PMR用戶和組織的分類
?    9.1.4  PMR的一般分類
?    9.1.5  按照運(yùn)作方式的PMR網(wǎng)絡(luò)分類
?9.2    PMR業(yè)務(wù)
?    9.2.1  PMR特點(diǎn)
?    9.2.2  PMR所提供的業(yè)務(wù)
?    9.2.3  小結(jié)
?9.3  傳統(tǒng)的PMR系統(tǒng)
?    9.3.1  傳統(tǒng)PMR系統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
?    9.3.2  傳統(tǒng)PMR無線系統(tǒng)的弱點(diǎn)
?9.4  集群無線網(wǎng)絡(luò)
?    9.4.1  集群系統(tǒng)的歷史
?    9.4.2  集群方式的效率
?    9.4.3  集群系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
?    9.4.4  集群移動(dòng)通信系統(tǒng)工程
?    9.4.5  TETRA
?    9.4.6  TETRAPOL
?    9.4.7  傳統(tǒng)的PMR系統(tǒng)/模擬集群系統(tǒng)/數(shù)字集群系統(tǒng)比較
?    9.4.8  近距離商務(wù)無線電
?9.5  PMR的進(jìn)展
?參考文獻(xiàn)
第10章  無繩系統(tǒng)與應(yīng)用
?10.1  基本原理和應(yīng)用
?    10.1.1  特性
?    10.1.2  應(yīng)用
?10．2  無繩系統(tǒng)舉例
?    10．2．1  CT2
?    10.2.2  DECT
?    10.2.3  PHS
?    10.2.4  PSCS系統(tǒng)
?10．3  總結(jié)
?參考文獻(xiàn)
第11章  尋呼系統(tǒng)
?11.1  尋呼系統(tǒng)概念和基本原理
?    11.1.1  尋呼系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
?    11.1.2  尋呼系統(tǒng)信令方式
?    11.1.3  尋呼系統(tǒng)傳輸信道
?    11.1.4  尋呼系統(tǒng)業(yè)務(wù)
?    11.1.5  尋呼系統(tǒng)工程
?11.2  單向?qū)ず粝到y(tǒng)的例子
?    11.2.1  Eurosignal尋呼系統(tǒng)
?    11.2.2  POCSAG
?    11.2.3  Ermes
?11.3  小結(jié)
?參考文獻(xiàn)
第12章  蜂窩網(wǎng)絡(luò)
?12.1  第一代系統(tǒng)
?    12.1.1  Radiocom 2000系統(tǒng)
?    12.1.2  AMPS系統(tǒng)
?    12.1?3  NMT系統(tǒng)
?12.2  第二代系統(tǒng)
?    12.2.1  GSM系統(tǒng)
?    12.2.2  D?AMPS系統(tǒng)
?    12.2.3  IS?95系統(tǒng)
?    12.2.4  個(gè)人數(shù)字蜂窩系統(tǒng)
?12.3  小結(jié)
?附錄12A  GSM各個(gè)階段的功能
?參考文獻(xiàn)
第13章  無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)
?13.1  無線局域網(wǎng)
?    13.1.1  各類無線LAN系統(tǒng)
?    13.1.2  根據(jù)所用的技術(shù)分類
?    13.1.3  無線LAN的應(yīng)用
?    13.1.4  HIPERLAN標(biāo)準(zhǔn)
?    13.1.5  802.11標(biāo)準(zhǔn)
?    13.1.6  結(jié)論
?13.2  廣域無線數(shù)據(jù)網(wǎng)
?    13.2.1  系統(tǒng)類型和演變
?    13.2.2  ARDIS
?    13.2.3  Mobitex 系統(tǒng)
?    13.2.4  蜂窩數(shù)字分組數(shù)據(jù)(CDPD)
?    13.2.5  通用分組無線服務(wù)
?13.3  結(jié)論
?參考文獻(xiàn)

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無

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