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张明和 著

图书标签:

• 4G
• LTE
• EPC
• 移动通信
• 无线通信
• 网络技术
• 通信工程
• 通信协议
• 移动网络
• 技术入门

出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115409591

版次：1

商品编码：11835363

包装：平装

开本：16开

出版时间：2016-01-01

用纸：胶版纸

页数：264

正文语种：中文

编辑推荐

　　大话通信系列后续图书，续写畅销书神话，华为公司专家热帖"纵横4海：深入浅出EPC原理"，网贴点击量达数十万次，数千铁杆粉丝踊跃订购，《大话无线通信》《大话移动通信》作者丁奇盛赞推荐本书在讲解流程知识的过程中，尝试探究技术方案产生的背后原因，使读者不但“知其然”，更“知其所以然”。作者相信“一图胜千言”，因此本书采用大量图表来说明复杂的技术原理。
　　另外，本书注重理论结合实践，图中采用大量消息讲解流程原理，为读者呈现关键信元如何在消息中封装，具有很强的实际网络运维工作指导意义。

内容简介

　　本书是一本介绍4G网络内容的图书。本书首先介绍了4G核心网（EPC）的概念、接口和演进特点，然后从用户状态和基本的附着流程介绍EPC网络的流程和业务—包括日常4G网络运维工作中常见的切换、服务请求和跟踪区更新等流程，并对鉴权和网络拓扑选择等难点进行深入讲解；紧接着，本书探讨了CDMA网络的历史、特点、CDMA与3GPP移动数据核心网的区别，以及CDMA如何演进到3GPP架构下的4G网络；然后，本书针对4G网络3个技术难点—CSFB语音方案、QoS、VoLTE和SRVCC进行了深入分析和讲解。在本书的末章，对全球移动数据网络国际漫游架构进行了分析。
　　本书来源于作者在公司内部社区的博客连载。本书在讲解流程知识的过程中，尝试探究技术方案产生的背后原因，使读者不但“知其然”，更“知其所以然”。作者相信“一图胜千言”，因此本书采用大量图表来说明复杂的技术原理。另外，本书注重理论结合实践，图中采用大量消息讲解流程原理，为读者呈现关键信元如何在消息中封装，具有很强的实际网络运维工作指导意义。
　　本书可供无线通信技术初学者用来“从无到有”建立移动数据核心网的完整知识框架，也可作为4G相关网络设计、优化、维护人员进行问题处理的参考书，另外还可作为移动通信行业管理人员了解4G网络原理和业务的读物。

作者简介

　　张明和，华为公司高级工程师。毕业于上海交通大学电子信息工程专业。在通信行业十年，从事过GPRS网络、3G网络、4G网络的工程建设、培训和维护等工作。熟悉移动数据核心网的架构、流程和业务，有着丰富的实际网络规划、建设和维护经验。在华为公司多次荣获“技术尖兵”、“金笔奖”等荣誉，技术资料写作和授课经验丰富，所写文章被评“深入浅出、通俗易懂”。

