移動通信原理, 3/e (上冊)

本書以2G、3G、4G與5G移動通信系統為背景，總結移動通信中共同的客觀規律、基本理論和核心技術。從移動通信技術的3項主要技術指標——有效性(數量)、可靠性(質量)和安全性出發，從物理層和網絡層兩個層次，全面系統介紹移動通信原理。本書分為上、下兩冊，上冊重點介紹傳輸技術，包括兩個方面：基本物理層技術(第2～7章)，介紹較成熟的物理層技術，包括無線傳播與移動通道、雙工與多址技術、信源編碼與數據壓縮、通道編碼、調制理論、分集與均衡；高級物理層技術(第8～12章)，闡述高速寬帶移動通信中的物理層關鍵技術，包括多用戶檢測技術、多載波傳輸技術、MIMO空時處理技術、鏈路自適應技術及移動通信中的智能信號處理技術。下冊重點介紹移動通信系統與網絡，也分為兩個方面：移動通信系統(第13~15章)，包括移動通信系統與網絡概述、3G與TDD移動通信系統、4G與5G移動通信系統；移動通信網絡(第16~20章)，包括移動網絡結構與組成、新型無線通信網絡、移動網絡運行、移動信息安全、移動網絡規劃、設計與優化。本書每章後面都附有習題，供讀者練習和自我檢查。 本書可作為高等學校信息、通信及相關領域碩士研究生的教材，也可作為本科生的教材(書中定性分析內容)，還可以作為博士研究生的參考教材(書中定量分析內容和新技術內容)，同時可供從事移動通信研究、開發和維護的專業技術人員參考。

牛凱，北京郵電大學人工智能學院教授，博士生導師。
主要研究方向為處理代碼、5G/6G移動通信、智能信號、請求保護國家自然科學基金重點與公開項目、國家重點研究項目、863項目、重大專項項目，所提包含的代碼高 性能編譯成為5G科學標準科技方案，第二屆中國產業化促進會技術獎——傑出貢獻獎。

第一章緒論
1．1 移動通信的主要特點
1．2 1G~3G移動通信的發展
1．3 4G~5G移動通信的發展
1．4 6G移動通信展望
1．5 關於本書的內容與安排
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第2章無線傳播與移動通信
2．1 移動通信的特點
2．1．1 移動通信的3個主要特點
2．1．2 移動通信中電磁波傳播行為
2．1．3 移動信道的衰落特徵
2．2 道路疲憊與沈淪
2．2．1 無線衰落事件分析
2．2．2典型的神話故事
2．2．3 衰落落
2．3 小規模衰落
2．3．1 小規模衰落信道特徵
2．3．2 小規模衰落統計分析
2．3．3 小規模衰落的散播
2．3．4 移動通信小規模衰落
2．3．5 移動通信中的主要噪聲與乾擾
2．4 無線信道模型
2．4．1 隨機分佈隨機數
2．4．2 AWGN信道
2．4．3 單徑衰落信道
2．4．4多徑衰落信道
2．4．5 MIMO信道
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習題
第3章雙工與多地址技術
3．1 雙工與多技術的基本概念
3．1．1 工作方式
3．1．2 基本原理
3．1．3 雙工方式示例
3．1．4 多址接入示例
3．1．5 理論極限
3．2 FDD原理
3．2．1 技術特點
3．2．2 功能單元
3．2．3 系統技術指標
3．2．4 FDD技術優對比
3．3 TDD原理
3．3．1 技術特點
3．3．2 信道互易
3．3．3 信道非狀態
3．3．4 同步發送
3．3．5 系統干擾
3．4一5G的全雙工方式
3．4．1 帶內全雙工(IBFD)基本原理
3．2 空域干擾抑制4．
3．4．3 模擬域干擾消除
3．4．4數字域干擾消除
3．4．5 技術優勢與挑戰
3．5移動通信中的典型多址接入方式
3．5．1 FDMA
3．5．2 時分多址
3．5．3 CDMA
3．5．4 OFDMA
3．6 CDMA中的地址碼
3．6．1 地址碼分類與設計要求
3．6．2 信道地址碼
3．6．3 用戶地址碼
3．6．4 基站地址碼
