本書系統(tǒng)地闡述了3G、4G和5G移動通信系統(tǒng)的基本原理、網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架、關(guān)鍵技術(shù)和當(dāng)前4G和5G分布式基站建設(shè)、調(diào)測和維護(hù),較充分地反映了當(dāng)代移動通信發(fā)展的新技術(shù)。全書理論模塊篇共8個模塊:基礎(chǔ)知識模塊、3G WCDMA通信網(wǎng)模塊、WCDMA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模塊、4G TD-LTE通信網(wǎng)模塊、TD-LTE空中接口模塊、TD-LTE無線管理模塊、TD-LTE關(guān)鍵技術(shù)模塊、5G通信系統(tǒng)模塊。每模塊均附有思考題與習(xí)題。實踐模塊篇共5個實踐模塊:DBS3900產(chǎn)品模塊、DBS3900硬件施工模塊、DBS3900單站數(shù)據(jù)配置模塊、TD-LTE DBS3900配置調(diào)整模塊、eNodeB故障分析處理模塊。每模塊的項目任務(wù)均附有思考題與習(xí)題。本書可作為高等學(xué)校工科通信專業(yè)和有關(guān)專業(yè)的高年級本科生教材,也可供通信工程技術(shù)人員和科研人員用作參考書。
行業(yè)技術(shù)發(fā)展,帶動人才需求,給高校通信工程專業(yè)畢業(yè)生帶來了很大機(jī)遇與挑戰(zhàn)。本教材立足于培養(yǎng)應(yīng)用型人才,采取模塊化設(shè)計思想,遵循行業(yè)發(fā)展需求,突出理論知識應(yīng)用性,加強(qiáng)實踐能力培養(yǎng)的原則,通過校企合作的方式,組織一批具有豐富教學(xué)經(jīng)驗的講師、具有豐富工程實踐經(jīng)驗的企業(yè)工程師,根據(jù)全國統(tǒng)編《移動通信》教材的基本要求,參考國內(nèi)外新專著、教材和文獻(xiàn)資料,以及行業(yè)新技術(shù)說明、前沿設(shè)備技術(shù)文檔等資料,編寫了移動通信技術(shù)原理與實踐的模塊化教材。
前 言近年來,移動通信技術(shù)和移動通信網(wǎng)絡(luò)飛速發(fā)展,越來越多的國家已完成4G(LTE)網(wǎng)絡(luò)建設(shè),當(dāng)前諸多國家正在大力推進(jìn)5G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與建設(shè)。2013年12月4日,工信部向中國移動、中國電信、中國聯(lián)通正式發(fā)放了4G牌照,三大運營商同時獲得了TD-LTE牌照。2015年2月27日中國電信和中國聯(lián)通又獲得了LTE FDD牌照,至此,我國全面步入4G規(guī)模商用時代,并迅速發(fā)展。截至2018年12月底,我國目前基站數(shù)量為639萬個,其中3G/4G基站數(shù)量為479萬個,移動寬帶用戶(即3G和4G用戶)總數(shù)達(dá)15.7億戶,4G用戶總數(shù)達(dá)到11.7億戶,移動電話用戶普及率達(dá)到112.2部/百人。2019年已被世界公認(rèn)為5G時代的商用元年,5G將進(jìn)入5-6年的全面建設(shè)期。目前國內(nèi)各地都在抓緊5G基站的部署工作,其中廣東省、江西省、北京市、上海市、天津市、重慶市、武漢市等將在2020年底前,預(yù)計完成規(guī)劃的5G基站建設(shè)數(shù)達(dá)95738座。這意味著,國內(nèi)首批5G基站建設(shè)省市將有十萬基站陸續(xù)拔地而起。行業(yè)技術(shù)發(fā)展,帶動人才需求,給高校通信工程專業(yè)畢業(yè)生帶來了很大機(jī)遇與挑戰(zhàn)。本教材立足于培養(yǎng)應(yīng)用型人才,采取模塊化設(shè)計思想,遵循行業(yè)發(fā)展需求,突出理論知識應(yīng)用性,加強(qiáng)實踐能力培養(yǎng)的原則,通過校企合作的方式,組織一批具有豐富教學(xué)經(jīng)驗的講師、具有豐富工程實踐經(jīng)驗的企業(yè)工程師,根據(jù)全國統(tǒng)編《移動通信》教材的基本要求,參考國內(nèi)外新專著、教材和文獻(xiàn)資料,以及行業(yè)新技術(shù)說明、前沿設(shè)備技術(shù)文檔等資料,編寫了移動通信技術(shù)原理與實踐的模塊化教材。全書分為理論模塊篇和實踐模塊篇兩大部分,理論模塊篇由8大子模塊構(gòu)成:基礎(chǔ)知識模塊、3G WCDMA通信網(wǎng)模塊、WCDMA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模塊、4G TD-LTE通信網(wǎng)模塊、TD-LTE空中接口模塊、TD-LTE無線管理模塊、TD-LTE關(guān)鍵技術(shù)模塊、5G通信系統(tǒng)模塊,通過八大理論子模塊學(xué)習(xí)完成后,可以構(gòu)架當(dāng)前商用移動通信網(wǎng)(3G/4G/5G),從理論角度分析移動通信網(wǎng)的復(fù)雜工程問題。