目錄

水煮篇

第1章快速理解無線通信2
1.1引言2
1.2空中接口和無線信道2
1.3無線通信的困惑3
1.3.1困惑一：基站如何區分手機4
1.3.2困惑二：手機如何找到基站6
1.3.3困惑三：基站如何找到手機7
1.3.4困惑四：如何識別手機用戶的身份11
1.3.5困惑五：如何保證對話不被他人竊聽12
1.3.6困惑六：如何保證“移動”著打電話不會有問題13
1.4水煮GSM——無線通信繫統的實現15
1.4.1靜靜的湘水15
1.4.2飄蕩在夜空的莫爾斯電碼17
1.4.3勝負手22

基礎理論篇

第2章通信的本質——通信繫統概述28
2.1狼煙與驛站的故事——漫談中國古代的通信28
2.2畫虎畫皮先畫骨——通信繫統構架31
2.2.1電話之父——貝爾31
2.2.2模擬通信繫統架構33
2.2.3數字通信繫統架構35
2.2.4數字通信為何獨領風騷36
2.3信號的基礎知識37
2.3.1信號的概念——從狼煙到電磁波37
2.3.2信號的時域概念38
2.3.3信號的頻域概念40
2.4信號分析的利器——傅裡葉級數和傅裡葉分析42
2.4.1傅裡葉級數與傅裡葉分析的由來43
2.4.2周期信號的數學表達——傅裡葉級數45
2.4.3非周期信號的數學闡述——傅裡葉分析47
2.5模擬信號如何轉變為數字信號49
2.5.1聲音是如何變成比特流的——奈奎斯特采樣定理49
2.5.2從原始分到標準分——量化51
2.5.3從《蒹葮》和《在水一方》說起——也談編碼54
2.6這是多此一舉嗎——也談調制的意義59
2.7信道與信道容量62
2.7.1無噪聲的完美信道——奈奎斯特帶寬63
2.7.2有噪聲的真實信道——香農容量63
2.8無線信道的衰落64
2.8.1大尺度效應64
2.8.2小尺度效應65

第3章GSM空中接口技術67
3.1稀缺的無線資源及其復用技術67
3.1.1無價的戰略資源——空中接口的頻率68
3.1.26MHz聯通VS 29MHz移動——工作頻段分配69
3.1.3從大課堂到小課堂——空分復用與蜂窩71
3.1.4也談廣電架構與電信架構的異同——頻分復用與時分復用73
3.1.53G的基礎——碼分多址75
3.1.6遊走在功率與頻率之間——載干比與頻寬81
3.2如何應對無線信道的以下挑戰：多徑效應及瑞利衰落83
3.2.1當老師的藝術——語音編碼與信道編碼83
3.2.2也論當校長的藝術——分集技術之交織86
3.2.3當心和自家的魚雷親密接觸哦——分集技術之跳頻90
3.2.4刺刀在前，刺刀在後——時間提前量(TA值)94
3.2.5訓練序列的由來——時間色散與均衡97
3.3如何降低手機的功耗及對繫統的干擾99
3.3.1請小點聲，再小點聲——功率控制100
3.3.2無話可說時就請閉嘴——不連續發射(DTX)105
3.3.3老師不點名我就繼續睡覺——不連續接收(DRX)106

實戰篇

第4章商業蜂窩通信繫統的典範——GSM110
4.1引言——從實驗室通信走向商業通信110
4.2GSM繫統的發展歷史及技術規範112
4.2.1GSM發展的歷史背景112
4.2.2GSM繫統的技術規範114
4.3GSM網絡組成及接口115
4.3.1GSM網絡組成115
4.3.2“跑馬圈地”與“免費搬遷”——Abis接口引發的商業策略117
4.4移動信息專家——SIM卡120
4.5從電臺到基站——也談手機與BTS124
4.5.1手機與點對點通信124
4.5.2勞模CTU和它的團隊——BTS130
4.6計算機與通信的交融——BSC135
4.6.1總線的概念135
4.6.2BSC中的總線138
4.7交換子繫統——MSC、VLR與HLR146
4.7.1移動交換中心(MSC)146
4.7.2GSM中的根DNS——歸屬位置寄存器(HLR)152
4.7.3GSM中的本地DNS——訪問位置寄存器(VLR)153
4.7.4GSM繫統的守護神——鋻權中心(AuC)153
4.8這是你的門牌號碼——GSM編號計劃155

