移動終端系統(tǒng)設(shè)計(jì)

內(nèi)容概要

　　本書是一本全面介紹移動通信終端，特別是GSM和UMTS制式手機(jī)的專著，本書的特色是完全以手機(jī)的軟硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)為線索，內(nèi)容包括移動通信的基本理論、手機(jī)的基本原理，特別是GSM手機(jī)、UMTS手機(jī)、LTE終端的原理，章節(jié)安排采取由結(jié)構(gòu)延展到功能，再到協(xié)議的方式進(jìn)行，涉及的內(nèi)容包括射頻收發(fā)電路、調(diào)制/編/解碼、接入網(wǎng)協(xié)議、切換、漫游、分組業(yè)務(wù)和電路業(yè)務(wù)等，從設(shè)計(jì)角度介紹了硬件的工作機(jī)理、均衡、多址、捕獲算法、軟件工作機(jī)制、硬件架構(gòu)與性能、網(wǎng)絡(luò)工作方式、安全機(jī)制與未來發(fā)展等內(nèi)容。本書深入地介紹了主流的幾種通信協(xié)議，包括GSM、GPRS、EDGE、UMTS、LTE。內(nèi)容組織安排由淺入深，循序漸進(jìn)。最后總結(jié)了手機(jī)的體系結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)性能，包括內(nèi)存、CPU的操作系統(tǒng)(OS)、耗電、處理能力(MIPS)的成本、最佳的硬件/軟件劃分和產(chǎn)品化思路。
　　本書內(nèi)容翔實(shí)、針對性強(qiáng)，采取教材方式編寫，適合移動通信領(lǐng)域的管理和科研人員閱讀、參考，也可以作為大專院校相關(guān)專業(yè)的教材。

書籍目錄

第1章　概述　
　1.1　遠(yuǎn)程通信　
　1.2　無線遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)介紹　
　　1.2.1　電磁載波方式的無線通信歷史　
　　1.2.2　天線的概念　
　　1.2.3　無線發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的基本模塊　
　　1.2.4　通信協(xié)議的必要性　
　1.3　無線通信系統(tǒng)發(fā)展　
　　1.3.1　支持低移動性的無線手機(jī)介紹　
　　1.3.2　蜂窩式移動通信介紹　
　　1.3.3　移動手機(jī)介紹　
　　本章參考文獻(xiàn)　
第2章　移動通信系統(tǒng)的問題分析　
　2.1　無線信道介紹　
　　2.2　無線信道信號傳輸?shù)挠绊憽?br />　　2.2.1　反射　
　　2.2.2　衍射　
　　2.2.3　散射　
　2.3　信號衰減和路徑損耗　
　2.4　鏈路預(yù)算分析　
　2.5　多徑效應(yīng)　
　2.6　延時(shí)擴(kuò)展　
　2.7　多普勒擴(kuò)展　
　2.8　衰落　
　　2.8.1　大尺度衰落　
　　2.8.2　小尺度衰落　
　　2.8.3　平坦衰落　
　　2.8.4　頻率選擇性衰落　
　　2.8.5　快衰落　
　　2.8.6　慢衰落　
　2.9　信號衰落統(tǒng)計(jì)　
　　2.9.1　賴斯分布　
　　2.9.2　瑞利分布　
　　2.9.3　對數(shù)正態(tài)分布　
　2.10　干擾　
　　2.10.1　符號間干擾　
　　2.10.2　同道干擾　
　　2.10.3　鄰道干擾　
　2.11　噪聲　
　　2.11.1　雙端口電路的噪聲　
　　2.11.2　熱噪聲　
　　2.11.3　白噪聲　
　　2.11.4　閃爍噪聲　
　　2.11.5　相位噪聲　
　　2.11.6　突發(fā)噪聲　
　　2.11.7　散粒噪聲　
　　2.11.8　雪崩噪聲　
　　2.11.9　噪聲系數(shù)(NF)　
　　本章參考文獻(xiàn)　
第3章　手機(jī)的基帶設(shè)計(jì)　
　3.1　概述　
　3.2　分集技術(shù)　
