了得網工業技術_LTE教程：原理與實現（第3版）

編輯推薦

《LTE教程：原理與實現》伴隨大家走過了LTE的起步階段，《LTE教程：原理與實現（第2版）》伴隨大家走過了LTE的發展階段，現在《LTE教程：原理與實現》（第3版）將伴隨大家走過LTE的成熟階段以及5G的起步階段。為了達到這樣的效果，作者在《LTE教程：原理與實現》（第3版）第1章和第4章中更新了相關內容，特別是引入了5G的簡要信息。

內容簡介

“LTE叢書之學好LTE繫列”是專為LTE學習而打造的，內容脫胎於作者深受好評的LTE在線培訓課程，並加以完善和增補，循序漸進，娓娓道來，非常適合LTE學習。本書是“LTE叢書之學好LTE繫列”的開篇，濃墨重彩地介紹了LTE的兩大關鍵技術：OFDM和多天線技術的原理以及實現方法。在OFDM原理部分，揭開了OFDM技術不為人知的許多內情，其中的能量正交概念會讓讀者耳目一新。在OFDM實現部分，還會發布很多顛覆性的內容，比如IFFT算法不是生成OFDM信號的*算法，等等。在多天線原理部分，分門別類地介紹了多天線技術的三大特點。在多天線實現部分，作者定量分析了LTE中各種發射模式（TM）的差異，詳細介紹了LTE中的多天線處理過程。作者的眼光並不局限在LTE上，本書同時還穿插介紹了各種移動通信繫統和WiFi技術，讓讀者具有更全面的技術視野。本書適合從零起點到已經對LTE技術有所了解的人士閱讀，並且可以作為LTE自學和培訓的教材。

作者簡介

孫宇肜：高級工程師，碩士畢業於浙江大學，LTE學習大使，長期從事2G、3G、4G和5G無線網絡的規劃設計、產品管理以及在線培訓等工作，出版了多部移動通信方面的技術專著。

目錄
第1章 LTE技術概述 1
本章導讀 2
1.1 LTE技術 2
1.1.1 什麼是LTE 2
1.1.2 LTE：一統江湖 5
1.1.3 LTE：架構的革命 6
1.1.4 LTE：功能的演進 7
1.1.5 LTE：技術的突破 8
1.1.6 LTE：性能的飛躍 10
1.1.7 LTE：後浪推前浪 11
1.1.8 LTE：演進無極限 12
1.1.9 LTE-A：更高速率、更大容量 13
1.1.10 NB-IoT與5G：風雲再起 15

