蜂窝移动通信系统的空口演进：TTE、LTE-A、LTEPro和5G - 中国高校教材图书网
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书名： |
蜂窝移动通信系统的空口演进：TTE、LTE-A、LTEPro和5G
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| ISBN： | 978-7-5635-5173-6 |
条码： | |
| 作者： |
许宁
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装订： | 0 |
| 印次： | |
开本： | 16开 |
| 定价： |
￥68.00
折扣价：￥45.56
折扣：0.67
节省了22.44元
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字数： |
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| 出版社： |
北京邮电大学出版社 |
页数： |
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| 发行编号： | |
每包册数： |
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| 出版日期： |
2017-12-01 |
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| 内容简介： |
本书主要对移动通信系统的空口技术进行介绍，包括LTE、LTEA、LTEA Pro空口技术的原理和工作方式，以及5G新空口的最新进展。全书共6章，第1章围绕移动互联网的发展对移动通信系统进行概述，第2章介绍空口协议栈的高层部分，第3章和第4章对空口链路中最重要的物理层进行介绍，第5章介绍空口接入和无线连接管理等控制面的内容，第6章针对移动通信系统面向多样化演进的MTC、NBIoT、D2D和5G NR进行介绍。
本书适合从事移动通信行业的工程技术人员作为参考资料使用，也可以供通信工程专业的高校学生阅读。
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| 作者简介： |
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| 章节目录： |
目录
第1章蜂窝移动通信系统概貌1
11极简发展史1
111通信技术的发展1
112移动通信系统的发展9
113移动互联网的发展13
12要解决的主要问题15
121概述15
122无线信道高速数据传输17
123无线链路高效组网20
124时延24
125移动性25
126性价比27
13系统的组成28
131网元28
132网络架构31
133接口和协议栈32
134传输网34
135系统特点40
14提供的服务43
141PDN连接43
142QoS保障45
143安全保障47
144语音业务52
145广播和组播业务54
第2章空口数据传递58
21空口概述58
211空口链路层协议栈59
212无线承载和信道61
213TCP对空口设计的影响65
22PDCP层66
221概述66
222按序传递67
223头压缩70
224空口加密和完整性保护71
225丢弃超时包73
226PDCP协议数据格式74
23RLC层75
231概述75
232分段和级联77
233重组、排序和重传78
234RLC协议数据格式84
24MAC层86
241概述86
242调度89
243HARQ93
244BSR95
245逻辑信道优先级处理97
246MAC协议数据格式98
第3章空口物理层基础100
31空口物理层的特点101
311基本的无线通信链路101
312LTE物理层关键特性105
32OFDM和SCFDMA107
321多载波传输107
322OFDM108
323SCFDMA116
33空口时频资源117
331概述117
332时域资源划分118
333频域资源划分118
334带宽配置119
335工作频段和频点120
34双工方式123
341FDD和TDD123
342TDD的帧结构125
343上行同步和上行定时提前127
344TDD保护间隔128
345FDD半双工130
35链路自适应130
351自适应调制编码130
352CQI反馈131
353HARQ134
354功率控制140
36多天线技术143
361概述143
362空间发送分集144
363空分复用148
364波束赋形154
365多天线接收155
366信道空间信息获取159
367天线形态和空间相关性161
