第三代移動通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)技術(shù)

《第三代移動通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)技術(shù)、應(yīng)用及演進(jìn)》圖書出版和培訓(xùn)內(nèi)容提要本書涵蓋了現(xiàn)代移動通信，重要是第三代移動通信（3G、E3G和B3G，簡稱3G）主流技術(shù)的基本理論、系統(tǒng)原理和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的內(nèi)容。本書共8章，分為基礎(chǔ)技術(shù)和專用技術(shù)兩部分?；A(chǔ)技術(shù)部分重要介紹3G技術(shù)必不可少的理論和系統(tǒng)原理，涉及：第1章移動通信概述，第2章擴(kuò)頻通信系統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)，第3章CDMA移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)。專用技術(shù)部分重要介紹3G三大主流無線接入技術(shù)——WCDMA、cdma2023、TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)所使用的各種重要技術(shù)和組網(wǎng)技術(shù)，涉及：第4章WCDMA移動通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，第5章cdma2023移動通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，第6章TD-SCDMA移動通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；最后兩章重要介紹E3G和B3G階段使用和也許使用的新技術(shù)，涉及：第7章高速分組接入技術(shù)，第8章移動通信新技術(shù)OFDM和MIMO。本書重視理論和實際應(yīng)用的結(jié)合，適合作為電信運(yùn)營商和整個通信產(chǎn)業(yè)鏈在職技術(shù)人員與技術(shù)管理人員作為學(xué)習(xí)3G技術(shù)的培訓(xùn)教材使用，也可作為高等院校信息與通信工程專業(yè)及相關(guān)專業(yè)師生的專業(yè)教材或教學(xué)參考書，同時還可供移動通信工作者在工作中簡便速查使用。前

言到2023年6月底，我國的有效移動電話用戶總數(shù)達(dá)成約4.84億戶，移動電話普及率約為每百人37部，其中采用GSM家族技術(shù)的用戶約為4.4494億戶，采用CDMA技術(shù)的用戶約為3906萬戶，移動電話互換機(jī)總?cè)萘砍^7.3202億戶，其中CDMA互換機(jī)總?cè)萘砍^7000萬戶，兩大移動運(yùn)營商——中國移動和中國聯(lián)通的用戶數(shù)比例約為68.5%∶31.5%，這些令全世界都感到震撼的數(shù)字充足說明了中國是移動通信大國。早在2023年終，我國的移動用戶總數(shù)就已超過2億戶，成為世界上移動電話用戶最多的國家，當(dāng)時移動電話普及率達(dá)成每百人16部左右，但是每用戶平均收入（AverageRevenuePerUser，ARPU）僅接近全球平均水平的50%，并且下降幅度超過全球平均水平，近幾年來，ARPU仍然以較高的幅度繼續(xù)下降。中國移動通信的民族工業(yè)還在發(fā)展的路上，中國是世界移動通信大國，但還不是移動通信強(qiáng)國。目前，中國移動用戶數(shù)還在以每月400萬到500萬的速度增長，按照國際發(fā)展規(guī)律，移動電話普及率達(dá)每百人40部左右，就進(jìn)入緩慢發(fā)展的飽和期，中國移動用戶快速發(fā)展期尚有不多的空間。由于語音業(yè)務(wù)大眾化和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的種類與消費(fèi)局限性，移動通信業(yè)務(wù)的ARPU仍在繼續(xù)下降。如何充足運(yùn)用資源和減少成本，使用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)和技術(shù)手段，通過提供更新、更多、更好的業(yè)務(wù)來啟動和引導(dǎo)新的市場消費(fèi)，使中國成為移動通信強(qiáng)國是當(dāng)前的重要任務(wù)。