3．7 偽隨機序列地址碼設計的理論基礎
3．7．1 偽隨機序列的主要特徵
3．7．2擴頻序列的相關特性
3．7．3 ZCZ序列與LCZ序列
3．8級5G的非靜態多址接入（NOMA）技術
3．8．1 NOMA技術的分類
3．8．2功率域非單一多址技術
3．8．3 編碼域非單一多址技術
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習題
第4章信源編碼與數據壓縮
4．1 語音壓縮編碼
4.1.1 引言
4．1．2 數字通信中的語音壓縮編碼
4．2 移動通信中的語音壓縮編碼
4．2．1 GSM系統的RPE-LTP聲碼器
4．2．2 IS-96系統的QCELP聲碼器
4．2．3 CDMA2000系統的EVRC聲碼器
4．2．4 WCDMA系統的AMR聲碼器
4．3 圖像壓縮編碼
4．3．1 圖像壓縮編碼標準簡介
4．3．2 靜止圖像壓縮標準JPEG
4．3．3準活動圖像視頻壓縮標準H．26X
4．3．4 活動圖像視頻壓縮標準MPEG
4．3．5 第二代視頻壓縮編碼標準
4．4 發音視頻標準
4．4．1 DRA數字音頻標準
4．4．2 AVS數字視頻標準
4．5 壓縮視線
4．5．1 同情信號表示
4．5．2 信號重建手術
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習題
第5章信道編碼
5．1 信道編碼的基本概念
5．1．1 信道編碼的定義
5．1．2 信道編碼的分類
5．1．3 幾種典型的信道編碼
5．1．4 漢明距離與糾纏錯基本不等式
5．2 線性碼
5．2．1 線性缺陷碼
5．2．2 循環碼
5．2．3 檢錯碼
5．3借碼
5．3．1 基本概念
5．3．2 染料的描述方法
5．3．3維特比譯碼
5．3．4 染料碼的速率適配
5．3．5 朱碼差錯性能
5．4級聯碼
5．4．1 基本概念
5．4．2 級聯碼的標準與性能
5．5 收藏編碼
5．5．1 收藏編碼的基本原理
5．5．2缺陷(塊)弓器的基本性質
5．6 渦輪碼
5．6．1 Turbo碼的編碼原理
5．6．2 Turbo碼的譯碼器結構
5．6．3 最大後驗辯（MAP）譯碼算法
5．6．4 軟輸出Viterbi(SOVA)譯碼算法
5．6．5 外信息變換（EXIT）分析工具
5．6．6 渦輪碼差錯性能
5．7 LD​​PC碼
5．7．1 基本概念
5．7．2 置信傳播（BP）譯碼算法
5．7． 進化進化與高斯近似3
5．7．4 LDPC碼差錯性能
5．7．5 LDPC碼構造
5．8 串口碼
5．8．1 信道通信
5．8．2 編碼編碼
5．8．3 構造碼
5．8．4 基本譯碼算法
5．8．5 增強譯碼算法
5．8．6 串碼差錯性能
5．9 事件圖與信息處理
5．9．1 實例圖
5．9．2 和積算法
5．9．3 渦輪信息處理
5．9．4 極地信息處理
5．10 ARQ與HARQ簡介
5．10．1 ARQ的分類
5．10．2 HARQ基本原理
5．11 GSM系統的信道編碼
5．11．1 GSM的信道編碼方案
5．11．2 全速率話音業務信道（TCH/FS）的信道編碼
5．12 IS-95系統中的信道編碼
5．12．1 檢錯CRC
5．12．2前向並錯碼(FEC)
5．12．3 收藏編碼
5．13 CDMA2000系統的信道編碼
5．13．1 檢錯CRC
5．13．2前向連錯碼(FEC)
5．13．3 收藏編碼
5．14 WCDMA系統的信道編碼
5．14．1 信道通信/習慣流程
5．14．2 WCDMA中的信道檢錯、錯亂編碼
5．14．3 WCDMA中不同業務數據的編碼/過程過程
5．15 LTE系統的信道編碼
5．15．1 信道編碼類型
5．15．2 信道通信/習慣流程
5．15．3前向並錯碼(FEC)
5．16 5G NR系統的信道編碼
5．16．1 5G信道通信規範
5．16．2 信道編碼類型
5．16．3 控制信道編碼
