移动通信实验与实训（第二版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

内容简介

　　

本书是章坚武编著的“十二五”国家级规划教材《移动通信》的配套实验与实训教材。全书主要由五大部分组成：第一部分为基础知识，第二部分为仿真实验，第三部分为3G信号实时捕获及分析实验，第四部分为硬件测试实验，第五部分为手机编程实验。 附录给出了仿真实验的MATLAB源码及实验中所使用的大型仪器使用说明。

本书可作为高等院校通信及电子信息专业学生的实验指导教材，也可供从事移动通信以及相关专业的工程技术人员参考。

　　

目录

第一部分 基础知识
第一章 绪论
第一节 MATLAB简介
第二节 通信仿真

第二部分 仿真实验
第二章 数字调制及解调仿真实验
实验一 四相相移键控(QPSK)调制及解调
实验二 MsK、GMSK调制及相干解调
实验三 正交振幅调制(QAM)及解调
实验四 OFDM调制及解调
第三章 扩频码仿真实验
实验五 m序列产生及其特性
实验六 Gold序列产生及其特性
实验七 Walsh码与0VSF码产生及其特性
第四章 同步、抗衰落及误码分析仿真实验
实验八 使用数字锁相环的载波恢复仿真
实验九 Rake接收机仿真
实验十 数字通信系统误码率的仿真

第三部分 3G信号实时捕获及分析实验
第五章 3G信号实时捕获及分析实验
实验十一 CDMA2000信号的实时捕获及分析
实验十二 wCDMA信号的实时捕获及分析
实验十三 TD—ScDMA信号的实时捕获及分析

第四部分 硬件测试实验
第六章 移动通信网络实验
实验十四 AT命令实现GsM／GPRs移动台主呼及被呼过程
实验十五 AT命令实现GSM／GPRS移动台短消息发送及接收
实验十六 无线数据传输实验
实验十七 CDMA移动台主呼及被呼过程(选做)
实验十八 CDMA移动台短消息发送及接收(选做)
实验十九 CDMA移动台数据传输(选做)
第七章 信号放大测试实验
实验二十 直放站测试(演示)
实验二十一 基站放大器测试(演示)
实验二十二 塔顶放大器测试

第五部分 手机编程实验
第八章 手机编程实验
实验二十三 基于Android的手机编程——系统安装与新建工程
实验二十四 基于Android的手机编程——界面设计
实验二十五 基于iPhone的手机编程
实验二十六 基于windows Phone7的手机编程

附录
附录Ⅰ MATLAB仿真部分源码
附录Ⅱ Agilent E4445A频谱分析仪使用说明
附录Ⅲ Agilent 89600VsA矢量信号分析软件介绍
参考文献