開發(fā)和使用新技術(shù)來提高數(shù)據(jù)傳輸速率、提高頻譜運(yùn)用率、提高網(wǎng)絡(luò)容量、提高抗干擾能力、提高用戶服務(wù)質(zhì)量及減少網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)成本和運(yùn)營成本，這是中國通信人在新世紀(jì)面對的新挑戰(zhàn)，世界各國通信人也都面臨著和中國類似的挑戰(zhàn)。通過十幾年的努力，第三代移動通信（TheThirdGenerationMobileCommunication，3G）作為現(xiàn)代移動通信重要的應(yīng)用技術(shù)，已在許多國家和地區(qū)得到應(yīng)用，進(jìn)入到網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)規(guī)模建設(shè)的初期；增強(qiáng)型3G（Enhanced3G，E3G）技術(shù)開始進(jìn)入商業(yè)應(yīng)用階段，后3G（Beyond3G，B3G，即IMT-Advanced）技術(shù)開始進(jìn)入提案和制訂標(biāo)準(zhǔn)及用戶體驗階段。通過數(shù)年“我國是否該上3G”的劇烈爭論后，中國人提出的TD-SCDMA技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，已成為3G的國際標(biāo)準(zhǔn)之一。目前在中國已有10個城市建立了TD-SCDMA商用實驗網(wǎng)，并將在2023年北京奧運(yùn)會展示3G業(yè)務(wù)風(fēng)采。在中國的電信改革過程中，不管機(jī)構(gòu)如何重組、牌照如何發(fā)放、市場競爭格局和形式如何變化，通信人使中國成為世界電信強(qiáng)國的奮斗目的不變；中國現(xiàn)存的GSM和CDMA兩大系統(tǒng)的互換總?cè)萘砍^7億用戶的事實不變；中國移動通信要和世界先進(jìn)的技術(shù)、業(yè)務(wù)水平接軌不變；要成功地把2023年北京奧運(yùn)會辦成“數(shù)字奧運(yùn)”的任務(wù)不變；中國的GSM和CDMA兩大網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)向3G演進(jìn)和平滑過渡已經(jīng)板上定釘、迫在眉睫。同時，一直爭論不休的“我國該上幾種3G制式”的話題也將得到最后的答案。筆者認(rèn)為，綜合考慮政治、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的平衡發(fā)展，3G的3種主流制式（TD-SCDMA、WCDMA、cdma2023）的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)同時并存應(yīng)當(dāng)是現(xiàn)階段合理的選擇，而各種無線寬帶接入技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的融合是不容置疑的發(fā)展趨勢。在3G網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模建設(shè)期即將到來之際，在ITU規(guī)定2023年世界各國對B3G標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行提案之際，為適應(yīng)通信技術(shù)換代革命的需要，為成功地實現(xiàn)第二代移動通信（TheSecondGenerationMobileCommunication，2G）網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)向3G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的平穩(wěn)演進(jìn)，為提高公司的競爭力，無論從技術(shù)應(yīng)用還是知識更新的角度出發(fā)，廣大讀者都迫切地需要了解3G、E3G和B3G（統(tǒng)稱為3G）采用和也許采用的新技術(shù)，移動通信產(chǎn)業(yè)鏈迫切需要進(jìn)行大量有關(guān)3G技術(shù)的培訓(xùn)，同時也急切需要一本合用于移動通信行業(yè)運(yùn)營服務(wù)商、工程技術(shù)人員和管理人員使用的3G技術(shù)培訓(xùn)教程。在實際工作中，移動通信工作者更需要擺脫在茫茫書海中尋找所需信息的辛勞，希望一書在握就能了解3G主流技術(shù)的一般原理、查詢網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)數(shù)據(jù)指標(biāo)和專業(yè)英語詞匯。理解他們的需求，編寫一本簡便、實用的3G圖書是一個新的任務(wù)。