　　3.2.1　時(shí)間分集　
　　3.2.2　頻率分集　
　　3.2.3　空間分集　
　3.3　信道估計(jì)和均衡　
　　3.3.1　信道特性的研究-信道估計(jì)　
　　3.3.2　均衡　
　　3.3.3　均衡器的實(shí)現(xiàn)　
　　3.3.4　信號模型　
　　3.3.5　均衡器的類型　
　3.4　不同干擾抑制技術(shù)　
　　3.4.1　跳頻　
　　3.4.2　不連續(xù)發(fā)送(DTX)　
　　3.4.3　小區(qū)扇形化　
　　3.4.4　自適應(yīng)多速率(AMR)編解碼器的應(yīng)用　
　　3.4.5　MIMO　
　3.5　信道編碼　
　　3.5.1　分組碼　
　　3.5.2　卷積碼　
　　3.5.3　Turbo碼　
　3.6　自動重復(fù)請求(ARQ)和增量冗余　
　3.7　交織　
　3.8　調(diào)制　
　　3.8.1　模擬調(diào)制　
　　3.8.2　數(shù)字調(diào)制　
　3.9　比特率、波特率和符號速率　
　3.10　帶內(nèi)信令　
　　本章參考文獻(xiàn)　
第4章　移動RF收、發(fā)射機(jī)的設(shè)計(jì)方案　
　4.1　RF收、發(fā)射機(jī)的概述　
　4.2　混頻器的實(shí)現(xiàn)　
　4.3　接收機(jī)前端架構(gòu)　
　　4.3.1　射頻下變頻技術(shù)　
　　4.3.2　零差接收機(jī)　
　　4.3.3　低中頻接收機(jī)　
　　4.3.4　寬帶中頻接收機(jī)　
　4.4　RF接收機(jī)性能評估參數(shù)　
　4.5　發(fā)射機(jī)前端架構(gòu)　
　　4.5.1　功率受限和帶寬受限的數(shù)字通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)問題　
　　4.5.2　調(diào)制和放大器非線性的折中分析　
　4.6　發(fā)射機(jī)架構(gòu)設(shè)計(jì)　
　　4.6.1　非線性發(fā)射機(jī)　
　　4.6.2　線性發(fā)射機(jī)　
　　4.6.3　非線性和線性發(fā)射機(jī)的通用架構(gòu)　
　　4.6.4　極化發(fā)射機(jī)　
　4.7　發(fā)射機(jī)性能測量　
　　本章參考文獻(xiàn)　
第5章　移動電話信道多址接入技術(shù)　
　5.1　多址接入技術(shù)介紹　
　　5.1.1　時(shí)分復(fù)用　
　　5.1.2　頻分復(fù)用　
　5.2　雙工技術(shù)　
　　5.2.1　頻分雙工(FDD)　
　　5.2.2　時(shí)分雙工(TDD)　
　5.3　頻譜效率　
　5.4　碼分多址　
　　5.4.1　擴(kuò)頻　
　　5.4.2　數(shù)學(xué)概念　
　　5.4.3　相關(guān)　
　　5.4.4　自相關(guān)　
　　5.4.5　互相關(guān)　
　　5.4.6　正交性　
　　5.4.7　實(shí)現(xiàn)　
　　5.4.8　使用CDMA的多址技術(shù)　
　　5.4.9　CDMA的商業(yè)化　
　　5.4.10　擴(kuò)頻序列的產(chǎn)生　
　　5.4.11　處理增益　
　　5.4.12　擴(kuò)頻處理的分類　
　5.5　正交頻分復(fù)用多址(OFDMA)　
　　5.5.1　正交的重要性　
　　5.5.2　OFDM的數(shù)學(xué)表達(dá)　
　　5.5.3　從數(shù)學(xué)理論到實(shí)際實(shí)現(xiàn)　
　　5.5.4　傅里葉變換的數(shù)字實(shí)現(xiàn)　
　　5.5.5　OFDM歷史　
　　5.5.6　OFDM傳輸機(jī)制的主要優(yōu)點(diǎn)　
　　5.5.7　OFDM技術(shù)的不足　
　　本章參考文獻(xiàn)　
第6章　GSM系統(tǒng)(2G)概述　
　6.1　簡介　
　6.2　GSM歷史　