《无线通信系统基础：原理、设计与应用》 第一章 无线通信概述 本章将全面介绍无线通信的基本概念、发展历程以及未来趋势。我们将深入探讨无线通信的定义、关键要素（如信源、信宿、传输介质、调制解调等），并回顾其从早期模拟通信到如今高度数字化的演进过程。通过分析历代移动通信技术（1G、2G、3G、4G、5G）的特点、优势与局限，读者将能清晰理解技术迭代的驱动力以及每一代技术对社会生活产生的深远影响。此外，本章还将展望6G及未来无线通信可能的发展方向，如超高频段应用、人工智能在无线通信中的融合、全息通信等，为读者勾勒出无线通信技术的广阔前景。 第二章 无线信号传播模型 理解无线信号如何在空间中传播是设计和优化无线通信系统的关键。本章将重点介绍几种经典的无线传播模型，包括自由空间传播模型（用于描述理想无遮挡环境下的信号衰减）、朗伯比尔模型（考虑了地面反射的影响）、奥克塔模型（用于描述城市多径传播环境）以及更复杂的衰落模型，如瑞利衰落、纳卡格米衰落和莱斯衰落。我们将分析这些模型如何解释信号强度随距离衰减、阴影效应、多径效应和衰落现象。通过理解不同传播环境（如室内、城市、乡村、高速移动）对信号传播的影响，读者将为后续章节中系统设计和性能分析打下坚实基础。 第三章 无线通信系统中的调制技术 调制是将基带数字信号转换为适合在无线信道中传输的射频信号的关键过程。本章将详细阐述多种重要的数字调制技术，包括但不限于： 幅移键控（ASK）：介绍ASK的基本原理、星座图、解调方式及其在简单无线应用中的优势。 频移键控（FSK）：讲解FSK如何通过改变载波频率来表示数字信息，分析其抗噪声能力和应用场景。 相移键控（PSK）：深入探讨BPSK、QPSK、8PSK等相移键控技术，重点分析其星座图、功率效率和数据传输率。 正交幅度调制（QAM）：详细讲解QAM的原理，包括QPSK与ASK的结合，分析QAM在提升频谱效率方面的巨大贡献，并介绍M-QAM（如16-QAM、64-QAM、256-QAM）在现代无线通信中的广泛应用。 连续相位调制（CPM）：介绍CPM技术，如高斯最小频移键控（GMSK），分析其在保证信号连续性、降低带外辐射方面的优势，以及在GSM等系统中的应用。 本章还将讨论调制方案的选择标准，如频谱效率、功率效率、复杂度和抗噪声能力，并结合实际案例说明不同调制技术在不同无线通信标准中的应用。 第四章 多址接入技术 在有限的无线频谱资源下，允许多个用户共享同一通信链路是无线通信系统的核心挑战。本章将深入剖析各种多址接入技术，它们是现代无线通信系统的基石： 频分多址（FDMA）：阐述FDMA如何将频谱划分为多个独立的频段分配给不同用户，分析其简单性以及在早期通信系统中的应用。 时分多址（TDMA）：讲解TDMA如何将用户划分到不同的时间槽进行通信，分析其动态资源分配的灵活性，以及在GSM等系统中的应用。 码分多址（CDMA）：深入分析CDMA的核心原理，即利用伪随机码（PN码）区分不同用户，详细讲解扩频通信的概念、直序CDMA（DSSS）和跳频CDMA（FHSS）的原理，以及CDMA在3G等系统中的关键作用。 正交频分复用（OFDM）：重点介绍OFDM技术，它通过将高速数据流划分为多个低速子载波进行并行传输，有效克服了多径效应引起的符号间干扰（ISI），是4G LTE和Wi-Fi等现代无线通信系统的核心技术。我们将分析OFDM的原理、快速傅里叶变换（FFT）和逆快速傅里叶变换（IFFT）在OFDM中的作用，以及保护间隔（GI）的引入。 多输入多输出（MIMO）技术：讲解MIMO技术如何通过在发射端和接收端使用多个天线来提高数据传输速率和链路可靠性。我们将介绍空间复用（SM）、空间分集（SD）和波束成形（Beamforming）等MIMO技术。 本章将对比分析各种多址技术的优缺点，并探讨混合多址方案的实现。 第五章 无线信道编码与纠错 无线传输过程中，信号会受到噪声、干扰和衰落的影响，导致数据错误。信道编码是提高无线通信系统可靠性的重要手段。本章将深入介绍各种先进的信道编码技术： 线性分组码：介绍海明码、BCH码、RS码等，分析其纠错能力和编码/解码算法。 卷积码：讲解卷积码的编码过程、 Viterbi解码算法，以及其在提高纠错性能方面的优势。 Turbo码：深入剖析Turbo码的结构和迭代解码原理，分析其接近香农极限的强大纠错能力，以及在3G通信中的应用。 低密度奇偶校验码（LDPC码）：介绍LDPC码的稀疏校验矩阵和迭代解码算法，分析其在现代通信系统（如Wi-Fi、5G）中的广泛应用和高性能。 交织编码：讲解交织器如何打乱数据顺序，使得突发错误变得分散，从而更好地发挥信道编码的纠错能力。 本章将讨论不同编码方案的性能权衡，包括编码增益、复杂度以及在不同无线标准中的选择。 第六章 无线接入网（RAN）架构与关键技术 本章将聚焦于构建现代无线通信系统的基础——无线接入网（RAN）。我们将详细介绍RAN的组成部分，包括基站（BTS）、基站控制器（BSC）、移动交换中心（MSC）等，以及它们之间的互联互通。 蜂窝网络原理：深入解析蜂窝网络的设计理念，包括频率复用、小区间干扰管理、切换（Handover）等关键技术，以实现大规模用户接入和移动性管理。 