建國以來，我國高等院校教育一直在努力走理論和實際應(yīng)用相結(jié)合的路，可是學(xué)校的書仍然是越編越厚，理論越來越深，教學(xué)與實際需求和應(yīng)用脫節(jié)也越來越嚴(yán)重。往往通信專業(yè)的畢業(yè)生數(shù)年后才悟出來學(xué)的知識在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中哪里有應(yīng)用，抱怨尚有許多真正有用、工程需要的東西學(xué)校主線就沒有講，這種令人遺憾的局面不應(yīng)當(dāng)重演。提倡發(fā)明、理論和實際應(yīng)用結(jié)合應(yīng)當(dāng)是教育的最高境界。作者有心編寫一本書，為高等院校高年級學(xué)生發(fā)明一點聯(lián)系實際的學(xué)習(xí)條件。3G網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)營、維護(hù)和管理的需求以及以上提到的各種需求與挑戰(zhàn)，對移動運(yùn)營商和工程技術(shù)人員的培訓(xùn)提出了新技術(shù)先進(jìn)性、基礎(chǔ)技術(shù)扎實性、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)全面性和工程應(yīng)用實用性的綜合規(guī)定。為此，作者根據(jù)近40年在通信行業(yè)的學(xué)習(xí)、教學(xué)、科研、運(yùn)營服務(wù)、工程建設(shè)、運(yùn)維、技術(shù)管理和全方位征詢服務(wù)的經(jīng)驗，參考了3GPP和3GPP2的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、20多本有關(guān)3G的書籍，并在因特網(wǎng)上查閱了大量資料，前后花了近一年的時間編寫了這本《第三代移動通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)技術(shù)、應(yīng)用及演進(jìn)》。以往3G在職的系列培訓(xùn)中往往存在下列問題。（1）通信專業(yè)畢業(yè)的人員離校數(shù)年，忘掉了某些通信的基礎(chǔ)知識；非通信專業(yè)畢業(yè)人員，缺少通信的基礎(chǔ)知識。面對在龐大、全新的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中應(yīng)用的具體技術(shù)，由于涉及通信的基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課的知識和最新發(fā)展的技術(shù)，他們在培訓(xùn)中一時找不到適合的教科書和有關(guān)資料。（2）市面上很難找到合用于運(yùn)營商和工程技術(shù)人員的3G培訓(xùn)教材。院校和科研單位的教材也許過于全面化、理論化或局部深度化，設(shè)備供應(yīng)商的培訓(xùn)教材也許過于實用化、局部化、簡樸化，而在短期培訓(xùn)中使用和消化多本教材極為困難。（3）由于缺少基礎(chǔ)技術(shù)、新技術(shù)和應(yīng)用三者結(jié)合的教材，加上不同目的、不同級別的各類短期培訓(xùn)缺少基礎(chǔ)性、連貫性、統(tǒng)一性和系統(tǒng)性，給組織培訓(xùn)的單位導(dǎo)致高費(fèi)用、高費(fèi)時、低效率的結(jié)果。往往通過多次培訓(xùn)，被培訓(xùn)者仍缺少對3G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)全貌和基本技術(shù)的理解，既影響實際應(yīng)用，又缺少自我提高的能力。本書以3G的三大主流技術(shù)——WCDMA、cdma2023和TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)所使用的各項重要技術(shù)為內(nèi)容選擇線索，以系統(tǒng)概貌—系統(tǒng)單元技術(shù)—系統(tǒng)技術(shù)—組網(wǎng)技術(shù)—網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用—新技術(shù)發(fā)展為內(nèi)容安排順序，以基本理論夠用、加強(qiáng)應(yīng)用為核心，從小到大、從簡到繁、從易到難、從理論到實際，循序漸進(jìn)地展開內(nèi)容。本書內(nèi)容重視基本理論，重視基本原理，重視理論和實際應(yīng)用的接軌，重視新技術(shù)發(fā)展。