　6.3　GSM網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)概述　
　　6.3.1　移動臺(MS)　
　　6.3.2　基站子系統(tǒng)(BSS)　
　　6.3.3　網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)(NSS)　
　　6.3.4　運(yùn)營和維護(hù)子系統(tǒng)(OMSS)　
　6.4　PLMN和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商　
　　6.4.1　GSM網(wǎng)絡(luò)實(shí)體層級　
　　6.4.2　GSM網(wǎng)絡(luò)區(qū)域　
　　6.4.3　GSM PLMN的目標(biāo)　
　　6.4.4　PLMN　
　6.5　GSM移動性和漫游　
　6.6　GSM PLMN業(yè)務(wù)　
　6.7　GSM接口　
　　6.7.1　無線接口(MS至BTS)　
　　6.7.2　Abis接口(BTS至BSC)　
　　6.7.3　A接口(BSC至MSC)　
　6.8　GSM用戶和設(shè)備識別碼　
　　6.8.1　國際移動設(shè)備識別碼(IMEI)　
　　6.8.2　國際移動用戶識別碼(IMSI)　
　　6.8.3　臨時(shí)國際移動用戶識別碼(TMSI)(譯者注，原文為TIMSI，GSM規(guī)范中檢查不到)　
　　6.8.4　移動用戶ISDN序列號(MS-ISDN)　
　　6.8.5　移動臺漫游號碼(MSRN)　
　　6.8.6　位置區(qū)域識別碼(LAI)　
　　6.8.7　本地移動用戶識別碼(LMSI)　
　　6.8.8　小區(qū)識別碼(CI)　
　　6.8.9　基站識別碼(BSIC)　
　　6.8.10　MSC和位置寄存器的識別　
　　6.8.11　PIN和PUK　
　　本章參考文獻(xiàn)　
第7章　GSM基帶模塊的設(shè)計(jì)：從話音到射頻電波　
　7.1　簡介　
　7.2　GSM邏輯信道　
　　7.2.1　業(yè)務(wù)信道　
　　7.2.2　信令信道　
　　7.2.3　小區(qū)廣播信道　
　7.3　GSM物理信道　
　7.4　GSM的突發(fā)脈沖　
　7.5　脈沖RF輸出譜　
　7.6　信道分配　
　7.7　GSM幀結(jié)構(gòu)　
　7.8　邏輯信道到物理幀結(jié)構(gòu)的組合映射　
　　7.8.1　TCH、SACCH到TDMA幀的映射　
　　7.8.2　SDCCH到TDMA幀的映射　
　　7.8.3　廣播和公共信道到TDMA幀的映射　
　7.9　邏輯信道發(fā)送和接收過程的物理層處理　
　　7.9.1　業(yè)務(wù)信道發(fā)送過程(從語音到無線電波)　
　　7.9.2　TCH上的用戶數(shù)據(jù)傳輸　
　　7.9.3　信令信道傳輸過程　
　7.10　GSM無線調(diào)制解調(diào)器發(fā)射機(jī)和接收機(jī)模塊的設(shè)計(jì)　
　　本章參考文獻(xiàn)　
第8章　GSM手機(jī)軟件設(shè)計(jì)　
　8.1　GSM手機(jī)軟件介紹　
　8.2　操作系統(tǒng)軟件　
　　8.2.1　Symbian　
　　8.2.2　RT-Linux　
　　8.2.3　Palm　
　8.3　設(shè)備驅(qū)動軟件　
　8.4　GSM系統(tǒng)協(xié)議軟件　
　　8.4.1　GSM手機(jī)協(xié)議?！?br />　　8.4.2　空中接口(Um)協(xié)議　
　　8.4.3　Abis接口　
　　8.4.4　A接口　
　8.5　語音和多媒體應(yīng)用軟件　
　　8.5.1　語音聲碼器　
　　8.5.2　音頻聲碼器　
　　8.5.3　圖像　
　　8.5.4　視頻　
　　本章參考文獻(xiàn)　
第9章　GSM手機(jī)的操作和進(jìn)程　
　9.1　手機(jī)開機(jī)之后的初始化過程　
　　9.1.1　小區(qū)選擇　