5．16．4 業務信道編碼
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習題
第6章理論
6．1 移動通信系統的物理模型
6．1．1 理想加性白色高斯（AWGN）信道C1
6．1．2 慢衰落信道C2
6．1．3快衰落信道C3、C45與C6
6．1．4 傳輸抗與抗衰落、干擾性能
6．2講解/解調的基本功能與要求
6．2．1 講解/解調的基本功能
6．2．2 數字化/解調的分類
6．2．3 基本方法原理及性能簡要分析
6．3 MSK/GMSK複雜
6．3．1 為什麼採用GMSK演化
6．3．2 MSK 信號形式
6．3．3 MSK動畫器結構
6．3．4 MSK信號的特點
6．3．5 MSK解調器結構
6．3．6 MSK與GMSK信號的功率譜關係
6．3．7 MSK與GMSK的誤比特率公式
6．3．8 GMSK的小結
6．4π/4DQPSK
6．4．1 π/4DQPSK差分檢測
6．4．2 π/4DQPSK 維特比檢測
6．5 3π/88PSK
6．5．1 8PSK搞怪
6．5．2 3π/88PSK
6．6 用於CDMA的過程方式
6．6．1直擴系統(DS-SS)中BPSK擴展系統
6．6．2直擴系統（DS-SS）中QPSK擴容
6．6．3直擴系統（DS-SS）中CQPSK擴容
6．6．4 控制峰平比――OQPSK與CQPSK搞定
6．7 MQAM過程
6．7．1 信號模型
6．7．2 差錯性能
6．8編程知識的潛在能力與最大增益
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習題
第7章分集與均衡
7．1 分集技術的基本原理
7．1．1 基本概念與分類
7．1．2典型的分集與合併技術
7．1．3發送分集技術
7．2 Rake接收與多徑分集
7．2．1 Rake接收的基本原理
7．2．2 IS-95中Rake的工程實現
7．2．3 WCDMA中Rake概念原理
7．3 均衡技術
7．3．1 時域均衡器的分類
7．3．2橫向拉鍊
7．3．3 均衡器的算法
7．3．4 精神反饋均衡器（DFE）
7．3．5 Tomlinson-Harashima預編碼(THP)
7．3．6頻域均衡
7．4 增強技術與應用
7．4．1 GSM/EDGE增強接收技術
7．4．2 WCDMA增強接收技術
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習題
第8章多用戶檢測技術
8．1 多用戶檢測的基本原理
8．2最優多用戶檢測技術
8．2．1 同步最優多用戶檢測
8．2．2 異步多用戶檢測
8．3線性多用戶檢測技術
8．3．1解相關檢測器
8．3．2 MMSE檢測器
8．3．3 要求式展開(PE)檢測器
8．4基於訓練序列的常用多用戶檢測器
8．3．5盲慣多用戶檢測器
8．4 干擾檢測器
8．4．1 氧化物表面（SIC）檢測器
8．4．2並行干擾(PIC)檢測器
8．4．3 迫零情感反饋(ZF-DF)檢測器
8．5 NOMA系統的多用戶檢測
8．5．1干擾多用戶檢測
8．5．2消息傳遞多用戶檢測
8．5．3 譯碼輔助多用戶檢測
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習題
第9章多載波傳輸技術
9．1 OFDM基本原理
9．1．1 OFDM信號的生成
9．1．2 保護時間和循環前綴
9．1．3 加窗技術
9．1．4 OFDM系統設計
9．2 OFDM中的信道估計
9．2．1 信道估計模型
9．2．2 導頻圖樣
9．2．3 數據輔助算法
9．2．4 指向指向算法
9．2．5 MIMO-OFDM信道估計
9．3 OFDM中的同步技術
9．3．1頻域同步感受的影響
9．3．2 時域同步影響的影響
9．3．3 OFDM同步算法分類
9．3．4 常用OFDM同步算法