368Massive MIMO163
37小区间同频干扰抑制166
371概述166
372ICIC167
373HetNet和CRE169
374eICIC和FeICIC170
375CoMP172
38载波聚合176
381CA概述176
382CA分类和应用场景178
383CA的配置和激活181
384双连接182
385LAA185
386LWA和LWIP187
39终端等级和能力189
第4章深入空口物理层192
41下行物理层193
411概述193
412下行数据信道PDSCH195
413下行参考信号200
414下行MIMO传输211
415下行控制信道229
416下行调度和资源分配244
417下行功率分配253
418MBSFN子帧和组播信道发送255
42上行物理层256
421概述256
422上行数据信道PUSCH258
423上行参考信号259
424上行控制信道269
425PUSCH发送上行控制信息285
426上行MIMO传输288
427上行调度和资源分配292
428上行功率控制297
第5章空口接入和无线连接管理306
51接入网络和移动性管理307
511网络附着和连接建立307
512终端状态转换308
513空口接入309
514移动性管理311
52系统信息广播313
521概述313
522MIB和PBCH314
523SIB316
524系统信息更新318
53同步信号和PCI获取319
531物理层同步信号319
532获取同步和PCI321
54小区选择和重选322
541小区选择322
542接入限制324
543小区重选325
55随机接入329
551概述329
552四步过程330
553PRACH336
554无竞争随机接入340
56无线连接管理341
561RRC连接控制341
562连接态DRX349
563小区快速开关和发现信号351
57切换352
571概述352
572连接态测量和上报353
573基于X2接口的切换过程358
574基于S1接口的切换过程361
575无损切换363
576切换中的密钥管理364
577切换失败恢复366
58寻呼366
581空闲态移动性管理366
583寻呼时机370
59Un接口372
591Relay概述372
592Un接口的数据发送374
593Un接口的物理层控制信道375
594Un接口的HARQ376
595Un接口建立377
第6章移动通信系统的多样化演进378
61移动通信系统的演进需求379
611概述379
612持续增长的移动宽带需求379
613新的数据传递模式380
614系统演进的性能目标381
62MTC382
621概述382
622MTC终端能力等级383
623MTC覆盖增强384
624MTC节电方式388
625MTC过载控制390
63NBIoT390
631概述390
632NBIoT的数据传递391
633NBIoT的空口接入396
64D2D398
641概述398
642D2D通信400
643D2D发现402
644D2D同步402
655G403
651概述403
652系统架构404
653新空口406
附录ZC序列特性411
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| 精彩片段： |
蜂窝移动通信网络是信息基础设施的重要组成部分，在当今信息社会中起着十分重要的作用。传统的蜂窝移动通信系统以语音业务为主，方便人们随时随地进行实时沟通。随着互联网的迅速发展，移动通信网络迅速成为接入互联网的主要工具。语音不再是主要的业务模式，以TCP/IP为基础的互联网应用占据了主流。蜂窝移动通信网络与互联网结合，催生了移动互联网。移动互联网对个人生活、娱乐、商业、公共服务等诸多方面产生了巨大影响。这一演进深刻影响了移动通信系统的网络架构和工作方式，使其与传统系统既有继承关系，又有很大改进。从整个移动互联网来看，移动通信网络扮演接入网的角色。而由于历史原因和商业因素，移动通信系统本身又是一个自成一体的通信系统。因此，移动通信系统涉及的内容非常繁杂。
为了帮助读者理解这一复杂系统，本书以空口接入技术为主，从数据传递、网络接入、连接和移动性管理等方面介绍移动通信系统。在内容选择方面，由于蜂窝移动通信系统现已演进到第4代，第5代系统也正在研发当中，因此本书聚焦于当前正在大规模建设和运营的4G移动通信系统，即通常所说的LTE/LTEA系统。在LTE/LTEA的基础上，本书还纳入了最新的LTEA Pro相关技术，并结合移动互联网的新发展介绍即将出现的5G系统关键技术。对于已经或即将退出历史舞台的技术则不做重点讨论。在内容组织方面，作者希望将通俗性和严谨性相结合，从系统概貌逐步深入到关键技术，帮助读者建立全局的概念并了解其中的细节。全局概念只是回答了移动通信系统“是什么”的问题，只有深入细节，才能回答移动通信系统“为什么”这样设计和“怎么样”达到其设计目标的问题。通过阐述现有系统的优势和欠缺，希望能引发读者思考如何优化现有系统，以及如何设计未来系统。为了达到这一目的，本书以“先概述后深入”为章节内容编排的原则，将全书组织如下。