　　9.1.2　同步　
　　9.1.3　手機(jī)首次實(shí)現(xiàn)捕獲的流程圖　
　9.2　空閑模式　
　　9.2.1　尋呼和非連續(xù)接收(DRX)　
　　9.2.2　小區(qū)重選　
　　9.2.3　PLMN選擇　
　9.3　位置更新　
　9.4　安全進(jìn)程　
　　9.4.1　PIN碼保護(hù)　
　　9.4.2　匿名機(jī)制　
　　9.4.3　鑒權(quán)　
　　9.4.4　加密和解密　
　　9.4.5　GSM安全性的不足　
　9.5　接入模式　
　　9.5.1　移動臺作為主叫的通話建立(MO)過程　
　　9.5.2　手機(jī)作為被叫的通話建立過程的信道配合　
　9.6　切換　
　　9.6.1　切換過程　
　　9.6.2　切換過程示例　
　9.7　無線資源控制過程　
　9.8　移動性管理進(jìn)程　
　9.9　呼叫路由　
　9.10　功率控制　
　9.11　非連續(xù)發(fā)送和接收　
　9.12　跳頻　
　　本章參考文獻(xiàn)　
第10章　GSM手機(jī)的解析　
　10.1　GSM手機(jī)的介紹　
　10.2　GSM手機(jī)的功能模塊　
　10.3　移動手機(jī)的硬件框圖　
　10.4　GSM發(fā)送和接收模塊　
　10.5　天線　
　　10.5.1　天線參數(shù)　
　　10.5.2　常規(guī)手機(jī)天線　
　10.6　模數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC)模塊　
　10.7　自動增益控制模塊　
　10.8　自動頻率糾正模塊　
　　10.8.1　模擬VC-TCXO　
　　10.8.2　數(shù)字控制晶體振蕩器——DCXO　
　　10.8.3　GSM手機(jī)的典型AFC的實(shí)現(xiàn)　
　10.9　揚(yáng)聲器　
　10.10　麥克風(fēng)(MIC)　
　10.11　用戶識別模塊(SIM)　
　10.12　應(yīng)用進(jìn)程單元　
　10.13　相機(jī)　
　10.14　LCD顯示屏　
　10.15　鍵盤　
　10.16　連接設(shè)備　
　　10.16.1　藍(lán)牙　
　　10.16.2　USB　
　10.17　電池　
　　10.17.1　干電池　
　　10.17.2　可充電電池　
　　10.17.3　電池充電電路　
　　10.17.4　睡眠模式　
　10.18　時(shí)鐘機(jī)制　
　10.19　提示信號的產(chǎn)生　
　10.20　存儲器　
　　10.20.1　只讀存儲器(ROM)　
　　10.20.2　Flash存儲器　
　　10.20.3　隨機(jī)存取存儲器(RAM)　
　10.21　GSM接收機(jī)性能　
　　10.21.1　靈敏度和噪聲系數(shù)要求　
　　10.21.2　參考干擾電平　
　　10.21.3　發(fā)送頻率的指標(biāo)要求　
　　本章參考文獻(xiàn)　
第11章　GPRS和EDGE網(wǎng)絡(luò)　
　11.1　簡介　
　11.2　系統(tǒng)架構(gòu)　
　11.3　業(yè)務(wù)　
　11.4　會話管理、移動性管理以及路由選擇　
　11.5　GPRS的協(xié)議體系結(jié)構(gòu)　
　　11.5.1　傳輸平面　
　　11.5.2　信令平面　
　11.6　空中接口——物理層　
　　11.6.1　物理信道　
　　11.6.2　邏輯信道　
　　11.6.3　信道分配　
　11.7　分組數(shù)據(jù)跨層傳輸　
　11.8　信道編碼和打孔　
　11.9　小區(qū)重選　
　11.10　無線電環(huán)境監(jiān)測　
　11.11　多信道類型　
　11.12　雙傳輸模式(DTM)　
　11.13　EDGE(增強(qiáng)型數(shù)據(jù)速率GSM演進(jìn)技術(shù))概述　
　　11.13.1　物理層　
　　11.13.2　鏈路自適應(yīng)　
　　11.13.3　RLC層　
