具體描述
作 者:韓斌傑 等 著作 定 價:43 齣 版 社:機械工業齣版社 齣版日期:2010年09月01日 頁 數:309 裝 幀:平裝 ISBN:9787111091110 本書靠前版自齣版以來已經重印9次。深受從事GSM網規、網優、維護、研究、設計等專業人員的喜愛,並得到瞭他們的肯定。在此對廣大讀者對本書的厚愛錶示衷心的感謝。
GSM技術經過這幾年發展已經進入瞭十分成熟的階段,為瞭進一步充實、豐富、完善本書的內容,作者結閤生産實踐在靠前版的基礎上對本書進行瞭修訂,增加的章節分彆是:
◎第3章第7節短信流程分析
◎第8章直放站原理及工程
&等
●前言
●第1章 GSM移動通信係統及優化概述
●1.1 GSM數字移動通信的發展
●1.2 GSM數字移動通信係統
●1.2.1 GSM係統的基本特點
●1.2.2 GSM係統的組成
●1.2.3 GSM係統的業務功能
●1.3 GSM係統的編號計劃
●1.3.1 移動用戶號碼(MSISDN)
●1.3.2 國際移動用戶識彆碼(LMSI)
●1.3.3 臨時移動用戶識彆碼(TMSI)
●1.3.4 移動用戶漫遊號碼(MSRN)
●1.3.5 位置區識彆碼(LAI)
●1.3.6 **小區識彆碼(CGI)
●1.3.7 基站識彆色碼(CGI)
●1.3.8 國際移動設備識彆碼(IMEI)
●1.4 GSM係統的移動網絡功能
●1.5 GSM網絡優化
●1.5.1 網絡優化的概念
●1.5.2 網絡優化的安排及實施
●部分目錄
內容簡介
本書主要從GSM原理和網絡優化的角度齣發,首先通過對GSM移動通信係統的組成、優化流程、無綫接口理論的介紹,使得用戶對GSM網絡原理有一定的理論基礎。隨後通過對呼叫處理流程的分析、信令協議的介紹,將GSM的BSS部分和NSS部分有機地結閤起來,使得讀者對移動颱和網絡針對各種通信需要的信令傳輸過程有瞭一個全麵、深入的認識,這一部分是GSM網絡優化所推薦的理論知識,對於初學者來說該部分有一定的深度和難度,需要逐步地在實踐中去摸索纔能深刻理解。接著較為詳細地介紹瞭和網絡優化實踐操作相關的知識,包括常用參數的優化調整、網絡優化中應注意的部分問題、網絡故障的處理、直放站相關知識、網絡測試、交換優化等,這一部分是GSM網絡優化理論的應用和實踐。本書附有大量實例,可以使讀者在麵對各種疑難的網絡故障時找到解決問題的突破口。很後介紹瞭3G引入後對2G的影響,可以使讀者對2G/3G協同優化的重點和難點有一個初等 靠前章 GSM移動通信係統及優化概述
1.1 GSM數字移動通信的發展
移動通信是達到通信很終目的的有效手段,它在商業市場上所具有的巨大潛力已經越來越多地被人們所認識。移動通信並不是一項很新的技術,但它在很近幾十年得到瞭飛速的發展。20世紀80年代初,隨著模擬蜂窩技術的引進,移動通信技術嚮前邁進瞭一大步。20世紀90年代開始齣現瞭數字移動通信係統,GSM係統是歐洲在20世紀80年代設計、1992年開通的數字移動通信係統。
靠前代移動電話網是由人工操作使移動用戶和有綫網用戶相連接。它的終端龐大、笨重而且昂貴,服務區域也有且隻有於單個發射颱和接收站址等 第1章 GSM移動通信係統及優化概述
1.1 GSM數字移動通信的發展
移動通信是達到通信*終目的的有效手段,它在商業市場上所具有的巨大潛力已經越來越多地被人們所認識。移動通信並不是一項很新的技術,但它在*近幾十年得到瞭飛速的發展。20世紀80年代初,隨著模擬蜂窩技術的引進,移動通信技術嚮前邁進瞭一大步。20世紀90年代開始齣現瞭數字移動通信係統,GSM係統是歐洲在20世紀80年代設計、1992年開通的數字移動通信係統。
**代移動電話網是由人工操作使移動用戶和有綫網用戶相連接。它的終端龐大、笨重而且昂貴,服務區域也僅限於單個發射颱和等
《無綫通信係統設計與部署》 一、引言:駕馭現代無綫通信的復雜性 在信息爆炸、連接無處不在的時代,高效、穩定、可靠的無綫通信係統已成為社會運行的基石。從日常的語音通話、高速數據下載,到物聯網的廣泛應用、自動駕駛的未來願景,這一切都離不開強大的無綫通信技術支撐。本書《無綫通信係統設計與部署》旨在為讀者深入剖析現代無綫通信係統的底層原理、關鍵技術以及實際部署中的核心挑戰與解決方案,幫助工程師、技術人員和相關領域的學生建立起一套全麵而係統的知識體係,從而能夠自信地參與到下一代無綫通信係統的規劃、設計、實施與優化工作中。 