大話無(wú)線通信

前言

　　今天，無(wú)線通信技術(shù)在深刻地影響著我們每個(gè)人的生活。隨著通信技術(shù)的飛速發(fā)展和通信產(chǎn)業(yè)鏈的不斷成熟，手機(jī)從最初只是高端商務(wù)群體才能擁有的奢侈品，到現(xiàn)在已飛入尋常百姓家，成為一種大眾通信工具。無(wú)論你走到天涯海角，只要在有通信信號(hào)的地方，你都可以通過(guò)手機(jī)與他人取得聯(lián)系。而隨著時(shí)代的發(fā)展，手機(jī)也逐漸由一個(gè)單一的通信工具演變成一個(gè)綜合的個(gè)人信息平臺(tái)，財(cái)經(jīng)、體育、娛樂(lè)等各種信息都可以通過(guò)手機(jī)輕松獲得?！　∵@些年無(wú)線通信行業(yè)發(fā)展迅猛，吸引了大批有志青年和年輕學(xué)子投身其中。應(yīng)當(dāng)注意的是，雖然無(wú)線通信業(yè)務(wù)和應(yīng)用的種類繁多，但是無(wú)線通信技術(shù)本質(zhì)的東西并沒(méi)有發(fā)生根本的變化。就理論而言，現(xiàn)代通信技術(shù)依然基于香農(nóng)的信息論，各種通信技術(shù)所應(yīng)用的底層調(diào)制解調(diào)和編碼譯碼等技術(shù)并沒(méi)有本質(zhì)的區(qū)別；就實(shí)際網(wǎng)絡(luò)而言，無(wú)線通信系統(tǒng)從2G到3G依然遵循著“無(wú)線收發(fā)信機(jī)一無(wú)線收發(fā)信機(jī)控制器一移動(dòng)交換中心”這樣的體系架構(gòu)。因此，我十分贊同作者的看法，不同無(wú)線通信技術(shù)之間并沒(méi)有本質(zhì)的區(qū)別，先搞明白一種無(wú)線通信技術(shù)，再去理解其他無(wú)線通信技術(shù)就會(huì)輕松很多?！　?yīng)當(dāng)說(shuō)無(wú)線通信所涵蓋的知識(shí)是比較多的，內(nèi)容也較為復(fù)雜。如何快速而有效地學(xué)習(xí)這些知識(shí)是一個(gè)值得思考的問(wèn)題。作者在本書中另辟蹊徑，從相對(duì)簡(jiǎn)單的有線通信入手，以輕松詼諧的語(yǔ)言揭示無(wú)線通信與有線通信的傳承與區(qū)別，為讀者學(xué)習(xí)無(wú)線通信提供了一個(gè)不錯(cuò)的切入點(diǎn)。接下來(lái)全書大量采用類比的方式來(lái)講解無(wú)線通信從空口到信令的相關(guān)技術(shù)知識(shí)，從無(wú)線側(cè)到交換側(cè)的相關(guān)內(nèi)容。書中所舉的例子生動(dòng)活潑，十分便于讀者理解和學(xué)習(xí)這些知識(shí)?！　⊥ㄐ蓬悎D書通常是專業(yè)性較強(qiáng)，理解起來(lái)有一定難度。本書的作者別出心裁，以輕松活潑和更貼近讀者的方式來(lái)闡述無(wú)線通信技術(shù)，這無(wú)疑是一次非常有益的探索。希望本書能為廣大學(xué)子和從業(yè)人員學(xué)習(xí)無(wú)線通信技術(shù)知識(shí)提供一些幫助，為促進(jìn)通信行業(yè)的人才培養(yǎng)起到一定的作用。