　　11.13.4　數(shù)據(jù)傳輸　
　　11.13.5　媒介接入控制(MAC)　
　　11.13.6　支持EDGE對空中接口和設(shè)備的影響　
　11.14　GERAN(GSM/GPRS/EDGE無線接入網(wǎng))的最新進(jìn)展　
　　11.14.1　EDGE的演進(jìn)　
　　11.14.2　自適應(yīng)多用戶正交子信道提供的語音業(yè)務(wù)(VAMOS)　
　　本章參考文獻(xiàn)　
第12章　UMTS系統(tǒng)(3G)綜述　
　12.1　簡介　
　12.2　3G網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)　
　　12.2.1　同步和異步網(wǎng)絡(luò)　
　　12.2.2　UMTS網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)　
　12.3　UTRAN架構(gòu)　
　　12.3.1　無線網(wǎng)絡(luò)控制器(RNC)　
　　12.3.2　Node B　
　　12.3.3　用戶設(shè)備(UE)　
　12.4　UMTS系統(tǒng)中不同的接口　
　12.5　支持的數(shù)據(jù)速率　
　12.6　業(yè)務(wù)需求和頻譜　
　12.7　小區(qū)結(jié)構(gòu)　
　12.8　UTRAN功能描述　
　　12.8.1　整體系統(tǒng)接入控制　
　　12.8.2　安全性和隱私　
　　12.8.3　切換　
　　12.8.4　無線資源管理和控制　
　12.9　Iub的功能劃分　
　　本章參考文獻(xiàn)　
第13章　UMTS無線調(diào)制解調(diào)器設(shè)計(jì)：從語音到射頻波　
　13.1　簡介　
　13.2　頻帶　
　13.3　無線鏈路幀結(jié)構(gòu)　
　13.4　信道結(jié)構(gòu)　
　　13.4.1　邏輯信道　
　　13.4.2　傳輸信道　
　　13.4.3　物理信道　
　13.5　擴(kuò)頻、加擾和調(diào)制　
　　13.5.1　下行鏈路(DL)擴(kuò)頻和調(diào)制　
　　13.5.2　上行鏈路擴(kuò)頻和調(diào)制　
　13.6　上行鏈路物理信道　
　　13.6.1　專用上行物理信道　
　　13.6.2　公共上行物理信道　
　13.7　下行鏈路物理信道　
　　13.7.1　專用下行物理信道　
　　13.7.2　公共下行物理信道　
　13.8　物理信道的定時(shí)關(guān)系　
　13.9　發(fā)射機(jī)特性　
　13.10　各種情況下的信道利用　
　13.11　壓縮模式　
　　本章參考文獻(xiàn)　
第14章　UMTS終端的軟件及操作　
　14.1　UMTS協(xié)議架構(gòu)介紹　
　14.2　協(xié)議架構(gòu)　
　14.3　UE協(xié)議架構(gòu)　
　　14.3.1　物理層　
　　14.3.2　媒體接入控制(MAC)　
　　14.3.3　無線鏈路控制(RLC)　
　　14.3.4　無線資源控制(RRC)　
　　14.3.5　分組數(shù)據(jù)會聚協(xié)議(PDCP)　
　　14.3.6　呼叫控制(CC)　
　　14.3.7　移動性管理(MM)　
　　14.3.8　會話管理(SM)　
　　14.3.9　通用用戶識別模塊(USIM)接口　
　　14.3.10　人機(jī)界面(MMI)　
　　14.3.11　互通單元(IWU)　
　14.4　UE內(nèi)的進(jìn)程　
　　14.4.1　空閑模式下的進(jìn)程　
　　14.4.2　UTRAN選擇和重選　
　　14.4.3　小區(qū)選擇和重選　
　　14.4.4　位置注冊　
　　14.4.5　連接模式下的進(jìn)程　
　14.5　連接模式下的移動管理進(jìn)程　
　14.6　連接模式下的其他進(jìn)程　
　14.7　安全進(jìn)程　
　　14.7.1　UMTS安全性概述　