本書分為3G必需的基礎(chǔ)技術(shù)和不同網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的專用技術(shù)兩部分，章節(jié)采用模塊化設(shè)計，各章節(jié)內(nèi)容有相對的獨(dú)立性，可以根據(jù)不同培訓(xùn)目的、對象和時間安排進(jìn)行取舍，不同的培訓(xùn)課程可分別在30～114學(xué)時內(nèi)完畢，專題培訓(xùn)和講座可在數(shù)學(xué)時內(nèi)完畢。為了教學(xué)形象化，本書具有300多幅圖形和表格。為了查閱方便，本書附有縮略語表、常用數(shù)學(xué)公式和參考文獻(xiàn)。為了復(fù)習(xí)和鞏固，每章附有習(xí)題和思考題，還附有教學(xué)大綱和細(xì)致內(nèi)容安排的學(xué)時分派表。本書力圖做到全面、系統(tǒng)、經(jīng)典、先進(jìn)、實用，以達(dá)成高質(zhì)、高效和低耗時、低成本的培訓(xùn)效果。使用本書作為教材進(jìn)行培訓(xùn)時的目的是：使讀者對3G技術(shù)有基本的了解和理解，培養(yǎng)自學(xué)能力，明確學(xué)習(xí)目的，為進(jìn)一步進(jìn)一步學(xué)習(xí)和應(yīng)用3G技術(shù)打下基礎(chǔ)。通信行業(yè)發(fā)展日新月異、氣象萬千，一直在面對著劇烈的通信技術(shù)革命挑戰(zhàn)和市場競爭。然而，萬丈高樓平地起，任何新技術(shù)，不管是改善性的，還是革命取代性的，一定要依靠或參照原有的理論和技術(shù)基礎(chǔ)。例如，1928年由Nyquist提出的抽樣定理和描述了有限帶寬、無噪聲信道的最大數(shù)據(jù)傳輸速率與信道帶寬的關(guān)系的奈奎斯特準(zhǔn)則，1948年由Shanon提出的描述了有限帶寬、有隨機(jī)熱噪聲信道的最大傳輸速率與信道帶寬、信噪比之間的關(guān)系的香農(nóng)公式，這些基本理論一直沿用到今天；B3G將采用的OFDM并行調(diào)制體制也是在本來串行調(diào)制體制的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。歷史證明，凡是新技術(shù)在商業(yè)上得到了規(guī)模應(yīng)用，一定是在原有的基礎(chǔ)上，政治、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)平衡發(fā)展的結(jié)果。網(wǎng)絡(luò)更新?lián)Q代正是如此，比如，2G的GSM向3G的WCDMA發(fā)展過程，就是充足平衡各方面的利益，在技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)上是逐步演進(jìn)和平滑過渡的。總之，技術(shù)發(fā)展可以是革命性的，而網(wǎng)絡(luò)發(fā)展總是演進(jìn)性的。從技術(shù)角度上看，作為通信人，要以不變應(yīng)萬變，牢牢掌握通信的基礎(chǔ)理論和技術(shù)，以這個不變?nèi)?yīng)對通信技術(shù)快速發(fā)展的萬變，去迎接3G、E3G和B3G的未來。3G的生存期大約為10～2023，在此階段，所使用的基本技術(shù)基礎(chǔ)并沒有大的變化。作為通信人，要靜下心來，花一些必要的時間，把技術(shù)基礎(chǔ)扎扎實實地打好，為這10～2023的工作服務(wù)。要想真正地理解3G蜂窩移動通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)技術(shù)，一方面要掌握好數(shù)字通信的基本理論和技術(shù)；另一方面要掌握好擴(kuò)頻通信的基本理論和技術(shù)；再次要掌握好CDMA蜂窩移動通信組網(wǎng)的基本理論和關(guān)鍵技術(shù)；最后，才是學(xué)習(xí)3G蜂窩移動通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的專用新技術(shù)和組網(wǎng)技術(shù)，研究網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的演進(jìn)、應(yīng)用及發(fā)展趨勢。本書共分8章，內(nèi)容安排如下。第1章移動通信概述，重要介紹移動通信的概念，發(fā)展歷史，市場發(fā)展和預(yù)測，3G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與標(biāo)準(zhǔn)化組織，移動通信頻率資源劃分，移動通信的發(fā)展趨勢和3G的新發(fā)展。第2章介紹擴(kuò)頻通信系統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)。