隨著4G網(wǎng)絡(luò)蓬勃發(fā)展以及5G網(wǎng)絡(luò)的逐漸商用,分布式基站的建設(shè)和維護(hù)配套需求龐大,而分布式基站把傳統(tǒng)的宏基站設(shè)備按照功能劃分為兩個功能模塊,即基帶單元BBU (Base Band Unit)模塊和射頻單元RRU (Remote Radio Unit)模塊。故在實踐模塊篇偏重于基站建設(shè)、配置與維護(hù),主要由5大子模塊構(gòu)成:DBS3900產(chǎn)品模塊、DBS3900硬件施工模塊、DBS3900單站數(shù)據(jù)配置模塊、TD-LTE DBS3900配置調(diào)整模塊、eNodeB故障分析處理模塊。實踐模塊篇的5大子模塊分為18個項目任務(wù),通過完成項目任務(wù),實現(xiàn)移動通信網(wǎng)的基站建設(shè)、調(diào)測和維護(hù),從實踐角度解決移動通信網(wǎng)無線側(cè)工程問題,促進(jìn)通信工程及其相關(guān)專業(yè)學(xué)生工程能力和素養(yǎng)的培養(yǎng),注重學(xué)生的工程應(yīng)用能力和解決現(xiàn)場實際問題的能力。本書按照模塊化思路進(jìn)行整體策劃,由諸理論子模塊和實踐子模塊構(gòu)建成一個完整的移動通信系統(tǒng)體系知識模塊,確保了理論模塊教學(xué)與實踐模塊教學(xué)的內(nèi)容和方法的融合與一致性,展現(xiàn)了教學(xué)內(nèi)容的系統(tǒng)性和完整性。教材將理論知識學(xué)習(xí)和實踐能力培養(yǎng)緊密結(jié)合,注重學(xué)生的工程實踐應(yīng)用能力和解決復(fù)雜工程問題的能力。本書在編寫過程中,有以下突出特點。1.以模塊化思想構(gòu)建理論和實踐模塊,包含八大理論模塊和七大實踐模塊。2.以通信主流設(shè)備廠商華為技術(shù)有限公司的商用分布式基站設(shè)備為基礎(chǔ)。3.以4G向5G發(fā)展分布式基站建設(shè)需求為依托,從工程角度出發(fā),重點介紹無線側(cè)網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備的構(gòu)架、調(diào)試和維護(hù)。本書可以用作高等工科學(xué)校通信與電子系統(tǒng)、無線電技術(shù)專業(yè)高年級的教科書,也可作通信工程技術(shù)人員的參考書。本書的編寫得到了安徽省質(zhì)量工程項目(2018mooc349,2017jxtd035)和合肥學(xué)院質(zhì)量工程項目(2018hfjyxm05,2018hfmooc05)的資助,以及深圳市訊方技術(shù)股份有限公司的大力支持,在此表示感謝。同時也感謝合肥學(xué)院通信工程專業(yè)同仁的支持。由于編者水平有限,書中難免有錯誤和欠妥之處,懇請讀者來信批評、指正(guohua_hu@hfuu.edu.cn)。 編 者于合肥學(xué)院2019年03月
2004.9-2007.7 就讀于安徽理工大學(xué) 碩士 2007.7-至今 工作于合肥學(xué)院電子系 2012.9-2016.12 就讀于安徽大學(xué) 博士 2016.7-2017.7 在德國安哈爾特應(yīng)用科學(xué)大學(xué)高級訪問學(xué)者科研成果: [1] Hu Guo-hua,Li Rui,and Tao Liang. Discrete S-transform Based Speech Enhancement. International Journal on Smart Sensing and Intelligent Systems,2015,8(4) :2231-2246.(EI檢索) [2] Guohua Hu, Rui Li, Juan Zheng,and Liang Tao. Power Quality Disturbance Based on Gabor-Wigner Transform. Journal of Information and Computational Science,2015,12(1):329337.(EI檢索) [3] Liang Tao, Guohua Hu, and H. K. Kwan. Multiwindow real-valued discrete Gabor transform and its fast algorithms. IEEE Transactions on Signal Processing.2015,63(20):5513-5524.(SCI檢索) [4] Juan Zheng,Juan-Juan Gu,Xueyou Hu,GuoHua Hu,TaiLong Xu,and Deng Chao. A Hybrid Asymptotic Waveform Evaluation (AWE) Technique to Compute Wideband Electromagnetic Characteristics of Conductor-Dielectric Mixed Objects. International Journal of Simulation Systems.2016,6(35):402-406.(EI檢索)安徽省電子學(xué)會理事中國計算機(jī)學(xué)會CCF高級會員