目錄
第1章 LTE技術概述 1
本章導讀 2
1.1 LTE技術 2
1.1.1 什麼是LTE 2
1.1.2 LTE：一統江湖 5
1.1.3 LTE：架構的革命 6
1.1.4 LTE：功能的演進 7
1.1.5 LTE：技術的突破 8
1.1.6 LTE：性能的飛躍 10
1.1.7 LTE：後浪推前浪 11
1.1.8 LTE：演進無極限 12
1.1.9 LTE-A：更高速率、更大容量 13
1.1.10 NB-IoT與5G：風雲再起 15
1.1.11 強強對話：LTE與WiFi 16
1.2 LTE核心網 17
1.2.1 CS域與PS域 18
1.2.2 CS域與PS域的設備 19
1.2.3 EPC的組成 20
1.2.4 MME 21
1.2.5 SGW 22
1.2.6 PGW 23
1.2.7 EPC：漫遊業務的處理 24
1.2.8 EPC：與其他網絡的連接 24
1.3 LTE無線網絡 26
1.3.1 LTE無線網絡的組成 26
1.3.2 LTE無線網絡的功能 27
1.3.3 LTE無線網絡與信息傳遞 28
1.3.4 LTE空中接口的分層結構 30
1.3.5 基站物理層處理過程 33
1.3.6 基站的種類與結構 33
1.4 LTE終端 35
1.4.1 LTE終端的類別 35
1.4.2 LTE終端的頻段 37
1.4.3 中國的LTE頻段 39
1.4.4 LTE終端 40
1.4.5 LTE基帶芯片 41
1.5 全書導讀 43
本章練習答案 45
本章思考題 45
第2章移動通信：從點對點到網絡 46
本章導讀 47
2.1 點對點的無線通信 47
2.1.1 無線通信的模型 47
2.1.2 形形色色的信號 49
2.1.3 A/D：從模擬信號到數字信號 52
2.1.4 調制：從基帶信號到射頻信號 54
2.1.5 天線：從射頻信號到無線電波 63
2.1.6 無線電波的傳播 67
2.1.7 雙工：接收與發送 70
2.2 干擾下的移動通信 72
2.2.1 噪聲與干擾 73
2.2.2 移動信道特點 76
2.2.3 信道編碼：優化傳輸性能 77
2.2.4 信道的容量 79
2.3 多用戶的移動通信 81
2.3.1 復用與正交 81
2.3.2 多址技術 86
2.3.3 身份識別 88
2.3.4 安全 90
2.4 網絡中的移動通信 91
2.4.1 蜂窩技術與頻率規劃 92
2.4.2 多區技術 94
2.4.3 小區廣播 98
2.4.4 尋呼 98
2.4.5 切換 99
2.4.6 多網絡 100
2.5 總結 102
本章練習答案 104
本章思考題 104
第3章OFDM原理 105
本章導讀 106
3.1 OFDM前傳：FDM 106
3.1.1 OFDM與FDM 106
3.1.2 從單載波到多載波 107
3.1.3 從多載波到FDM 110
3.1.4 其實FDM也是正交技術 112
3.2 OFDM為什麼是正交技術 113
3.2.1 OFDM正交的含義 113
3.2.2 OFDM為何是正交技術 115
3.2.3 深入理解OFDM的能量正交 120
3.3 為何使用OFDM 122
3.3.1 為什麼要用OFDM 122
3.3.2 OFDM面臨的挑戰 125
3.4 OFDM信號的波形與頻譜 132
3.4.1 OFDM信號的處理過程 132
3.4.2 發生過程的波形與頻譜 133
3.4.3 接收過程的波形與頻譜 136
3.5 總結 137
本章練習答案 139
本章思考題 139
第4章 OFDM技術的實現 140
本章導讀 141
4.1 OFDM信號的發生方法 141
4.1.1 分立器件發生方法 141
4.1.2 集成處理發生方法 143
4.2 OFDM中的IFFT 145
4.2.1 DFT：從合到分 145
4.2.2 IDFT：從分到合 147
4.2.3 IFFT的作用 148
4.3 OFDM信號的發生算法 149
4.3.1 離散餘弦變換 149
4.3.2 反向離散哈特利變換（IDHT） 157
4.3.3 實數IDFT變換 159
4.3.4 復數IDFT變換 160
4.3.5 各種OFDM生成算法對比 163
4.4 基於復數IFFT的OFDM信號發生 164
4.4.1 輸入參數的處理 165
4.4.2 輸出結果的處理 166
4.4.3 發生OFDM信號的數據流程 166
4.4.4 射頻信號的產生 168
4.5 WiFi、LTE與5G中的OFDM技術 170
4.5.1 WiFi中的OFDM 170
4.5.2 LTE中的OFDM 172
4.5.3 5G中的OFDM 174
4.5.4 深入理解OFDM相關術語 175
4.6 總結 177
本章練習答案 178
本章思考題 178
第5章多天線技術原理 179
本章導讀 180
5.1 多天線概述 180
5.1.1 什麼是多天線 180
5.1.2 什麼是多天線繫統 180
5.1.3 多天線繫統的缺點 181
5.1.4 多天線繫統的應用 182
5.1.5 多天線繫統的優點 182
5.1.6 多天線技術的類型 183
5.2 波束賦形：提升信號強度 184
5.2.1 提升信號強度的方法 184
5.2.2 提升天線增益的原理 185
5.2.3 提升天線增益的方式 186
5.2.4 多振子天線的波束 187
5.2.5 多振子天線面臨的挑戰 188
5.2.6 進一步提升天線的增益 188
5.2.7 垂直面上的賦形 190
5.2.8 水平面上的賦形 191
5.2.9 波束賦形的發展 192
5.2.10 小結 192
5.3 分集：提升信號穩定性 193
5.3.1 什麼是信號穩定性 193
5.3.2 信號為什麼不穩定 194
5.3.3 如何提升信號的穩定性 194
5.3.4 分集信號的合並 195
5.3.5 支持分集的多天線 197
5.3.6 接收分集與發射分集 198
5.3.7 接收分集的實施 199
5.3.8 發射分集的實施 199
5.4 空間復用：提高頻譜利用率 202
5.4.1 空間復用的效果 202
5.4.2 層：空間復用的關鍵 202
5.4.3 層的數量 205
5.4.4 分離各層的數據 206
5.4.5 是MIMO還是DEMO 207
5.5 總結 208
本章練習答案 210
本章思考題 210
第6章多天線技術的實現 212
本章導讀 213
6.1 WiFi中的多天線 213
6.1.1 WiFi 2/3 213
6.1.2 WiFi 4 213
6.2 LTE繫統中的多天線 214
6.2.1 多天線的特點 214
6.2.2 FDD LTE繫統中的天線 215
6.2.3 TD-LTE繫統中的天線 216
6.3 LTE多天線技術中的TM 217
6.3.1 什麼是TM 217
6.3.2 常用的發射模式（TM） 219
6.3.3 發射模式（TM）的定量分析 219
6.3.4 發射模式（TM）的應用場景 222
6.3.5 發射模式（TM）的選擇 223
6.4 LTE多天線技術的處理過程 224
6.4.1 業務數據的處理過程 224
6.4.2 2天線的處理過程 227
6.4.3 8天線的處理過程 230
6.4.4 極化復用vs空間復用 231
6.5 總結 233
本章練習答案 234
本章思考題 235
附錄A 常用數學公式 236
附錄B 子載波帶寬 237
B.1 多路信號的帶寬 237
B.2 正交子載波的帶寬 238
B.3 OFDM符號的帶寬 239
B.4 解析OFDM信號時的帶寬 240
B.5 小結：子載波的帶寬 240
參考文獻 241