擴(kuò)頻通信技術(shù)事實上是CDMA系統(tǒng)的重要基本理論和技術(shù)基礎(chǔ)。由于3G的CDMA網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)事實上是一個直接序列擴(kuò)頻的碼分多址的通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，而擴(kuò)頻通信系統(tǒng)又是在傳統(tǒng)數(shù)字通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增長了擴(kuò)頻與解擴(kuò)而來的。所以，第2章中在介紹擴(kuò)頻通信系統(tǒng)技術(shù)的同時，還對數(shù)字通信系統(tǒng)技術(shù)內(nèi)容進(jìn)行了復(fù)習(xí)，下圖是一個典型的應(yīng)用在3G的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)示意圖，由5大系統(tǒng)單元組成。各系統(tǒng)單元的基本理論和技術(shù)及應(yīng)用將在第2章中按序介紹。

（1）信源和信宿：信源是原始信息的發(fā)出地，信宿是原始信息的到達(dá)地。

（2）無線信道：重要介紹移動通信的工作環(huán)境和信道特點。

（3）信息調(diào)制和解調(diào)：涉及信源編解碼和信道編解碼。

①信源編碼和解碼簡要介紹脈沖編碼調(diào)制（PCM）技術(shù)、數(shù)字移動通信語音編碼技術(shù)、語音評價等級和數(shù)字基帶信號常用碼型。

②信道編碼（差錯控制）和解碼重要介紹信道編碼的目的、在3G中重要使用的卷積碼、Turbo碼和交織技術(shù)。（4）擴(kuò)頻調(diào)制和擴(kuò)頻解調(diào)（擴(kuò)頻和解擴(kuò)）：重要介紹擴(kuò)頻通信系統(tǒng)；碼函數(shù)和CDMA地址碼及擴(kuò)頻碼的概念；3G重要使用的信道化碼和擾碼系列，涉及沃爾什（Walsh）函數(shù)序列碼，m序列偽噪聲（PN）序列碼，戈爾德（Gold）序列碼，正交可變擴(kuò)頻因子（OVSF）序列碼；并給出了信道化碼和擾碼在3G中應(yīng)用的例子；擴(kuò)頻通信理論基礎(chǔ)，涉及重要的香農(nóng)（Shannon）公式和信息傳輸差錯概率公式；擴(kuò)頻通信的重要技術(shù)指標(biāo)；重點介紹了直接序列擴(kuò)頻碼分多址（DS-CDMA）通信系統(tǒng)。（5）射頻/4-DQPSK），八相移相鍵控（8PSK），多進(jìn)制正交振幅調(diào)制（MQAM）；數(shù)字調(diào)制技術(shù)的幾個重要關(guān)系，涉及波特率和比特率的關(guān)系，信道帶寬和信道容量的關(guān)系，奈奎斯特準(zhǔn)則和香農(nóng)公式對極限信道容量的描述和區(qū)別，在抱負(fù)低通、帶通和實際信道情況下頻譜運(yùn)用率的計算關(guān)系；以及數(shù)字調(diào)制技術(shù)在移動通信中應(yīng)用的舉例。/4差分四相移相鍵控（載波調(diào)制和解調(diào)（調(diào)制/解調(diào)）：重要介紹在移動通信中使用的數(shù)字調(diào)制技術(shù)，涉及二相移相鍵控（BPSK），差分二相移相鍵控（DBPSK），正交（四相）移相鍵控（QPSK），交錯四相移相鍵控（OQPSK），第3章是CDMA移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)，重要介紹以碼分多址為重點的多址接入技術(shù)，功率控制技術(shù)，多用戶信號檢測技術(shù)，分集接受技術(shù)，智能天線技術(shù)，軟件無線電技術(shù)，蜂窩組網(wǎng)技術(shù)，涉及蜂窩社區(qū)和頻率復(fù)用、社區(qū)分裂、扇區(qū)劃分技術(shù)、越區(qū)切換技術(shù)，以及CDMA蜂窩系統(tǒng)容量計算和比較。第4章內(nèi)容為WCDMA移動通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，重要介紹全網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)UMTS和子網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，涉及核心網(wǎng)（CN）和通用陸地?zé)o線接入網(wǎng)（UTRAN）的系統(tǒng)特點、結(jié)構(gòu)、單元功能和組網(wǎng)，組網(wǎng)涉及從2G的GSM到3G全I(xiàn)P的各階段網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的具體圖解和R99、R4及R5全I(xiàn)P方案網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及接口的說明；協(xié)議結(jié)構(gòu)模型和協(xié)議應(yīng)用；無線信道分層和空中接口物理信道及物理信道接入流程；網(wǎng)絡(luò)協(xié)議集應(yīng)用和通信事務(wù)解決流程舉例。