內(nèi)容概要

　　《大話無(wú)線通信》是一本介紹無(wú)線通信的通俗書，首先介紹了有線通信向無(wú)線通信的演進(jìn)、通信系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)知識(shí)和無(wú)線通信的空中接口技術(shù)，然后以GSM系統(tǒng)為范例詳細(xì)介紹了一個(gè)無(wú)線通信系統(tǒng)的組成、空中接口物理層、Um接口的第三層協(xié)議、七號(hào)信令和通信的信令流程?！　　洞笤挓o(wú)線通信》來(lái)源于通信人家園非常熱門的技術(shù)帖“無(wú)線通信原理通俗解讀”。全書采用了獨(dú)特的行文風(fēng)格，大量采用“水煮”的方式來(lái)幫助讀者快速而輕松地對(duì)無(wú)線通信技術(shù)有一個(gè)整體的認(rèn)識(shí)?！洞笤挓o(wú)線通信》在寫法上沒(méi)有采取先擺結(jié)論后進(jìn)行解說(shuō)的方式，而是先提出問(wèn)題，再逐步給出解決問(wèn)題的方法，希望讀者知其然也能知其所以然，向讀者揭示無(wú)線通信的奧秘。對(duì)于初學(xué)者而言，這種方式尤其有效?！　　洞笤挓o(wú)線通信》可供無(wú)線通信技術(shù)的初學(xué)者和自學(xué)者閱讀參考，也可作為無(wú)線通信從業(yè)人員的參考書。