　　14.7.2　完整性保護(hù)　
　　14.7.3　加密　
　　14.7.4　UMTS安全性方面的缺陷　
　14.8　測量進(jìn)程　
　14.9　切換進(jìn)程　
　14.10　小區(qū)更新　
　14.11　高速下行鏈路分組接入(HSDPA)　
　14.12　高速上行鏈路分組接入(HSUPA)　
　14.13　IP多媒體系統(tǒng)(IMS)　
　　本章參考文獻(xiàn)　
第15章　UMTS手機(jī)解析　
　15.1　簡介　
　15.2　手機(jī)系統(tǒng)架構(gòu)　
　15.3　UE硬件架構(gòu)和構(gòu)件　
　　15.3.1　RF前端架構(gòu)　
　　15.3.2　基帶架構(gòu)　
　15.4　多速率用戶數(shù)據(jù)傳輸　
　15.5　UE系統(tǒng)過程的實(shí)現(xiàn)　
　　15.5.1　小區(qū)搜索進(jìn)程　
　　15.5.2　功率控制　
　15.6　UMTS L1工作狀態(tài)機(jī)的設(shè)計(jì)　
　　本章參考文獻(xiàn)　
第16章　下一代手機(jī)　
　16.1　簡介　
　　16.1.1　現(xiàn)有無線技術(shù)(1G、2G和3G)的局限性　
　　16.1.2　4G無線技術(shù)的需求　
　　16.1.3　4G的演進(jìn)　
　16.2　3GPP LTE　
　　16.3　LTE系統(tǒng)設(shè)計(jì)　
　　16.3.1　RF　
　　16.3.2　物理層/基帶　
　　16.3.3　協(xié)議架構(gòu)　
　　16.3.4　主要LTE進(jìn)程　
　16.4　IEEE 802.16系統(tǒng)　
　　16.4.1　IEEE 802.16架構(gòu)概述　
　　16.4.2　業(yè)務(wù)類別　
　　16.4.3　移動性支持　
　　16.4.4　功率控制　
　16.5　4G移動系統(tǒng)　
　16.6　4G移動系統(tǒng)設(shè)計(jì)和研究領(lǐng)域內(nèi)的關(guān)鍵挑戰(zhàn)　
　16.7　認(rèn)知無線電　
　　16.7.1　系統(tǒng)概述　
　　16.7.2　系統(tǒng)架構(gòu)　
　　16.7.3　關(guān)鍵挑戰(zhàn)和研究領(lǐng)域　
　　本章參考文獻(xiàn)　
第17章　手機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的競爭優(yōu)勢　
　17.1　簡介　
　17.2　手機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵挑戰(zhàn)　
　17.3　系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)　
　17.4　協(xié)議架構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化　
　17.5　硬件/軟件分割　
　17.6　系統(tǒng)性能　
　　17.6.1　CPU選擇　
　　17.6.2　存儲器選擇　
　　17.6.3　操作系統(tǒng)選擇　
　　17.6.4　掉電模式　
　　17.6.5　自適應(yīng)時(shí)鐘/電壓機(jī)制　
　　17.6.6　算法選擇　
　　17.6.7　MIPS需求　
　17.7　適應(yīng)性　
　　17.7.1　與不同物理層實(shí)現(xiàn)方案的適配　
　　17.7.2　與不同應(yīng)用的適配　
　　17.7.3　與不同操作系統(tǒng)的適配　
　　17.7.4　與不同空中接口標(biāo)準(zhǔn)的適配　
　17.8　驗(yàn)證，確認(rèn)和測試　
　17.9　產(chǎn)品化　
本章參考文獻(xiàn)

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