目录

第1章 概述 1
1．1　关于4G的几个概念　1
1．2　长期演进，演进到哪里了　2
1．3　认识EPC网络的网元　5
1．4　移动宽带网络的本质　7
1．5　EPC网络的接口　8
1．6　EPC网络的协议　11
1．7　EPC网络的业务　14
第2章　EPC网络基本流程　19
2．1　历史从未走远　19
2．2　为什么会有状态　21
2．3　需要澄清的概念　22
2．4　EPC网络中有哪些状态　22
2．5　协议对附着流程的描述　25
2．6　关于4G网络的承载　31
2．7　分解附着过程　32
2．8　S1接口信令连接的建立和获取用户标识　35
2．8．1　S1接口信令连接的建立　35
2．8．2　获取用户身份标识　38
2．9　鉴权流程和安全流程　42
2．10　Diameter选路　48
2．10．1　七号链路时代的Gr接口选路　49
2．10．2　IP时代的S6a接口选路　49
2．11　位置更新流程　52
2．11．1　注册用户当前所在MME　52
2．11．2　不只是响应的响应　54
2．12　承载的创建　56
2．12．1　先澄清几个概念　56
2．12．2　默认承载创建流程　57
2．12．3　承载建立过程消息分解　59
2．13　DNS和网络拓扑选择　65
2．13．1　DNS域名　65
2．13．2　DNS解析类型　67
2．13．3　当域名遇到解析类型　69
2．13．4　本地优先的实现　70
2．13．5　拓扑选择的实现　71
第3章　移动状态下的流程　73
3．1　第一件事，统一语言　73
3．2　位置标识　78
3．3　TAU流程　83
3．4　Service Request 流程　89
3．5　Handover流程　94
3．5．1　Handover流程概述　94
3．5．2　基于X2接口的切换　97
3．5．3　基于SI接口的切换　99
第4章　3GPP内的互操作　103
4．1　基于UE能力选择网关　105
4．1．1　选择的烦恼　105
4．1．2　什么是基于UE能力选择网关功能　106
4．1．3　SGSN设备如何实现网关选择功能　108
4．2　对等网元选择　109
4．2．1　以别人的方式　109
4．2．2　来自哪里　110
4．2．3　MME还是SGSN　111
4．3　互操作消息流程　114
第5章　CDMA网络和LTE互操作　120
5．1　CDMA的历史　120
5．2　通往分组的路　121
5．3　CDMA分组网网元和接口　123
5．4　移动网络面对的问题　124
5．5　CDMA的问题解决之道　125
5．5．1　鉴权　126
5．5．2　连接无线　126
5．5．3　移动性　128
5．5．4　QoS　129
5．5．5　计费　130
5．6　过渡者eHRPD　131
5．6．1　eHRPD如何"e"　131
5．6．2　eHRPD网络接口　133
5．7　4G终端在eHRPD接入　135
5．8　切换--优化和非优化　144
5．9　CL切换流程例解　146
第6章　LTE网络中的语音业务　150
6．1　语音方案概述　150
6．1．1　SVLTE　151
6．1．2　CSFB　152
6．1．3　VoLTE和SRVCC　153
6．1．4　OTT　155
6．2　CSFB详解　155
6．2．1　CSFB主叫流程　156
6．2．2　CSFB被叫业务　159
6．2．3　回落方式的选择　164
6．2．4　返回方式的选择　166
6．2．5　CSFB几个关键问题　168
第7章　QoS和PCC架构　169
7．1　QoS，以业务为本　169
7．2　4G QoS 3个关键参数　174
7．2．1　QCI，量化转发质量　174
7．2．2　ARP：有，还是没有？　177
7．2．3　GBR/MBR，路有多宽　179
7．3　端到端QoS的实现　181
7．4　从业务到承载　184
7．5　QoS的决策　190
7．5．1　网络侧协商：互相妥协　191
7．5．2　网络侧控制：独断决定　193
7．5．3　网络侧控制加MME限制：一票否决　195
第8章　VoLTE语音　197
8．1　语音通信简史：从面对面到软交换　197
8．2　认识SIP协议　205
8．2．1　软交换最简呼叫流程　205
8．2．2　一次典型的FTP流程　206
8．2．3　SIP的功能　208
8．2．4　SIP协议结构　210
8．2．5　SIP呼叫流程　215
8．3　语音的承载　216
8．3．1　默认APN的选择　217
8．3．2　IMS默认承载的建立　218
8．3．3　IMS专有承载的建立　221
8．4　主叫域选　225
8．5　被叫域选　228
8．6　呼叫流程中的EPC　230
8．6．1　建立IMS默认承载　230
8．6．2　VoLTE的IMS域注册　234
8．6．3　建立VoLTE专有承载　236
8．7　SRVCC和eSRVCC　239
第9章　数据业务的国际漫游　247
9．1　数据业务漫游类型　247
9．2　三通，国际漫游的条件　249
9．3　签约信息互通　250
9．4　DNS互通　252
9．5　IP互通　255
缩略语　257
参考文献　263