書籍目錄

水煮篇第1章 快速理解無(wú)線通信1.1 引言1.2 空中接口和無(wú)線信道1.3 無(wú)線通信的困惑1.3.1 困惑一：基站如何區(qū)分手機(jī)1.3.2 困惑二：手機(jī)如何找到基站1.3.3 困惑三：基站如何找到手機(jī)1.3.4 困惑四：如何識(shí)別手機(jī)用戶的身份1.3.5 困惑五：如何保證對(duì)話不被他人竊聽(tīng)1.3.6 困惑六：如何保證“移動(dòng)”著打電話不會(huì)有問(wèn)題1.4 水煮GSM--無(wú)線通信系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)1.4.1 靜靜的湘水1.4.2 飄蕩在夜空的莫爾斯電碼1.4.3 勝負(fù)手基礎(chǔ)理論篇第2章 通信的本質(zhì)--通信系統(tǒng)概述2.1 狼煙與驛站的故事--漫談中國(guó)古代的通信2.2 畫虎畫皮先畫骨--通信系統(tǒng)構(gòu)架2.2.1 電話之父--貝爾2.2.2 模擬通信系統(tǒng)架構(gòu)2.2.3 數(shù)字通信系統(tǒng)架構(gòu)2.2.4 數(shù)字通信為何獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷2.3 信號(hào)的基礎(chǔ)知識(shí)2.3.1 信號(hào)的概念--從狼煙到電磁波2.3.2 信號(hào)的時(shí)域概念2.3.3 信號(hào)的頻域概念2.4 信號(hào)分析的利器--傅里葉級(jí)數(shù)和傅里葉分析2.4.1 傅里葉級(jí)數(shù)與傅里葉分析的由來(lái)2.4.2 周期信號(hào)的數(shù)學(xué)表達(dá)--傅里葉級(jí)數(shù)2.4.3 非周期信號(hào)的數(shù)學(xué)闡述--傅里葉分析2.5 模擬信號(hào)如何轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)2.5.1 聲音是如何變成比特流的--奈奎斯特采樣定理2.5.2 從原始分到標(biāo)準(zhǔn)分--量化2.5.3 從《蒹葭》和《在水一方》說(shuō)起--也談編碼2.6 這是多此一舉嗎--也談?wù){(diào)制的意義2.7 信道與信道容量2.7.1 無(wú)噪聲的完美信道--奈奎斯特帶寬2.7.2 有噪聲的真實(shí)信道--香農(nóng)容量2.8 無(wú)線信道的衰落2.8.1 大尺度效應(yīng)2.8.2 小尺度效應(yīng)第3章 GSM空中接口技術(shù)3.1 稀缺的無(wú)線資源及其復(fù)用技術(shù)3.1.1 無(wú)價(jià)的戰(zhàn)略資源--空中接口的頻率3.1.2 6MHz聯(lián)通VS 29MHz移動(dòng)--工作頻段分配3.1.3 從大課堂到小課堂--空分復(fù)用與蜂窩3.1.4 也談廣電架構(gòu)與電信架構(gòu)的異同--頻分復(fù)用與時(shí)分復(fù)用3.1.5 3G的基礎(chǔ)--碼分多址3.1.6 游走在功率與頻率之間--載干比與頻寬3.2 如何應(yīng)對(duì)無(wú)線信道的以下挑戰(zhàn)：多徑效應(yīng)及瑞利衰落3.2.1 當(dāng)老師的藝術(shù)--語(yǔ)音編碼與信道編碼3.2.2 也論當(dāng)校長(zhǎng)的藝術(shù)--分集技術(shù)之交織3.2.3 當(dāng)心和自家的魚雷親密接觸哦--分集技術(shù)之跳頻3.2.4 刺刀在前，刺刀在后--時(shí)間提前量（TA值）3.2.5 訓(xùn)練序列的由來(lái)--時(shí)間色散與均衡3.3 如何降低手機(jī)的功耗及對(duì)系統(tǒng)的干擾3.3.1 請(qǐng)小點(diǎn)聲，再小點(diǎn)聲--功率控制3.3.2 無(wú)話可說(shuō)時(shí)就請(qǐng)閉嘴--不連續(xù)發(fā)射（DTX）3.3.3 老師不點(diǎn)名我就繼續(xù)睡覺(jué)--不連續(xù)接收（DRX）實(shí)戰(zhàn)篇第4章 商業(yè)蜂窩通信系統(tǒng)的典范--GSM4.1 引言--從實(shí)驗(yàn)室通信走向商業(yè)通信4.2 GSM系統(tǒng)的發(fā)展歷史及技術(shù)規(guī)范4.2.1 GSM發(fā)展的歷史背景4.2.2 GSM系統(tǒng)的技術(shù)規(guī)范4.3 GSM網(wǎng)絡(luò)組成及接口4.3.1 GSM網(wǎng)絡(luò)組成4.3.2 “跑馬圈地”與“免費(fèi)搬遷”--Abis接口引發(fā)的商業(yè)策略4.4 移動(dòng)信息專家--SIM卡4.5 從電臺(tái)到基站--也談手機(jī)與BTS4.5.1 手機(jī)與點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信4.5.2 勞模CTU和它的團(tuán)隊(duì)--BTS4.6 計(jì)算機(jī)與通信的交融--BSC4.6.1 總線的概念4.6.2 BSC中的總線4.7 交換子系統(tǒng)--MSC、VLR與HLR4.7.1 移動(dòng)交換中心（MSC）4.7.2 GSM中的根DNS--歸屬位置寄存器（HLR）4.7.3 GSM中的本地DNS--訪問(wèn)位置寄存器（VLR）4.7.4 GSM系統(tǒng)的守護(hù)神--鑒權(quán)中心（AuC）4.8 這是你的門牌號(hào)碼--GSM編號(hào)計(jì)劃第5章 源于頻率的困惑--GSM空中接口物理層的設(shè)計(jì)5.1 TDMA空中接口技術(shù)5.2 鐵路的管理藝術(shù)--突發(fā)脈沖的應(yīng)用5.2.1 客運(yùn)火車--業(yè)務(wù)信道（TCH）5.2.2 候車廳的大喇叭--FCCH5.2.3 現(xiàn)在是北京時(shí)間八點(diǎn)整--SCH5.2.4 “我的地盤，我的業(yè)務(wù)”--BCCH5.2.5 想上車，請(qǐng)先買票--RACH/AGCH5.2.6 “×××，你的家屬在廣播室找你”--PCH5.2.7 列車導(dǎo)乘員--SDCCH5.2.8 列車上的服務(wù)員--FACCH/SACCH5.3 復(fù)幀的應(yīng)用第6章 無(wú)線通信的特質(zhì)--也談GSM第三層協(xié)議6.1 固定通信與移動(dòng)通信的區(qū)別6.2 頻率貴如黃金，吾等自應(yīng)珍惜--無(wú)線資源管理（RRM）6.2.1 好的開(kāi)始是成功的一半--RRM的初始化階段6.2.2 多寬的車走多寬的路--RR的傳輸管理6.2.3 