第5章內(nèi)容是cdma2023移動通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，重要介紹全網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和子網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，涉及無線接入網(wǎng)（RAN）、互換子系統(tǒng)（SS）、核心網(wǎng)電路域（CN-CS）和分組域（CN-PS）網(wǎng)絡(luò)的特點，結(jié)構(gòu)模型，系統(tǒng)單元功能，接口和組網(wǎng)；網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)方面介紹從2G的cdmaOne到3G的cdma20231xEV-DV各階段的演進(jìn)主題和重要技術(shù)特點；協(xié)議結(jié)構(gòu)模型和協(xié)議在通信事務(wù)解決過程中的應(yīng)用；空中接口的物理信道及物理信道接續(xù)流程；可變長度Walsh碼，信道編碼、信道化碼、擾碼和擴(kuò)頻碼的應(yīng)用；分集發(fā)射方式；復(fù)QPSK擴(kuò)頻調(diào)制方式和混合移相鍵控（HPSK）擴(kuò)頻調(diào)制方式的原理和應(yīng)用；簡樸IP和移動IP網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)模型、技術(shù)原理及它們的比較。第6章專門介紹TD-SCDMA移動通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。TD-SCDMA和WCDMA都基于GSM網(wǎng)，使用的很多網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)都是相同的，所以這一章重點介紹TD-SCDMA專有和特色的先進(jìn)技術(shù)。重要涉及TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的特點和優(yōu)勢；具有特色的無線幀結(jié)構(gòu)設(shè)計和TDD方式原理；傳輸信道和物理信道；物理層解決通信事務(wù)的關(guān)鍵過程，涉及發(fā)射分集、功率控制、社區(qū)搜索、隨機(jī)接入；核心技術(shù)的上行同步和智能天線；特色技術(shù)接力切換；TD-SCDMA組網(wǎng)的意義、能力、優(yōu)勢，獨(dú)立組網(wǎng)和混合組網(wǎng)方案，靈活組網(wǎng)方式等。第7章的高速分組接入技術(shù)重要介紹E3G的重要支持技術(shù)——高速分組接入（HSxPA）。這一章內(nèi)容重要涉及：高速下行分組接入（HSDPA）和高速上行分組接入（HSUPA）技術(shù)的發(fā)展概述；TD-SCDMA的演進(jìn)和未來；W-HSDPA/TD-HSDPA和W-HSUPA/TD-HSUPA的關(guān)鍵技術(shù)和物理信道，關(guān)鍵技術(shù)重要有MQAM調(diào)制、AMC、HARQ、快速分組調(diào)度、短幀TTI、多載波TD-SCDMA等；W-HSDPA和TD-HSDPA的比較。第8章內(nèi)容為移動通信新技術(shù)OFDM和MIMO，重要介紹將在B3G中使用的重要競爭技術(shù)——正交頻分復(fù)用（OFDM）和多輸入多輸出（MIMO）。重點介紹并行多載波OFDM多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制體制的特點和指標(biāo)，以及與串行單載波多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制體制的比較；OFDM系統(tǒng)原理和用DFT/IDFT的實現(xiàn)；OFDM的關(guān)鍵技術(shù)；OFDM系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計。