前言/序言

《通信系统原理与实践》 引言 在信息爆炸的时代，通信技术扮演着连接世界、驱动进步的关键角色。从最初的电报、电话，到如今无处不在的移动网络和高速互联网，通信系统的发展深刻地改变了我们的生活方式、工作模式和社会形态。理解通信系统的基本原理，掌握其设计、实现和优化的方法，对于投身通信行业、进行相关技术研发，乃至深入洞察信息时代的发展趋势都至关重要。 本书《通信系统原理与实践》旨在为读者提供一个全面而深入的通信系统知识体系。我们不局限于某一种特定的通信技术标准，而是从通信系统最底层的物理原理出发，循序渐进地构建起一套完整的理论框架。通过对核心概念的透彻讲解和对实际应用的详尽分析，帮助读者建立起对通信系统全局性的认识，并培养解决实际通信工程问题的能力。 第一部分：通信系统的基石——信号与信息 通信的本质是信息的传递。在深入探讨通信系统之前，我们必须首先理解信息的载体——信号。本部分将从以下几个方面展开： 1. 信息的度量与分类： 信息量： 什么是信息？如何量化信息？我们将介绍信息论中的基本概念，如比特（bit）、熵（entropy）等，阐述信息量与事件发生概率的关系。理解信息量有助于我们评估通信的效率和容量。 信息的类型： 信息的表现形式多种多样，包括模拟信号和数字信号、连续时间和离散时间信号、确定性信号和随机信号等。我们将详细介绍这些信号的特性和区别，并探讨它们在通信系统中的作用。 信源编码： 如何将信息高效地表示出来？信源编码的目的是去除信息中的冗余，用最少的比特表示原始信息，从而提高传输效率。我们将介绍变长编码（如霍夫曼编码）、行程长度编码等经典信源编码方法，并讨论其在实际应用中的优劣。 2. 信号的数学描述与分析： 傅里叶分析： 傅里叶变换是分析信号频谱的强大工具。我们将深入讲解傅里叶级数和傅里叶变换，解释信号如何在频域中表示，以及频率成分与信号特性的关系。这对于理解信号的传输、滤波和调制至关重要。 卷积： 卷积是描述线性时不变系统（LTI系统）输入输出关系的数学运算。我们将讲解卷积的定义、性质及其在通信系统中的应用，例如分析滤波器对信号的影响。 随机信号与噪声： 现实世界中的信号往往包含随机成分，通信过程中不可避免地会引入噪声。我们将介绍随机变量、随机过程的基本概念，以及常见的噪声模型（如加性高斯白噪声AWGN），并分析噪声对信号的影响。 第二部分：通信系统的核心——传输与编码 有了对信号的深入理解，我们就可以开始探讨信息如何被有效地传输。本部分将聚焦于通信链路中的关键环节： 1. 信道与信道特性： 信道的模型： 信道是信息传输的物理媒介，其特性直接影响传输质量。我们将介绍不同类型的信道模型，如加性噪声信道、衰落信道（如瑞利衰落、莱斯衰落）、多径信道等，并分析它们对信号的影响。 带宽与噪声： 信道具有有限的带宽，同时也会引入噪声。我们将探讨带宽限制和噪声对通信速率和误码率的影响，并引入香农-哈特利定理，解释信道容量的理论极限。 衰落与干扰： 在无线通信中，信号衰落和干扰是普遍存在的问题。我们将深入分析衰落的成因和表现形式，以及同频干扰、邻频干扰等对通信系统的挑战。 2. 信号调制与解调： 基带传输与带通传输： 我们将区分基带传输和带通传输的概念，并解释为什么在大多数情况下需要进行带通传输。 模拟调制技术： 详细介绍调幅（AM）、调频（FM）、调相（PM）等模拟调制方法，分析它们的原理、频谱特性以及在不同场景下的适用性。 数字调制技术： 重点讲解数字信号的调制方式，包括幅移键控（ASK）、频移键控（FSK）、相移键控（PSK），以及更高级的星座图调制技术，如正交幅度调制（QAM）。我们将分析这些调制方式的优缺点，以及它们在速率、抗噪声能力和复杂度方面的权衡。 解调器： 介绍相干解调、非相干解调等解调技术，以及匹配滤波器在优化信号检测中的作用。 3. 差错控制编码： 误码的产生与影响： 传输过程中产生的错误（比特错误）会对信息造成破坏。