本書將重點關注那些構成現代無綫通信骨架的通用技術和原則,而非局限於某一特定代的蜂窩通信技術(如GSM, UMTS, LTE, 5G等)或特定廠商的設備。我們將從無綫傳播的基本物理定律齣發,逐步深入到信號的調製解調、信道編碼、多址技術、網絡架構等核心概念,並結閤實際工程經驗,探討係統性能的評估、網絡規劃的策略、關鍵技術的應用以及未來發展趨勢。 二、第一篇:無綫通信基礎理論與技術 第一章:電磁波的傳播特性 任何無綫通信的起點都是電磁波的傳播。本章將從麥剋斯韋方程組齣發,闡述電磁波的産生、傳播機製及其在不同介質中的行為。我們將深入探討以下關鍵傳播現象: 自由空間傳播: 理想情況下的信號衰減模型,理解距離對信號強度的影響。 反射、衍射與散射: 這些多徑效應是如何在復雜環境中發生的,它們對信號質量帶來的影響(如衰落)。 衰落(Fading): 詳細介紹平坦衰落、頻率選擇性衰落、快衰落、慢衰落等概念,以及它們對信號傳輸的乾擾。 路徑損耗(Path Loss): 分析不同環境(如開闊地、城市、室內)下的路徑損耗模型,理解功率預算(Power Budget)在係統設計中的重要性。 多徑效應與信道模型: 介紹常用的多徑信道模型(如瑞利衰落模型、萊斯衰落模型),為後續的信號處理和係統優化提供理論基礎。 多普勒效應(Doppler Effect): 移動終端對信號頻率的影響,以及它如何導緻多普勒擴展和衰落。 第二章:信號的調製與解調 調製是將數字信息轉化為模擬信號以便在無綫信道中傳輸的關鍵技術。本章將係統介紹各類調製技術: 幅度調製(AM): 包括普通AM、雙邊帶(DSB)、單邊帶(SSB)等,理解其原理、優缺點及應用場景。 頻率調製(FM): 深入解析FM的原理、帶寬需求、抗噪聲能力,以及其在廣播和某些通信係統中的應用。 相位調製(PM): 介紹PM與FM的關係,以及其在數字通信中的基礎作用。 數字調製技術: 振幅鍵控(ASK): 最簡單的數字調製方式。 頻移鍵控(FSK): 通過改變載波頻率來錶示數字信號。 相移鍵控(PSK): 包括BPSK, QPSK等,利用相位變化來編碼數據,是現代數字通信的基礎。 正交振幅調製(QAM): 將ASK和PSK結閤,是高效數據傳輸的關鍵,我們將詳細介紹4QAM, 16QAM, 64QAM, 256QAM等,理解其星座圖和編碼效率。 解調技術: 介紹相乾解調、非相乾解調等基本原理,以及匹配濾波器在信號檢測中的作用。 第三章:信道編碼與糾錯 無綫信道的不確定性和乾擾會引入錯誤,信道編碼技術就是為瞭在接收端檢測和糾正這些錯誤,提高數據傳輸的可靠性。本章將深入探討: 編碼的基本概念: 碼率(Code Rate)、冗餘度、漢明距離(Hamming Distance)等。 綫性分組碼: 碼率為(n, k)的綫性分組碼: 介紹生成矩陣和校驗矩陣。 漢明碼: 經典的單比特錯誤檢測與糾正碼。 循環碼: 如BCH碼和RS碼(Reed-Solomon Codes),它們具有強大的糾錯能力,廣泛應用於CD、DVD、衛星通信等領域。 捲積碼: 編碼原理: 移位寄存器和生成多項式。 維特比算法(Viterbi Algorithm): 用於解碼捲積碼的最有效算法,將詳細介紹其工作原理。 現代信道編碼: Turbo碼: 介紹其迭代譯碼原理,以及其接近香農極限的性能。 LDPC碼(Low-Density Parity-Check Codes): 介紹其稀疏校驗矩陣的特性,及其在Wi-Fi、5G等現代通信係統中的廣泛應用。 極化碼(Polar Codes): 作為5G控製信道的標準編碼,我們將介紹其構建原理和優勢。 第四章:多址技術(Multiple Access Techniques) 在有限的頻譜資源中,如何允許多個用戶同時使用通信網絡是核心挑戰。本章將介紹實現這一目標的關鍵技術: 頻分多址(FDMA): 將總帶寬劃分為多個互不重疊的窄帶,分配給不同的用戶。 時分多址(TDMA): 將用戶接入時間劃分為不重疊的時隙,輪流分配給不同用戶。 碼分多址(CDMA): 擴頻通信(Spread Spectrum): 介紹直接序列擴頻(DSSS)和跳頻擴頻(FHSS)的基本原理。 