目錄
第一部分基礎(chǔ)理論篇
第1章基礎(chǔ)知識模塊3
1.1移動通信發(fā)展史3
1.1.1第一代移動通信3
1.1.2第二代移動通信3
1.1.3第三代移動通信5
1.1.4第四代移動通信7
1.1.5第五代移動通信9
1.2移動通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化組織10
1.2.1ITU10
1.2.23GPP12
1.2.33GPP213
1.2.4CCSA14
1.2.5IEEE14
1.33G基礎(chǔ)知識15
1.3.13G發(fā)展概述15
1.3.23G系統(tǒng)制式的演進(jìn)16
1.3.33G移動通信制式與其他制式的區(qū)別20
1.3.43G頻譜分配21
1.3.53G業(yè)務(wù)22
1.43G標(biāo)準(zhǔn)向LTE標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展的驅(qū)動力23
1.4.1LTE標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展原因23
1.4.2LTE標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計目標(biāo)24
1.4.3LTE標(biāo)準(zhǔn)業(yè)務(wù)類型25
1.5LTE技術(shù)特點26
1.5.1TDLTE技術(shù)特點26
1.5.2FDDLTE技術(shù)特點27
1.5.3TDLTE技術(shù)與FDDLTE技術(shù)的區(qū)別28
1.6TDLTE系統(tǒng)版本演進(jìn)30
1.6.1概述30
1.6.2LTE標(biāo)準(zhǔn)提出30
1.6.3LTE標(biāo)準(zhǔn)R8版本31
1.6.4LTE R9版本31
1.6.5LTE R10版本32
1.6.6LTE標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展演進(jìn)33
課 后 習(xí) 題34
第2章3G WCDMA通信網(wǎng)模塊36
2.1CDMA基本原理36
2.1.1多址技術(shù)36
2.1.2擴(kuò)頻通信技術(shù)38
2.1.3WCDMA協(xié)議版本演進(jìn)41
2.2WCDMA無線接口43
2.2.1WCDMA無線接口概述43
2.2.2WCDMA無線接口關(guān)鍵技術(shù)44
2.2.3WCDMA抗衰落技術(shù)50
2.2.4WCDMA無線信道52
2.2.5WCDMA呼叫流程56
2.3WCDMA關(guān)鍵技術(shù)58
2.3.1RAKE接收機(jī)58
2.3.2功率控制60
2.3.3切換62
2.3.4碼資源管理64
2.3.5接納和負(fù)荷控制66
2.3.6MIMO技術(shù)67
課后習(xí)題70
第3章WCDMA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模塊72
3.1GSM系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架72
3.1.1移動臺72
3.1.2基站子系統(tǒng)73
3.1.3網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)73
3.1.4操作維護(hù)子系統(tǒng)74
3.2GPRS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架75
3.2.1GPRS演進(jìn)過程75
3.2.2GPRS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)75
3.2.3GPRS網(wǎng)絡(luò)的分層結(jié)構(gòu)79
3.3WCDMA系統(tǒng)構(gòu)架81
3.3.1UMTS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)81
3.3.2UTRAN系統(tǒng)結(jié)構(gòu)83
3.3.3UTRAN協(xié)議結(jié)構(gòu)84
3.3.4RNC無線網(wǎng)絡(luò)控制面協(xié)議結(jié)構(gòu)85
3.3.5核心網(wǎng)基本結(jié)構(gòu)86
課后習(xí)題93
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