前言

第3版前言
《LTE教程：原理與實現》（第2版）出版後，承蒙讀者們的喜愛，有了修訂的機會。
這一方面是LTE技術在中國高歌猛進，成為設備廠商、運營商以及用戶的，並已經成為通信領域的主宰；另外一方面，NB-IoT以及5G技術紛紛嶄露頭角，特別是正值第3版修訂之時，中國政府頒發了5G牌照，中國已經正式進入了5G時代。5G技術與LTE技術之間關繫緊密，學好LTE，纔能學好5G。可以想像，大家學習LTE的熱情又會被點燃。
《LTE教程：原理與實現》伴隨大家走過了LTE的起步階段，《LTE教程：原理與實現》（第2版）伴隨大家走過了LTE的發展階段，現在《LTE教程：原理與實現》（第3版）將伴隨大家走過LTE的成熟階段以及5G的起步階段。
為了達到這樣的效果，筆者在《LTE教程：原理與實現》（第3版）第1章和第4章中更新了相關內容，特別引入了5G的簡要信息。

第3版前言
《LTE教程：原理與實現》（第2版）出版後，承蒙讀者們的喜愛，有了修訂的機會。
這一方面是LTE技術在中國高歌猛進，成為設備廠商、運營商以及用戶的，並已經成為通信領域的主宰；另外一方面，NB-IoT以及5G技術紛紛嶄露頭角，特別是正值第3版修訂之時，中國政府頒發了5G牌照，中國已經正式進入了5G時代。5G技術與LTE技術之間關繫緊密，學好LTE，纔能學好5G。可以想像，大家學習LTE的熱情又會被點燃。
《LTE教程：原理與實現》伴隨大家走過了LTE的起步階段，《LTE教程：原理與實現》（第2版）伴隨大家走過了LTE的發展階段，現在《LTE教程：原理與實現》（第3版）將伴隨大家走過LTE的成熟階段以及5G的起步階段。
為了達到這樣的效果，筆者在《LTE教程：原理與實現》（第3版）第1章和第4章中更新了相關內容，特別引入了5G的簡要信息。
考慮到本書已經成為普遍使用的LTE教材，為了幫助授課老師和自學者更好地使用本教材，第3版調整了內容結構，在每節後引入了練習題，幫助大家明確學習進度。在每章的後，還加入了“擴展閱讀”和“思考題”等環節，“思考題”的解題思路可以在微信小程序“LTE教程小助手”中找到，該小程序還支持全文檢索與術語查詢。
本書由孫宇肜編著，汪洲參與了本書的編寫工作，孫沛然、楊慧瑞、汪中位、張秋娥協助了本書的編寫工作；在本書修訂過程中，空中接口學園諸多熱心網友提出了不少改進建議，在此一並表示感謝。筆者還要感謝家人為本書修訂做出的貢獻，感謝電子工業出版社宋梅編審對本書修訂的大力支持。
讀者在學習過程有任何問題，想要與筆者聯繫，可以關注筆者的微信公眾號（LTE學習大使）。大家還可以加入QQ群“學好LTE叢書（291725936）”，交流學習中的問題。采用本書作為教材的老師，可以通過readhere@163.com與筆者聯繫，以獲得教學支持。

LTE學習大使在線課程小程序
後，預祝各位讀者都能通過閱讀“LTE叢書之學好LTE繫列”，讀懂LTE，學好LTE，進而學好5G。

孫宇肜
於2020年春

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