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第1章 概述1

1.1 LTE及其相关背景1

1.2 3GPP简介4

1.2.1 3GPP的组织结构5

1.2.2 3GPP规范的文档组织方式6

1.2.3 3GPP的技术规范版本8

1.3 LTE与LTEPlus标准化工作时间表19

1.3.1 LTE标准化时间表19

1.3.2 LTE Plus标准化时间表20

1.4 3G与4G的频谱资源20

1.5 LTE的目标和性能要求21

1.6 LTE系统简介22

1.6.1 LTE的系统架构22

1.6.2 LTE的空中接口23

1.7 B3G/4G的主要技术24

1.7.1 正交频分复用技术24

1.7.2 多输入多输出技术25

1.7.3 软件无线电技术26

1.8 参考文献26

第2章 HSPA的演进28

2.1 多输入多输出技术28

2.1.1 HSDPA-MIMO的数据传输29

2.1.2 HSDPA-MIMO的速率控制31

2.1.3 HSDPA-MIMO具有软合并的HARQ31

2.1.4 HSDPA-MIMO的控制信令31

2.1.5 UE能力33

2.2 高阶调制33

2.3 连续分组连接性33

2.3.1 DTX——减少上行开销34

2.3.2 DRX——减少UE功耗36

2.3.3 无HS-SCCH操作——减少下行开销37

2.3.4 控制信令38

2.4 增强的CELL_FACH操作38

2.5 二层协议的增强39

2.6 高级接收机39

2.6.1 3GPP规范中的高级UE接收机40

2.6.2 接收机分集（类型1）40

2.6.3 码片级均衡器和类似接收机（类型2）40

2.6.4 与天线分集的组合（类型3）41

2.6.5 干扰抵消41

2.7 HSPA的网络结构42

2.7.1 方案一：RNC部分功能下移至Node B43

2.7.2 方案二：PS域用户面和控制面的分离45

2.7.3 方案三：RNC的UP/CP功能都移至Node B47

2.7.4 HSPA的频谱规划48

2.8 小结48

2.9 参考文献49

第3章 OFDM与宽带单载波传输50

3.1 OFDM基本原理50

3.2 OFDM解调52

3.3 OFDM的IFFT/FFT实现52

3.4 循环前缀53

3.5 OFDM传输的时间模型55

3.6 导频符号和信道估计56

3.7 OFDM频率分集：信道编码的重要性56

3.8 OFDM的基本参数选择57

3.8.1 OFDM子载波间隔58

3.8.2 子载波数58

3.8.3 循环前缀长度59

3.9 瞬时发射功率的变化59

3.10 用于用户复用和多址接入机制的OFDM60

3.11 OFDM与多小区广播／组播传输61

3.12 频率选择性无线信道的均衡63

3.12.1 时域的线性均衡63

3.12.2 频域均衡64

3.12.3 其他均衡策略66

3.13 具有灵活带宽分配的上行FDMA66

3.14 基于DFT预编码的OFDM67

3.14.1 基本原理68

3.14.2 DFTS-OFDM接收机69

3.14.3 DFTS-OFDM方式的用户复用70

3.14.4 DFTS-OFDM的频谱成形71

3.14.5 DFTS-OFDM的不同子载波映射方式71

3.15 参考文献72

第4章 LTE和SAE的设计目标73

4.1 LTE的设计目标74

4.1.1 能力74

4.1.2 系统性能75

4.1.3 与部署相关的问题77

4.1.4 LTE系统架构80

4.1.5 无线资源管理80

4.1.6 复杂度81

4.1.7 一般方面81

4.2 SAE的设计目标81

4.3 参考文献82

第5章 LTE无线接入简介和协议架构84

5.1 传输机制：下行OFDM、上行SC-FDMA84

5.2 信道相关调度和速率适配85

5.2.1 下行调度86

5.2.2 上行调度86

5.2.3 小区间干扰协作86

5.3 带有软合并的HARQ87

5.4 多天线支持87

5.5 组播和广播支持87

5.6 频谱灵活性88

5.6.1 双工方式的灵活性88

5.6.2 频段操作的灵活性88

5.6.3 带宽灵活性89

5.7 无线链路控制（RLC）90

5.8 媒体接入控制（MAC）91

5.8.1 逻辑信道和传输信道91

5.8.2 下行调度93

5.8.3 上行调度94

5.8.4 HARQ95

5.9 物理层（PHY）97

5.10 LTE状态98

5.11 数据流99

5.12 参考文献100

第6章 LTE物理层101

6.1 时域结构101

6.2 下行传输机制103

6.2.1 下行物理资源103

6.2.2 下行参考信号105

6.2.3 下行传输信道处理108

6.2.4 下行L1/L2控制信令111

6.2.5 下行多天线传输113