第5章源於頻率的困惑——GSM空中接口物理層的設計164
5.1TDMA空中接口技術165
5.2鐵路的管理藝術——突發脈衝的應用172
5.2.1客運火車——業務信道(TCH)174
5.2.2候車廳的大喇叭——FCCH174
5.2.3現在是北京時間八點整——SCH175
5.2.4“我的地盤，我的業務”——BCCH176
5.2.5想上車，請先買票——RACH/AGCH177
5.2.6“×××，你的家屬在廣播室找你”——PCH178
5.2.7列車導乘員——SDCCH178
5.2.8列車上的服務員——FACCH/SACCH179
5.3復幀的應用180

第6章無線通信的特質——也談GSM第三層協議191
6.1固定通信與移動通信的區別191
6.2頻率貴如黃金，吾等自應珍惜——無線資源管理(RRM)192
6.2.1好的開始是成功的一半——RRM的初始化階段192
6.2.2多寬的車走多寬的路——RR的傳輸管理194
6.2.3跳槽還需細思量——切換的目的及依據195
6.2.4炒炒冷飯——功率的控制與時間提前量196
6.2.5要唱戲還得先搭臺——小區信道的配置與分配196
6.2.6念念這本經——RRM協議198
6.3移動性與安全性的博弈——移動性管理(MM)209
6.3.1位置區域的管理212
6.3.2也談SIM卡的破解——安全性管理215
6.4從路由到計費——接續管理(CM)218
6.4.1也談路由的查詢——MSISDN與MSRN的索引功能219
6.4.2漫遊費的由來220

第7章要把文章寫好，先要學好語法——也談七號信令224
7.1信令的基礎225
7.1.1研究信令的手段——分類225
7.1.2從結構形式到控制方式——信令的剖析227
7.2從流水線和產業鏈說起——也談OSI七層模型與七號信令231
7.3唐僧開物流公司——也談MTP-1和MTP-2235
7.3.1白龍馬的企業夢想——信令數據鏈路級MTP-1236
7.3.2任勞任怨的沙和尚——信令鏈路控制級MTP-2236
7.4八戒掌握了物流調度大權——MTP-3247
7.5孫悟空重出江湖——SCCP253
7.6長袖善舞的太白金星——TCAP269

第8章妙手著文章——通過信令流程讓GSM繫統運作起來278
8.1GSM的信令與協議278
8.1.1接口與協議278
8.1.2Um空中接口&Abis接口283
8.1.3A接口的協議292
8.2手機在通用模式和專用模式下都在干什麼296
8.3小區選擇與重選298
8.3.1哪家信號好我選哪家——小區選擇299
8.3.2功率！功率！還是功率!——C1算法三要素304
8.3.3你信號不好了我就跟你說拜拜——小區重選306
8.4隨機接入與信道分配307
8.5你是誰——鋻權的用途及算法310
8.6加密314
8.6.1加密原理與流程314
8.6.2代號“海狼行動”——TMSI再分配317
8.7記得給媽媽打電話報平安——位置更新與IMSI附著318
8.7.1位置區的設置319
8.7.2位置更新信令流程320
8.8讓我們來搭積木——MS主叫流程分析325
8.9路由，關鍵就是路由——MS被叫流程331
8.9.1被叫的尋址過程331
8.9.2被叫接續過程333
8.10來試試空中接力——切換原因及流程334
8.10.1測量報告的由來336
8.10.2切換考慮的因素338
8.10.3切換的信令流程341
8.11本章小結346

參考文獻347