正交性與相關性: 理解CDMA如何利用用戶各自的擴頻碼來區分不同用戶。 軟切換(Soft Handoff): CDMA特有的優勢。 空分多址(SDMA)/波束賦形(Beamforming): 利用天綫陣列來區分不同方嚮的用戶,提高頻譜利用率(尤其在MIMO係統中)。 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access): OFDM基礎: 將數據分成多個子載波進行傳輸,有效對抗頻率選擇性衰落。 OFDMA原理: 將OFDM的子載波進一步劃分給不同用戶。是LTE、5G等現代係統的主流技術。 第五章:信道估計與均衡 無綫信道的時變性和多徑效應會引入信號失真,信道估計和均衡技術是恢復原始信號的關鍵。 信道估計: 導頻(Pilot)序列: 如何通過預先定義的導頻信號來估計信道特性。 最小二乘(LS)估計、最小均方誤差(MMSE)估計。 信道均衡: 消除符號間乾擾(ISI): 介紹判決反饋均衡(DFE)和綫性均衡(LE)等技術。 零強製(ZF)均衡、最小均方誤差(MMSE)均衡。 自適應均衡: 隨著信道變化實時調整均衡器參數。 第六章:多輸入多輸齣(MIMO)技術 MIMO技術通過在發射端和接收端使用多個天綫,顯著提升無綫通信的容量和可靠性。 MIMO的基本原理: 空時編碼(Space-Time Coding)、分層編碼(Layered Coding)。 空間復用(Spatial Multiplexing): 同時傳輸多個獨立的數據流,以增加數據速率。 空間分集(Spatial Diversity): 通過多條獨立信道傳輸相同數據,以提高抗衰落能力。 波束賦形(Beamforming)與MIMO的結閤: 定嚮發射信號,增強目標方嚮的信號強度,抑製乾擾。 信道容量的提升: 分析MIMO如何根據信道條件(如信噪比、空間相關性)來優化其性能。 預編碼(Precoding)與預解碼(Pre-equalization)。 三、第二篇:無綫通信係統架構與關鍵技術 第七章:無綫通信網絡架構 理解不同無綫通信係統的網絡架構是進行係統設計和優化的基礎。本章將介紹典型的網絡組成部分和功能。 核心網(Core Network): 負責用戶身份認證、計費、路由、業務控製等。 移動交換中心(MSC): 語音呼叫的交換。 歸屬位置寄存器(HLR)/用戶數據管理(UDM): 用戶簽約信息存儲。 網關移動交換中心(GMSC): 與外部網絡連接。 分組核心網(如SGSN/GGSN, MME/SGW/PGW): 數據業務的承載和管理。 接入網(Radio Access Network, RAN): 負責終端用戶與核心網的無綫連接。 基站(Base Station/NodeB/eNodeB/gNB): 覆蓋區域內的無綫收發設備。 基帶單元(BBU)與射頻單元(RRU/RU): 分布式基站架構。 迴傳網絡(Backhaul): 連接基站與核心網的傳輸鏈路。 用戶終端(User Equipment, UE): 手機、平闆電腦、物聯網設備等。 網絡接口與協議棧: 介紹各層協議的功能和交互。 第八章:功率控製與資源調度 為瞭最大限度地利用有限的頻譜和功率資源,並保證用戶體驗,功率控製和資源調度至關重要。 功率控製: 開環功率控製(Open-Loop Power Control): 簡單快速,但不精確。 閉環功率控製(Closed-Loop Power Control): 基於接收信號質量反饋,實現精確控製。 目標: 減少對鄰居小區的乾擾,延長終端電池壽命,保證下行鏈路的信乾比(SIR)。 資源調度: 上行與下行調度: 分配時隙、子載波、功率等資源。 調度算法: 公平性(Fairness): 保證所有用戶都能獲得一定服務。 吞吐量最大化(Throughput Maximization): 優先服務信道條件好的用戶。 延遲敏感性(Latency Sensitivity): 為實時業務分配優先資源。 常用算法: 比例公平(Proportional Fair)、最大信道質量指示(MQI)、最大吞吐量(Max Throughput)等。 調度在OFDMA係統中的應用: 子載波分配、時間域調度。 第九章:切換(Handoff/Handover) 在移動通信中,用戶從一個基站覆蓋區域移動到另一個基站覆蓋區域時,需要無縫地進行通信鏈路的轉移,這稱為切換。 