6.2.6 使用MBSFN的组播／广播115

6.3 上行传输机制116

6.3.1 上行物理资源116

6.3.2 上行导频符号118

6.3.3 上行传输信道处理121

6.3.4 上行L1/L2控制信令122

6.3.5 上行定时提前124

6.4 参考文献125

第7章 LTE上行单载波频分多址技术分析126

7.1 单载波频分多址126

7.1.1 SC-FDMA系统简介126

7.1.2 子载波映射128

7.1.3 SC-FDMA信号的时域表示129

7.1.4 SC-FDMA与OFDMA133

7.1.5 SC-FDMA与DS-CDMA/FDE133

7.1.6 3GPPLTE上行链路中的SC-FDMA实现134

7.1.7 小结137

7.2 MIMO SC-FDMA137

7.2.1 MIMO系统的空间分集和空间复用137

7.2.2 MIMO信道138

7.2.3 具有酉阵预编码特征波束赋形的SC-FDMA传输140

7.2.4 小结144

7.3 SC-FDMA信号的峰值功率特性144

7.3.1 具有脉冲成形的IFDMA上界144

7.3.2 LFDMA和DFDMA的修正上界147

7.3.3 与OFDM的比较148

7.3.4 小结148

7.4 SC-FDMA信号峰值功率特性的数值分析149

7.4.1 单天线发射信号的PAPR149

7.4.2 多天线发射信号的PAPR151

7.4.3 通过符号限幅来减少峰值功率153

7.4.4 小结156

7.5 上行SC-FDMA系统的信道相关调度156

7.5.1 上行SC-FDMA系统的信道相关调度156

7.5.2 不理想信道状态信息对CDS的影响158

7.5.3 混合子载波映射163

7.6 小结164

7.7 参考文献165

第8章 LTE的接入过程166

8.1 SCH的信号结构166

8.1.1 分级的SCH166

8.1.2 无分级的SCH167

8.1.3 初始小区搜索SCH信号结构的选择167

8.1.4 同步信号的时域／频域结构167

8.2 SCH序列设计169

8.2.1 PSCH序列设计169

8.2.2 SSCH序列设计170

8.3 BCH与广播信息的设计171

8.3.1 PBCH与DBCH中的广播信息171

8.3.2 PBCH的信号结构172

8.3.3 DBCH的设计172

8.4 SCH和BCH的发射分集172

8.5 小区搜索173

8.5.1 初始小区搜索过程173

8.5.2 相邻小区搜索175

8.6 随机接入176

8.6.1 非同步随机接入过程176

8.6.2 同步随机接入过程181

8.7 寻呼182

8.8 参考文献183

第9章 LTE的随机接入技术分析184

9.1 RACH的功能184

9.1.1 定时调整184

9.1.2 功率调整184

9.1.3 资源请求185

9.2 传输方式分析185

9.2.1 签名和净荷185

9.2.2 分配给随机和预留接入信道的传输带宽186

9.2.3 分配给UE随机接入的传输带宽186

9.2.4 传输时长和随机接入周期186

9.3 信号参数187

9.4 功率递增188

9.5 跳频技术189

9.6 签名格式189

9.7 子载波映射190

9.8 随机接入过程191

9.8.1 UE的随机接入过程191

9.8.2 eNode B的随机接入过程192

9.9 实现与仿真系统简介192

9.10 信道模型193

9.10.1 频率选择性时变信道193

9.10.2 加性白噪声195

9.10.3 阴影衰落195

9.11 检测分析196

9.11.1 时域检测196

9.11.2 频域检测196

9.12 结果分析197

9.12.1 门限值的影响198

9.12.2 符号数的影响199

9.12.3 随机接入分配带宽的影响199

9.12.4 子载波映射分析200

9.12.5 两次尝试间的延时影响200

9.12.6 跳频的影响201

9.12.7 功率递增的影响202

9.12.8 阴影衰落的影响203

9.13 参考文献204

第10章 演进的多媒体广播组播业务（E-MBMS）205

10.1 简介206

10.1.1 宏分集207

10.1.2 应用层编码209

10.2 MBMS详解209

10.2.1 MTCH210

10.2.2 MCCH和MICH210

10.2.3 MSCH211

10.3 E-MBMS的逻辑架构212

10.3.1 MBMS架构212

10.3.2 E-MBMS的逻辑架构213

10.4 E-MBMS的承载类型214

10.4.1 MBMS广播214

10.4.2 MBMS组播215

10.4.3 E-MBMS增强的广播和组播215

10.5 E-MBMS的传输方式215

10.5.1 MBSFN传输区域215