我们将分析误码的来源和对数据完整性的影响。 检错码与纠错码： 介绍如何通过编码技术提高通信的可靠性。我们将讲解简单的检错码（如奇偶校验码）和纠错码（如海明码、卷积码、里德-所罗门码）。 信道编码的原理： 深入探讨编码器的设计思想，如线性分组码、卷积码的生成矩阵和校验矩阵，以及解码器的实现（如Viterbi译码算法）。 编码增益： 理解信道编码如何通过增加冗余来提高系统的抗噪声能力，从而获得“编码增益”。 第三部分：通信系统的架构与设计 在掌握了基本的传输原理之后，我们将目光转向构建完整的通信系统。本部分将探讨系统的架构、设计原则和关键技术： 1. 多址技术（Multiple Access）： 共享资源的分配： 在一个通信系统中，往往需要允许多个用户共享有限的通信资源（如频谱、时域）。我们将介绍不同的多址技术，以实现资源的有效分配。 频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）： 讲解如何将资源按频率或时间进行划分。 码分多址（CDMA）： 深入分析CDMA的原理，以及如何利用扩频技术区分不同用户。 正交频分复用（OFDM）： 讲解OFDM如何将信道划分为多个相互正交的子载波，以及其在高速数据传输中的优势。 2. 多径传播与均衡： 多径效应的产生： 在无线通信中，信号会经过多条路径到达接收端，导致接收信号的失真和符号间干扰（ISI）。 均衡技术： 介绍如何通过均衡器来补偿多径效应，恢复原始信号。我们将讲解线性均衡（如LMS算法）和非线性均衡（如MLSE）等技术。 3. 现代通信系统的关键技术： MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）： 介绍MIMO技术如何利用多根天线来提高系统的吞吐量和可靠性，以及空间复用、分集等技术。 自适应技术： 探讨自适应均衡、自适应调制编码（AMC）等技术，如何根据信道条件动态调整系统参数，以获得最佳性能。 网络编码（Network Coding）： 介绍与传统端到端编码不同的网络编码思想，以及其在提高网络吞吐量和鲁棒性方面的潜力。 第四部分：通信系统的实践与应用 理论知识最终需要通过实践来检验和应用。本部分将联系实际，探讨通信系统的设计、实现和优化。 1. 通信系统的设计流程： 需求分析与指标确定： 如何根据应用场景确定通信系统的性能指标（如速率、时延、可靠性、覆盖范围）。 关键模块的设计与选择： 信号源、信道编码、调制解调、多址接入、天线系统等关键模块的设计考量。 仿真与测试： 介绍通信系统仿真的重要性，以及如何利用MATLAB、Python等工具进行仿真，验证设计方案。 硬件实现与部署： 简要介绍通信设备的设计、制造和部署过程中的挑战。 2. 通信系统的性能评估： 误码率（BER）与误比特率（FER）： 解释这些关键性能指标的含义和计算方法。 信噪比（SNR）与信干比（SINR）： 分析这些指标如何影响通信质量。 吞吐量与频谱效率： 评估通信系统的数据传输能力。 3. 案例分析与前沿展望： 我们将选取一些典型的通信系统作为案例进行深入分析，例如公共安全通信、卫星通信、短距离无线通信等，展示本书所讲解原理的应用。 最后，将对通信技术未来的发展趋势进行展望，如5G/6G通信、物联网通信、人工智能在通信中的应用等，激发读者对通信领域进一步探索的兴趣。 结语 《通信系统原理与实践》希望能够成为读者探索通信世界的一本得力助手。通过严谨的理论推导、丰富的实例分析和对实践的关注，我们力求使读者不仅能够理解通信系统的“是什么”，更能掌握“为什么”和“如何做”。无论是希望系统学习通信知识的学生，还是从事相关技术工作的工程师，亦或是对信息技术发展充满好奇的探索者，本书都将为您提供一个坚实的起点和宝贵的参考。通信技术的发展日新月异，但其核心原理却是稳定不变的。掌握这些原理，您将能更好地理解和驾驭未来通信的变革浪潮。