现代RAN架构：介绍2G、3G、4G和5G RAN架构的演进，重点分析5G中引入的C-RAN（集中式RAN）和vRAN（虚拟化RAN）等新概念，以及它们带来的灵活性和效率提升。 无线资源管理（RRM）：讲解RRM在优化频谱利用、提高用户吞吐量和保证服务质量（QoS）方面的重要性，包括功率控制、调度算法、切换控制等。 移动性管理：深入探讨移动性管理机制，如位置更新、寻呼、切换流程，确保用户在移动过程中通信的连续性。 第七章 移动通信系统中的关键技术：OFDM与MIMO的结合 本章将深入探讨OFDM和MIMO这两种关键技术是如何结合，成为现代高速无线通信系统的核心。 OFDM与MIMO的协同优势：分析OFDM的优势（克服多径、易于接入多天线）如何与MIMO的优势（空间复用、空间分集）相互促进，实现更高的吞吐量和更强的可靠性。 OFDM-MIMO系统设计：讨论OFDM-MIMO系统的具体实现，包括多天线信号的处理、预编码（Precoding）和波束成形（Beamforming）技术的应用，以优化信号传输方向和功率。 OFDM-MIMO在4G/5G中的应用：结合LTE和5G NR标准，分析OFDM-MIMO技术是如何被集成到这些系统中，实现千兆级的数据传输速率和低时延通信。 先进的OFDM-MIMO技术：介绍一些更前沿的技术，如大规模MIMO（Massive MIMO）、多用户MIMO（MU-MIMO）等，以及它们在未来无线通信系统中的潜力。 第八章 现代无线通信标准与发展趋势 本章将带领读者回顾和展望现代无线通信标准的发展，并分析当前和未来的主要技术趋势。 2G/3G/4G/5G标准回顾：简要回顾前几代移动通信技术的关键特性、标准制定组织（如3GPP）以及它们在通信能力上的飞跃。 5G NR（New Radio）技术解析：重点介绍5G NR的标准特性，包括新频谱（毫米波、Sub-6GHz）、网络切片（Network Slicing）、边缘计算（Edge Computing）、超低时延（URLLC）、海量机器类通信（eMBB）等，以及它们的应用场景。 Wi-Fi标准演进：介绍Wi-Fi技术的发展，从802.11a/b/g到802.11ac（Wi-Fi 5）和802.11ax（Wi-Fi 6），以及Wi-Fi 7的最新进展，分析其在家庭、办公等场景下的重要性。 新兴无线通信技术：探讨一些前沿技术，如LoRa、NB-IoT等低功耗广域网（LPWAN）技术在物联网（IoT）领域的应用；卫星通信技术与地面网络的融合；以及其他潜在的颠覆性通信技术。 未来发展趋势：分析人工智能（AI）和机器学习（ML）在无线通信中的应用，如智能信道估计、自适应调制编码（AMC）、资源优化等；探讨“万物互联”（IoE）的愿景；以及通信与计算的深度融合。 第九章 无线通信系统的仿真与性能评估 理论分析是理解无线通信系统性能的基础，而仿真则是验证理论、优化设计、评估系统性能的强大工具。本章将介绍无线通信系统仿真和性能评估的关键环节。 仿真平台介绍：介绍常用的无线通信系统仿真软件，如MATLAB/Simulink（及其通信工具箱）、NS-3、OMNeT++等，并分析它们的特点和适用场景。 系统建模：讲解如何将理论模型（如传播模型、调制解调模型、编码模型）转化为仿真代码，构建一个完整的无线通信系统仿真模型。 关键性能指标（KPIs）：定义和计算评估无线通信系统性能的关键指标，如误比特率（BER）、误分组率（PER）、吞吐量（Throughput）、时延（Latency）、信号噪声比（SNR）、信噪比（SINR）、频谱效率等。 仿真实验设计：指导读者如何设计合理的仿真实验，以研究不同参数（如信噪比、衰落深度、用户数量、天线数量）对系统性能的影响。 案例分析：通过具体的仿真案例，如不同调制方案的BER性能对比、OFDM系统在多径信道下的性能分析、MIMO系统的吞吐量提升效果等，帮助读者加深对理论知识的理解。 第十章 无线通信系统实践应用与展望 本章将从实际应用的角度出发，总结前述章节的理论知识，并展望无线通信技术在各个领域的广泛应用。 移动通信业务：分析智能手机、移动互联网、视频通话、直播等各种移动通信业务对网络性能的要求，以及现有技术如何支撑这些业务。 物联网（IoT）通信：探讨Wi-Fi、蓝牙、Zigbee、LoRa、NB-IoT等不同技术在智能家居、智慧城市、工业自动化、智能农业等物联网应用中的角色和优势。 车联网（V2X）通信：介绍车对车（V2V）、车对基础设施（V2I）、车对行人（V2P）等通信的应用场景，以及对低时延、高可靠性的技术要求。 无线传感网络（WSN）：分析WSN在环境监测、健康监测、工业控制等领域的应用，以及其对低功耗、低成本通信的需求。 未来挑战与机遇：总结当前无线通信领域面临的主要挑战，如频谱拥挤、功耗限制、安全威胁、隐私保护等，并展望未来的发展方向，如更高效的频谱利用、更绿色的通信技术、更智能的网络管理等。 通过学习本书，读者将建立起对无线通信系统全面而深入的理解，掌握其基本原理、关键技术、设计方法和性能评估方法，并能洞察未来技术发展的趋势，为进一步学习和从事相关领域的工作打下坚实的基础。