10.5.2 MBSFN传输内容同步216

10.5.3 MCE逻辑实体216

10.6 E-MBMS信道217

10.6.1 MBMS信道结构217

10.6.2 E-MBMS信道结构217

10.7 参考文献218

第11章 UMTS系统架构演进219

11.1 无线接入网和核心网的功能分割219

11.1.1 WCDMA/HSPA无线接入网和核心网的功能分割219

11.1.2 LTE RAN和核心网之间的功能分割220

11.2 HSPA/WCDMA和LTE无线接入网221

11.2.1 WCDMA/HSPA无线接入网221

11.2.2 LTE无线接入网224

11.3 核心网架构226

11.3.1 WCDMA/HSPA使用的GSM核心网226

11.3.2 SAE核心网：演进的分组核心网229

11.3.3 WCDMA/HSPA与演进分组核心网的连接232

11.4 参考文献232

第12章 UMTS演进的系统性能234

12.1 性能评估234

12.1.1 终端用户的性能235

12.1.2 运营商的性能236

12.2 3G演进的性能评估236

12.2.1 模型和假设236

12.2.2 5MHz FDD模式下LTE的性能237

12.3 3GPP中LTE的评估241

12.3.1 LTE的性能需求241

12.3.2 LTE的性能评估242

12.3.3 20MHz FDD模式下LTE的性能242

12.4 参考文献243

第13章 演进的分组系统244

13.1 网络附着244

13.1.1 系统信息的广播244

13.1.2 小区选择245

13.1.3 初始接入246

13.1.4 登记248

13.1.5 撤消登记251

13.2 通信会话252

13.2.1 终端状态252

13.2.2 演进型UMTS中的服务质量255

13.2.3 安全性概述258

13.2.4 EPS中的用户安全性261

13.2.5 IMS中的用户安全性266

13.2.6 会话建立267

13.2.7 数据传输269

13.3 空闲模式下的移动性270

13.3.1 小区重选原则270

13.3.2 终端位置管理270

13.3.3 跟踪区更新272

13.4 激活模式下的移动性274

13.4.1 支持X2的E-UTRAN内移动性275

13.4.2 不支持X2的E-UTRAN内移动性277

13.4.3 具有EPC节点重定位的E-UTRAN内移动性278

13.4.4 2G/3G分组域与E-UTRAN间的移动性279

13.5 参考文献281

第14章 UMTS LTE系统的典型业务283

14.1 OMA的角色283

14.2 一键通284

14.2.1 业务架构285

14.2.2 PoC协议族287

14.2.3 PoC会话建立的实例289

14.2.4 计费方面292

14.3 在线状态显示292

14.3.1 业务架构293

14.3.2 Presence会话实例293

14.3.3 计费方面295

14.4 广播与组播295

14.4.1 一些定义295

14.4.2 典型应用296

14.4.3 业务架构296

14.4.4 MBMS安全性299

14.4.5 MBMS业务的步骤300

14.4.6 MBMS的E-UTRAN方面302

14.4.7 计费方面302

14.5 话音与多媒体电话303

14.5.1 电路与分组话音支持303

14.5.2 业务架构305

14.5.3 信息编码306

14.5.4 关于补充业务308

14.5.5 EPS系统中的多媒体业务311

14.6 参考文献311

第15章 其他无线通信系统的演进313

15.1 UTRA TDD313

15.2 cdma2000314

15.2.1 cdma2000 1x315

15.2.2 1x EV-DO Rev.0315

15.2.3 1x EV-DO Rev.A316

15.2.4 1x EV-DO Rev.B316

15.2.5 1x EV-DO Rev.C(UMB)317

15.3 GSM/EDGE318

15.3.1 GSM/EDGE演进的目标318

15.3.2 双天线终端319

15.3.3 多载波EDGE319

15.3.4 更短的TTI和快速反馈320

15.3.5 改善的调制和编码320

15.3.6 较高的符号速率320

15.4 WiMAX(IEEE 802.16)321

15.4.1 频谱、带宽选项和双工安排322

15.4.2 可扩展的OFDMA322

15.4.3 TDD帧结构322

15.4.4 调制、编码和HARQ323

15.4.5 业务质量处理323

15.4.6 移动性324

15.4.7 多天线技术324

15.4.8 部分频率重用324

15.5 移动宽带无线接入325

15.6 小结326

15.7 参考文献326

缩略语327