第1章以简要介绍通信系统发展历史脉络入手，不仅帮助读者回顾通信系统的基本概念，而且从中归纳通信技术发展的大趋势，即IP化和承载/控制分离。本书以蜂窝移动互联网用户在移动通信网络的日常用例，给出移动通信系统需要提供的服务，并讨论其面临的问题，这些问题是移动通信系统设计的出发点。通过第1章对4G移动通信系统的整体介绍，希望为读者建立起初步理解和思考的基础。由于蜂窝移动通信系统是在移动互联网的大背景下工作的，本书以互联网的TCP/IP通信模型为基础，介绍移动通信网络在其中作为链路层的作用，重点讨论这一“链路层”的特殊之处，包括它的协议栈、传输网以及特有的Relay和家庭基站等接入方式。移动通信系统在传递数据方面区别于通用IP网络之处包括其QoS机制、安全保障、特色服务等方面。
第2章是对空口协议栈的整体介绍，包括协议栈组成、各子层关系、无线承载和信道等概念，重点介绍PDCP、RLC和MAC层的工作方式。对于每一个子层，内容安排为：先概述，即介绍该层的基本概念、主要功能、发端和收端对上层数据包的处理；再详解，即深入介绍该层的主要功能；最后总结协议数据格式，即完整介绍该层的协议数据格式。
空口的物理层作为最复杂的部分，分为两章介绍。第3章主要给出物理层设计的基本原理和关键技术，包括LTE、LTEA以及LTEPro使用的OFDM、MIMO、灵活双工、HARQ、AMC、功率控制、ICIC、CoMP、载波聚合、LAA、LWA等。第4章则给出系统实现这些原理和技术的运行细节。对于各个技术细节，作者尽量围绕第1章提出的几个问题来解释其设计原因，即按 “为什么”和“怎么做”来进行阐述。第4章对上行和下行物理共享信道、控制信道、参考信号以及资源分配进行详细介绍。
第5章则聚焦于空口链路的控制面，介绍空口接入和空口链路管理。这里不仅包括了RRC层信令内容，也包括了前面章节未介绍的物理层和MAC层关于空口接入的内容。空口链路管理包括连接态和空闲态两类，本书重点介绍切换和寻呼这两个与空口密切相关的过程。有了对空口协议栈全面的了解，理解本章最后的Relay的Un空口特点就较为容易了。
蜂窝移动通信系统是一个持续发展和演进的系统，它不断吸纳新技术、满足互联网和信息社会的新需求。除了第1章中讨论的问题，移动通信系统还面临着业务多样化的挑战。在理解了移动通信系统提供的通用数据传递和移动性管理服务后，读者可在第6章了解移动通信系统应对特定业务所支持的新技术，包括D2D、MTC、NBIOT等。移动通信系统的下一代，即5G系统，正是朝着多样化发展，并解决因多样化所带来的新问题。由于在本书写作期间5G系统尚未定型，因此本书在第5章只讨论5G系统的整体目标和关键技术。
一本书并不能涵盖蜂窝移动通信系统的所有方面，由于篇幅所限，本书重点涵盖了移动通信系统最重要也是最有特点的空口链路工作方式。此外作者根据自身理解的重点对内容进行了取舍，例如一些内容尽管在标准化过程中讨论较多，但由于各种原因并没有规模化应用，则没有纳入书中，或是仅做简单介绍。在内容的安排上，也没有把一些技术或新特性单独介绍，而是根据它们在系统中的作用，把它们安排在合适的章节中。如果读者希望获得更深入的细节，可以按文中给出的标准文档索引参阅相关标准。尽管标准文档更加权威，但它们是为实现系统的人写的，而不是为学习这一系统的人而写，因此并不容易阅读。基站与终端之间的空口标准具有“非对称”的特点，即对终端的行为进行了详细的标准化，而作为控制者的网络侧，则只需知道终端对某个信令会做何种操作。通过标准化的终端行为，基站可以根据某个目的以及预测终端行为所带来的结果，来控制终端进行这样或那样的操作。至于在什么情况下下发哪个信令以达到某个目的，则留给基站自由实现。因此单从标准文档中较难知道网络如何工作以及为什么这样工作。本书希望不仅做知识的搬运工，还试图解释通信标准背后的逻辑，让读者能用较短的时间尽快理解通信系统中相对重要的内容，并能帮助读者更容易阅读标准文档。通信技术中有大量的专有名词和缩写，在用中文表达时可能存在多种译法。为了辅助读者将本书内容与标准协议和英文文献对应起来，本书对于专有名词和缩写一般都附以英文全拼。此外，书中的章节索引希望能帮助读者方便翻阅到感兴趣的内容。在写作过程中，作者通过对照协议标准和请教专家等方式尽量避免出现错误，但总会存在疏漏的地方，希望读者不吝指出，在此提前感谢。
最后，感谢中国移动通信研究院的众多同事在本书写作过程中提供的帮助，特别是张龙、旷婧华、韩晶、毛剑慧、邓伟等同事对多处技术细节的指正。
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