9．4 峰平比（PAPR抑制）
9．4．1 概述
9．4．2 PAPR抑制束縛
9．4．3 算法性能比較
9．5非多軸傳輸
9．5．1 FBMC
9．5．2 UFMC
9．5．3 GFDM
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習題
第10章MIMO空時處理技術
10．1 多天線信息論簡介
10．1．1 MIMO系統信號模型
10．2 MIMO系統的信道容量推導
10．1．3 隨機信道響應的MIMO系統容量
10．2 空時塊碼(STBC)
10．3 銀行空時碼（LST）
10．3．1 請求空時碼的分類與結構
10．3．2 VLST的接收――迫於零算法
10．3．3 VLST的接收――QR分類算法
10．3．4 VLST的接收――MMSE算法
10．4 空時格碼(STTC)
10．4．1 STTC信號模型
10．4．2 STTC編碼器結構
10．4．3 STTC編碼設計規範
10．4．4 STTC編碼的性能
10．5 空時預編碼
10．5．1 線性空時預編碼
10．5．2 空時預編碼
10．5．3 多用戶MIMO預編碼
10．6 精細MIMO
10．6．1 應用場景
10．6．2 信道承載
10．6．3 導頻污染
10．6．4 預編碼
10．6．5 檢測算法
10．7 MIMO技術在寬帶移動通信系統中的應用
10．7．1 發送分集分類
10．7．2發送分集在WCDMA系統中的應用
10．7．3發送分集在CDMA2000系統中的應用
10．7．4 MIMO技術在LTE系統中的應用
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習題
第11章終極技術
11．1 引言
11．1．1 唯一傳輸的必要性
11．1．2 寬帶慢時變與傳輸傳輸不同性的主要措施
11．2功率控制原理
11．2．1 引入電源控制的必要性
11．2．2 功率控制標準
11．2．3 功率控制的分類與方法
11．3 功率控制在移動通信系統中的應用
11．3．1 IS-95中的功率控制
11．3．2 CDMA2000中的功率控制
11．3．3 WCDMA中的功率控制
11．4 無線資源的最優分配
11．4．1注水定理
11．4．2 多載波信道下的最優功率分配
11．4．3多天線信道下的最優功率分配
11．4．4 多用戶分集
11．5速率率
11．5．1 應用頻率在2G/2．5G中的
11．5．2 典型的典型實例——HDR
11．3 WCDMA中增強型技術――高速通信接入HSDPA
11．6 OFDM 悲觀
11．6．1 愚笨的
11．6．2 HARQ
11．6．3 比特與功率分配
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習題
第12章移動通信中的智能信號處理
12．1深度學習原理
12．1．1 機器學習與深度學習的分類
12．1．2 深度神經網絡（DNN）
12．1．3 神經神經網絡（CNN）
12．1．4 循環神經網絡（RNN）
12．1．5 生成對抗網絡(GAN)
12．1．6深度強化學習（DRL）
12．1．7 遷移遷移
12．1．8深度學習總結
12．2基於深度學習的通信架構
12．2．1 基於自動編碼器的通信架構
12．2．2基於強化學習的通信架構
12．2．3 基於條件生成對抗網絡（CGAN）的通信架構
12．3 智能信道估計與預測
12．3．1 OFDM系統中基於鏈路感知機(MLP)的信道估計
12．3．2基於循環神經網絡的預言預測
12．4深度MIMO檢測
12．4．1 信號模型
12．4．2 DetNet網絡結構
12．4．3 檢測性能
12．5深度信道譯碼
12．5．1 線條圖碼的神經網絡譯碼
12．5．2 神經網絡譯碼
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習題