重點介紹MIMO的核心技術(shù)——空時編碼（分層空時碼、空時格狀碼和空時分組碼）原理。簡樸介紹了OFDM-MIMO技術(shù)原理。實例介紹我國提出的時分—碼分復(fù)用—正交頻分復(fù)用（TD-CDM-OFDM）系統(tǒng)方案。由于3G的三大主流技術(shù)有很多共性，有各自的專用技術(shù)，在本書章節(jié)的編寫過程中，既要避免內(nèi)容漏掉又要避免內(nèi)容反復(fù)。為了增長書的生動性，還要考慮在適當(dāng)時機(jī)將基礎(chǔ)內(nèi)容和應(yīng)用內(nèi)容相結(jié)合，所以本書一些基礎(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用內(nèi)容放在基礎(chǔ)章節(jié)作為舉例講解，比如WCDMA的碼應(yīng)用就放在第2章作了介紹；同時，為了更貼近網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)用，一些基礎(chǔ)技術(shù)的擴(kuò)展應(yīng)用放在專用技術(shù)章節(jié)講解，比如，復(fù)QPSK擴(kuò)頻調(diào)制方式和混合移相鍵控（HPSK）擴(kuò)頻調(diào)制方式的內(nèi)容，就只放在第5章的cdma2023系統(tǒng)擴(kuò)頻調(diào)制方式中進(jìn)行了講解，而WCDMA和TD-SCDMA系統(tǒng)也使用這些技術(shù)，就不再反復(fù)講解了；尚有，可變長度的Walsh序列碼雖屬于信道編碼基礎(chǔ)技術(shù)的Walsh序列碼的延續(xù)部分，但它重要應(yīng)用在cdma2023系統(tǒng)中，為了節(jié)約基礎(chǔ)技術(shù)講解時間，所以放在第5章講解。WCDMA和TD-SCDMA使用的HSxPA技術(shù)有許多共性和一些不同，為了節(jié)省篇幅，方便共享和比較，將WCDMA和TD-SCDMA的HSxPA內(nèi)容都編入第7章，它們相應(yīng)的內(nèi)容分別是本書第4章和第6章的延續(xù)?？偟膩碚f，3G三大主流技術(shù)需要的基礎(chǔ)技術(shù)和專用技術(shù)基本在本書中都有不同限度的介紹。本書適合電信運(yùn)營商和整個通信產(chǎn)業(yè)鏈在職技術(shù)人員與技術(shù)管理人員作為3G培訓(xùn)教材使用，為了提高3G培訓(xùn)的效率，達(dá)成預(yù)想的培訓(xùn)目的和效果，這里鄭重推薦，本書課程應(yīng)作為3G在職培訓(xùn)序列課程的第一門課程。本書適合高等院校信息與通信工程專業(yè)及相關(guān)專業(yè)師生閱讀，也可作為教材或參考書使用。本書適合移動通信行業(yè)人員作為自學(xué)教材，并在實際工作中進(jìn)行簡便查詢使用。作為一本全面系統(tǒng)介紹3G的書，書中的部分內(nèi)容也許超過培訓(xùn)規(guī)定的范圍和限度，這些內(nèi)容可以靈活地作為學(xué)習(xí)參考資料和進(jìn)一步自學(xué)使用。假如讀者更希望偏重學(xué)習(xí)一些基礎(chǔ)和原理性的內(nèi)容，可以參閱作者2023年編寫的《第三代移動通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)技術(shù)與應(yīng)用基礎(chǔ)教程》一書。本書的編寫應(yīng)用了通信行業(yè)數(shù)以萬計工作者長期辛勤勞動的成果，參考了大量公開發(fā)表的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、圖書和網(wǎng)上資料。趙熙高級工程師在本書的編寫過程中做了大量的工作和突出的奉獻(xiàn)。一方面感謝我國最早從事3G研究的大唐移動通信設(shè)備有限公司首席科學(xué)家、北京郵電大學(xué)和電子科技大學(xué)專家、博士生導(dǎo)師李世鶴博士為本書作序并審校了第6章。衷心感謝電子科技大學(xué)通信抗干擾技術(shù)國家級重點實驗室主任、國家“863”通信主題專家組成員、博士生導(dǎo)師李少謙專家和博士生導(dǎo)師唐友喜專家對本書第1章、第4章、第5章內(nèi)容進(jìn)行審校。衷心感謝西安電子科技大學(xué)通信工程學(xué)院張輝專家、曹麗娜專家對本書第2章、第3章內(nèi)容進(jìn)行審校。衷心感謝西安電子科技大學(xué)通信工程學(xué)院樊昌信專家、曹麗娜專家、孫獻(xiàn)璞專家對本書第7章、第8章內(nèi)容進(jìn)行審校。衷心感謝使用本書的人員，并向?qū)楸緯岢鲂薷囊庖姷娜颂崆暗乐x。本書將在培訓(xùn)教學(xué)實踐中不斷改善，并隨著通信技術(shù)的發(fā)展，與時俱進(jìn)，不斷豐富內(nèi)容。歡迎各位通過電子郵箱和作者進(jìn)行探討和交流，歡迎提出學(xué)習(xí)的需求，并對這些需求提供指導(dǎo)。