跳槽還需細(xì)思量--切換的目的及依據(jù)6.2.4 炒炒冷飯--功率的控制與時(shí)間提前量6.2.5 要唱戲還得先搭臺(tái)--小區(qū)信道的配置與分配6.2.6 念念這本經(jīng)--RRM協(xié)議6.3 移動(dòng)性與安全性的博弈--移動(dòng)性管理（MM）6.3.1 位置區(qū)域的管理6.3.2 也談SIM卡的破解--安全性管理6.4 從路由到計(jì)費(fèi)--接續(xù)管理（CM）6.4.1 也談路由的查詢--MSISDN與MSRN的索引功能6.4.2 漫游費(fèi)的由來(lái)第7章 要把文章寫好，先要學(xué)好語(yǔ)法--也談七號(hào)信令7.1 信令的基礎(chǔ)7.1.1 研究信令的手段--分類7.1.2 從結(jié)構(gòu)形式到控制方式--信令的剖析7.2 從流水線和產(chǎn)業(yè)鏈說(shuō)起--也談OSI七層模型與七號(hào)信令7.3 唐僧開(kāi)物流公司--也談MTP-1和MTP-27.3.1 白龍馬的世界級(jí)企業(yè)夢(mèng)想--信令數(shù)據(jù)鏈路級(jí)MTP-17.3.2 任勞任怨的沙和尚--信令鏈路控制級(jí)MTP-27.4 八戒掌握了物流調(diào)度大權(quán)--MTP-37.5 孫悟空重出江湖--SCCP7.6 長(zhǎng)袖善舞的太白金星--TCAP第8章 妙手著文章--通過(guò)信令流程讓GSM系統(tǒng)運(yùn)作起來(lái)8.1 GSM的信令與協(xié)議8.1.1 接口與協(xié)議8.1.2 Um空中接口&Abis接口8.1.3 A接口的協(xié)議8.2 手機(jī)在通用模式和專用模式下都在干什么8.3 小區(qū)選擇與重選8.3.1 哪家信號(hào)好我選哪家--小區(qū)選擇8.3.2 功率！功率！還是功率！--C1算法三要素8.3.3 你信號(hào)不好了我就跟你說(shuō)拜拜--小區(qū)重選8.4 隨機(jī)接入與信道分配8.5 你是誰(shuí)--鑒權(quán)的用途及算法8.6 加密8.6.1 加密原理與流程8.6.2 代號(hào)“海狼行動(dòng)”--TMSI再分配8.7 記得給媽媽打電話報(bào)平安--位置更新與IMSI附著8.7.1 位置區(qū)的設(shè)置8.7.2 位置更新信令流程8.8 讓我們來(lái)搭積木--MS主叫流程分析8.9 路由，關(guān)鍵就是路由--MS被叫流程8.9.1 被叫的尋址過(guò)程8.9.2 被叫接續(xù)過(guò)程8.10 來(lái)試試空中接力--切換原因及流程8.10.1 測(cè)量報(bào)告的由來(lái)8.10.2 切換考慮的因素8.10.3 切換的信令流程8.11 本章小結(jié)參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　基站的處理方式與此頗為類似，它總是一刻不停地向外廣播信息，以方便手機(jī)找到它。然而手機(jī)又如何才能聽(tīng)到基站的廣播信息，從而去鎖定基站呢？　　對(duì)于GSM系統(tǒng)而言，不同的基站廣播信息時(shí)所使用的頻率不同，這樣GSM手機(jī)必須掃描整個(gè)頻段，按信號(hào)的強(qiáng)度從最強(qiáng)信號(hào)開(kāi)始逐一檢查，直到找到合適的基站的廣播信息。這很有點(diǎn)像我們?cè)趯W(xué)校里聽(tīng)廣播，我們拿著收音機(jī)調(diào)啊調(diào)，調(diào)到一個(gè)信號(hào)最強(qiáng)的臺(tái)然后收聽(tīng)廣播。不過(guò)咱們是手動(dòng)擋，人家手機(jī)是自動(dòng)擋?！　DMA手機(jī)鎖定基站的方式要簡(jiǎn)單得多。在CDMA系統(tǒng)里，基站固定使用一個(gè)頻率（控制載頻）廣播信息，手機(jī)只要調(diào)諧到這個(gè)頻率，就可以收到基站的指引信息，從而找到基站。系統(tǒng)的控制載頻在整個(gè)CDMA通信網(wǎng)絡(luò)中是統(tǒng)一的，這有點(diǎn)兒像無(wú)論在哪里，只要撥打110就可以得到警察的幫助一樣，手機(jī)只要記住控制載頻這個(gè)頻率，、接下來(lái)的事情就好辦了。　　2.廣播的內(nèi)容　　話說(shuō)基站是通過(guò)廣播指引信息讓手機(jī)找到基站，那么基站都廣播一些什么內(nèi)容呢？　　對(duì)于GSM系統(tǒng)而言，另外，由于手機(jī)需要調(diào)整接收頻率以正確接收廣播信息，那么首先需要廣播頻率校正信號(hào)。由于GSM是一個(gè)時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)，時(shí)間的同步很重要，那么接下來(lái)的信息就是同步信號(hào)。　　當(dāng)然還會(huì)有一些其他信息，比如基站的標(biāo)識(shí)、空中接口的結(jié)構(gòu)參數(shù)（比如這個(gè)基站都使用了哪些頻率、屬于哪個(gè)位置區(qū)、手機(jī)選擇該小區(qū)的優(yōu)先級(jí)等）。這很好理解，就好比旅行團(tuán)的導(dǎo)游會(huì)介紹一下當(dāng)?shù)赜心男┚吧?、游完要花多少時(shí)間、需要多少花費(fèi)等一些詳細(xì)信息。你覺(jué)得合適就跟團(tuán)，覺(jué)得不合適再聽(tīng)其他團(tuán)的介紹換團(tuán)也可以（根據(jù)小區(qū)的各項(xiàng)信息，如果當(dāng)前小區(qū)不適合停留，則換到別的小區(qū)去）。　　CDMA系統(tǒng)與GSM系統(tǒng)類似，首先是廣播導(dǎo)頻信號(hào)和同步信號(hào)，然后再?gòu)V播基站的標(biāo)識(shí)和空中接口的結(jié)構(gòu)參數(shù)?！　?.廣播之間避免干擾　　由上可知，廣播信息不但幫助手機(jī)找到和鎖定基站，還能為手機(jī)提供大量當(dāng)前小區(qū)所必需的信息。因?yàn)槲覀兿Ｍ麖V播之間不要互相干擾，不然帶來(lái)很多麻煩?！　SM相鄰的基站采取不同的頻率，工作的頻率不同，自然不會(huì)產(chǎn)生干擾。就好比兩個(gè)人唱歌，一個(gè)唱男低音，一個(gè)唱花腔女高音，誰(shuí)也干擾不著誰(shuí)?！　DMA系統(tǒng)中采用的是一個(gè)固定的頻率，但是擴(kuò)頻碼不一樣，也不會(huì)產(chǎn)生干擾。就好比一堆導(dǎo)游，一個(gè)說(shuō)中文，一個(gè)說(shuō)英文，一個(gè)說(shuō)意大利語(yǔ)，誰(shuí)也干擾不著誰(shuí)?！　?hellip;…