评分☆☆☆☆☆

我是一名即将毕业的通信工程专业的学生，正在为我的毕业设计和未来的职业生涯做准备。学校里讲授的4G知识比较偏重理论，而《深入浅出4G网络 LTE/EPC》这本书的书名让我眼前一亮，感觉它可能更贴近实际应用和工程实现。我特别希望它能包含一些关于LTE网络部署和优化的实际案例，比如基站的选址、覆盖规划、干扰管理等。EPC部分，我希望它能详细讲解网络切片（Network Slicing）的概念和实现，这是未来5G网络的重要基础，了解它在LTE中的早期探索非常有意义。我还想知道EPC是如何处理终端的接入和认证过程的，这关系到网络的安全性。这本书能否帮助我建立起从终端用户到核心网的一个完整的认识，让我能更好地理解LTE网络的整体架构和运行机制，这对我的毕业设计和就业方向都会有很大的帮助。

评分☆☆☆☆☆

作为一名软件开发者，我常常需要对接各种网络服务，而4G LTE无疑是当前最主流的移动网络接入方式。这次抱着学习的态度，我选了这本《深入浅出4G网络 LTE/EPC》。我的主要目的是想了解LTE网络的技术优势，以及EPC架构是如何支撑这些优势的。我希望书中能对LTE的QoS（Quality of Service）机制有深入的阐述，例如如何保证不同业务（如视频通话、在线游戏）的优先级和带宽。此外，EPC的计费和策略控制（PCRF）也是我特别关注的内容，了解这些是如何在网络层面实现的，对于理解整个商业模式非常有帮助。我对VoLTE（Voice over LTE）的实现原理也充满兴趣，它如何利用IP网络实现高质量的语音通话，以及EPC在其中扮演的关键角色。希望这本书能提供一些技术细节，让我能更好地理解和设计与LTE网络相关的应用。

评分☆☆☆☆☆

最近迷上了无线通信的各个层级的东西，从物理层到核心网，感觉就像在探索一个庞大的信息宇宙。我尤其关注的是LTE网络如何实现从3G到4G的跨越，那些宣称的“高速率”和“低时延”背后到底隐藏着哪些技术魔术。这本《深入浅出4G网络 LTE/EPC》恰好触及了我最想深入了解的核心区域。我希望这本书能详细讲解LTE的空口技术，比如OFDMA、SC-FDMA等，以及它们是如何在有限的频谱资源下实现高频谱效率的。更重要的是，EPC部分，我期待它能深入分析EPC的各个组件，比如IMS（IP Multimedia Subsystem）在LTE网络中的角色，以及如何支持语音和视频业务。我对EPC的网元之间如何完成移动性管理（handovers）、会话管理（session management）和承载管理（bearer management）特别好奇。希望能通过这本书，构建一个关于LTE和EPC的完整知识体系，将那些零散的技术点串联起来，形成一个清晰的脉络。

评分☆☆☆☆☆

我一直对移动通信技术的发展充满好奇，尤其是最近几年4G LTE技术的飞速普及，让我在日常生活中切实感受到了前所未有的便捷。这次入手了这本《深入浅出4G网络 LTE/EPC》，纯粹是想从更宏观的层面去理解这个我们赖以生存的网络到底是如何运作的。我希望能在这本书里找到关于LTE核心网（EPC）的详细解析，比如它的架构设计、各个网元的功能，以及它们之间如何协同工作来支持海量用户和高速数据传输。我对MME、SGW、PGW这些缩写背后代表的技术细节充满了疑问，希望这本书能像一个向导，带领我拨开迷雾，了解数据是如何从我的手机穿越到互联网，又是如何被高效地路由和管理的。同时，EPC的安全机制也是我非常感兴趣的部分，毕竟在信息爆炸的时代，网络安全至关重要。我期待这本书能用通俗易懂的语言，结合实际案例，让我这个门外汉也能领略到4G网络背后的智慧与精妙。

评分☆☆☆☆☆

我对新兴技术总是充满热情，尤其是一些能够深刻改变我们生活方式的技术。4G LTE的普及，可以说已经彻底改变了我们的信息获取方式和娱乐习惯。我选择阅读《深入浅出4G网络 LTE/EPC》，主要是想从更深层次理解这个“看不见的”网络是如何工作的。我希望这本书能让我明白，为什么4G比3G快那么多，以及EPC架构在其中起到了怎样的关键作用。我特别想了解EPC的演进历史，它与之前的2G/3G核心网相比有哪些革命性的变化。书中对IP技术在EPC中的应用，以及如何支持各种互联网服务（如OTT、云服务）的部署，是否会有详细的解释？此外，我对LTE的漫游机制也感到好奇，当我们在国外使用4G网络时，背后的 EPC 是如何处理的？这本书能否为我揭示这些隐藏在日常生活背后的技术奥秘，让我对这个数字时代有更深刻的认识。

评分☆☆☆☆☆

很好的书 适合入门的人 终于又可以好好的学习一把课 哈哈哈

评分☆☆☆☆☆

内容丰富，浅显易懂值得推荐。

评分☆☆☆☆☆

挺好用的 马上就和家人用来烤面包啦！

评分☆☆☆☆☆

暑假没事干，买本书来看看。不要问我为什么，我爱学习

评分☆☆☆☆☆

书还可以

评分☆☆☆☆☆

纸很薄。。。。。。。。

评分☆☆☆☆☆

挺好的 买来看看 包装很好 为什么一定要20个字？真是的

评分☆☆☆☆☆

东西还是很不错的，了解一下新知识，书的手感不错

评分☆☆☆☆☆

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