序現(xiàn)代移動通信的3G時代終于來臨了。回顧過去，我國移動通信的發(fā)展經(jīng)歷了20數(shù)年的風(fēng)風(fēng)雨雨。20世紀(jì)80年代末，我國開始引進(jìn)第一代模擬移動通信系統(tǒng)，但規(guī)模非常小，當(dāng)時就有我國用不用移動通信的爭論。90年代中，我國開始使用第二代移動通信，但此時的爭論僅限于從歐洲還是美國引進(jìn)的問題。近幾年圍繞3G話題，學(xué)術(shù)界、新聞界、工程界、經(jīng)濟(jì)界的人士提出了各種各樣的觀點，甚至有些觀點是互相對立的。歷史證明，科學(xué)技術(shù)總是一步步向前發(fā)展的，人們不也許隨便“超越”其中某個階段。移動通信一代代進(jìn)步，3G作為其中的一代，是世界通信技術(shù)發(fā)展的必然，是10余年全人類技術(shù)進(jìn)步的結(jié)晶。3G必將快步走進(jìn)我國的移動通信市場，并在未來2023內(nèi)扮演主角。這不僅不會使中國經(jīng)濟(jì)“崩潰”，反而會成為推動國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一支重要力量。據(jù)有關(guān)專家分析，此后2023，3G每年的市場規(guī)模達(dá)數(shù)千億元，將使我國GDP增長3至5個百分點。3G在我國的重要性，還在于其中有了我國自己發(fā)明的技術(shù)，有國人以自己發(fā)明的技術(shù)為基礎(chǔ)所提出，并被國際電聯(lián)所接受的國際標(biāo)準(zhǔn)——TD-SCDMA。TD-SCDMA以其突出的技術(shù)優(yōu)勢雄踞國際3G的3大主流技術(shù)之中，這些技術(shù)優(yōu)勢以及所帶來的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，將在3G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和運(yùn)營中逐漸體現(xiàn)出來。從國際電聯(lián)征求3G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的建議至今，已經(jīng)10數(shù)年了。在這10數(shù)年的時間里，數(shù)以萬計的科學(xué)家和工程師完畢了標(biāo)準(zhǔn)制定和完善、產(chǎn)品開發(fā)、現(xiàn)場實驗等大量的工作，證明3G產(chǎn)品已經(jīng)可以大規(guī)模商用，但還需要數(shù)以萬計的工程師和技術(shù)人員在應(yīng)用上繼續(xù)進(jìn)行發(fā)明性的工作。此時，對這些技術(shù)人員的培訓(xùn)就成了當(dāng)務(wù)之急。此外，高等院校能否培養(yǎng)出有發(fā)明性和解決實際問題能力的人才，也是教育界迫切需要解決的問題。目前，介紹3G的書籍比比皆是，但從基本原理起，進(jìn)行比較系統(tǒng)、全面的介紹，以培訓(xùn)在職技術(shù)人員和高等院校新型人才為重要目的的書籍則很難看到，這對3G建設(shè)和應(yīng)用是一個亟需解決的問題。由于3G技術(shù)所涉及的技術(shù)領(lǐng)域非常寬，要寫這樣一本以培訓(xùn)為重要目的的書籍就非常困難。這，可以說是本書的意義所在。本書作者在通信行業(yè)具有數(shù)年院校教學(xué)、研究所科研、移動運(yùn)營商高層技術(shù)和運(yùn)營管理、全面征詢服務(wù)的實踐經(jīng)驗，所以有能力開創(chuàng)一條基礎(chǔ)技術(shù)和專門技術(shù)相結(jié)合、理論和實際應(yīng)用相結(jié)合編著培訓(xùn)書籍的新思緒。我贊成本書所提出的通信人不要浮躁、扎扎實實打好基礎(chǔ)的觀點。就本書內(nèi)容選擇和前期的教學(xué)實踐效果來看，的確體現(xiàn)了本書全面、系統(tǒng)、經(jīng)典、先進(jìn)和實用的特點，達(dá)成了高質(zhì)、高效的培訓(xùn)目的，有助于運(yùn)營商和相關(guān)的技術(shù)人員在較短的時間內(nèi)加強(qiáng)基礎(chǔ)，培養(yǎng)自學(xué)能力，了解3G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的新技術(shù)，有助于高等院校培養(yǎng)出新型和發(fā)明性人才。在此，我希望本書在使用過程中不斷豐富、完善，為更多的讀者接受和認(rèn)同。第一作者廖曉濱先生簡介本書作