切換的必要性: 保持通信連接,避免掉話。 切換的類型: 硬切換(Hard Handoff): 先斷開舊連接,再建立新連接,存在短暫中斷。 軟切換(Soft Handoff): 同時連接新舊基站,保證過渡的平滑性(CDMA特有)。 切換的觸發條件: 信號強度、信號質量、基站負載等。 切換流程: 測量、決策、執行、確認。 切換中的關鍵技術: 測量報告、鄰區列錶管理、切換命令。 切換參數優化: 切換延遲、切換成功率、切換次數。 第十章:頻率規劃與復用 為瞭在有限的頻譜內支持大量用戶,有效的頻率分配和復用是關鍵。 頻譜分配: 國際和國內的頻譜劃分原則。 頻率復用(Frequency Reuse): 頻率復用因子(N): 指一個頻率可以在多少個小區內重復使用。 復用間隔(D): 兩個使用相同頻率的小區之間的最小距離。 簇(Cluster): 一組不共用頻率的小區。 小區扇區化(Sectorization): 將一個小區劃分為多個扇區,每個扇區使用不同的天綫方嚮和可能的頻率,以減小區乾擾,提高頻率復用效率。 頻率規劃方法: 固定分配: 早期係統使用。 動態分配/按需分配: 現代係統采用,根據用戶需求靈活分配。 乾擾分析: 同信道乾擾(Co-channel Interference)和鄰信道乾擾(Adjacent Channel Interference)。 第十一章:無綫網絡的優化與性能評估 係統建成後,持續的優化是保證網絡性能和用戶滿意度的關鍵。 性能指標(KPIs): 覆蓋率: 信號強度覆蓋範圍、覆蓋盲區。 容量: 係統能夠支持的最大用戶數或數據吞吐量。 通話質量: 呼叫建立成功率、掉話率、話音質量(MOS)。 數據業務性能: 數據業務接入成功率、吞吐量、延遲、丟包率。 用戶體驗: 網頁加載速度、視頻流暢度等。 網絡優化方法: 覆蓋優化: 調整天綫傾角、發射功率,增設微基站或分布式天綫係統(DAS)。 容量優化: 調整小區參數,增加載波,引入新一代技術。 乾擾消除: 優化功率控製,調整頻率規劃,采用波束賦形。 切換優化: 調整切換門限,優化測量報告。 參數調優: 針對不同業務和場景,調整各種協議參數。 性能評估工具: 驅動測試(Drive Test)、網絡監控係統(NMS)、大數據分析。 故障診斷與排除。 四、第三篇:新興技術與未來展望 第十二章:軟件定義網絡(SDN)與網絡功能虛擬化(NFV)在無綫通信中的應用 SDN: 將網絡控製平麵與數據平麵分離,實現網絡的集中化管理和靈活編程。 NFV: 將傳統的硬件網絡功能(如路由器、防火牆)虛擬化為軟件,運行在通用服務器上,降低成本,提高部署速度。 在無綫通信中的優勢: 靈活的網絡部署、快速的服務創新、降低運營成本、增強網絡彈性。 vRAN(Virtual RAN)與Cloud RAN: 虛擬化基站功能。 第十三章:物聯網(IoT)通信技術 IoT的特點: 海量設備、低功耗、低數據速率、低成本。 主要的IoT通信技術: LoRa, NB-IoT, Sigfox, Zigbee, Bluetooth Low Energy (BLE)等。 IoT網絡架構與協議: MQTT, CoAP等。 NB-IoT與eMTC: 專為IoT設計的蜂窩通信技術。 第十四章:5G及未來無綫通信技術展望 5G的關鍵特性: eMBB(增強移動寬帶)、mMTC(海量機器類通信)、uRLLC(超可靠低時延通信)。 5G的核心技術: Massive MIMO, 毫米波(mmWave), 網絡切片(Network Slicing), 邊緣計算(Edge Computing)。 6G的探索方嚮: 更高的頻率、更廣的連接、人工智能的深度融閤、通信與感知的融閤。 智能交通係統(ITS)、車聯網(V2X)通信。 無綫通信與人工智能的融閤。 五、結論 《無綫通信係統設計與部署》一書,通過係統梳理和深入解析無綫通信的基石原理、核心技術、網絡架構以及未來發展方嚮,力求為讀者構建一個清晰、完整的認知框架。本書強調理論與實踐的結閤,期望讀者在掌握必要理論知識的同時,也能理解其在實際工程應用中的意義和挑戰。通過對本書的學習,讀者將能更深刻地理解現代無綫通信係統的復雜性與精妙之處,並為投身於下一代通信技術的研發與部署做好充分準備。