媒體關(guān)注與評(píng)論

　　強(qiáng)人，通信業(yè)界的大作家。比當(dāng)年明月還牛。繼續(xù)哈。加油！　　——本兄弟　　LZ牛人！讓我想起了中學(xué)的物理老師，看你的帖子跟聽(tīng)他的課一樣，是一種享受?！　?mdash;—cpriff　　通俗易懂，正好讓我這種門外漢了解點(diǎn)專業(yè)知識(shí)?！　?mdash;—hehaoyi　　有才，越通俗越有水平。入門的極品教材。　　——happy小公主　　樓主我愛(ài)死你了！我打算把學(xué)校發(fā)的那本教材扔了！嗯，就這么決定了，別讓我失望哈！　　——xxaqustdc　　頂！樓主的大作，我恰恰可以給那幫學(xué)生講講，上課偶辛辛苦苦講原理，還不如讓他們來(lái)看樓主的文章呢！他們就喜歡這個(gè)調(diào)調(diào)。　　——buptgpp　　為有一本通俗易懂的通信讀物而淚流滿面！　　——wikeysai　　有些事，不得不贊；有些人。不得不佩服}將專業(yè)的變?yōu)橥ㄋ椎模儆猛ㄋ椎牧私馊タ磳I(yè)的，實(shí)在是好！支持LZ！　　——psleffort

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