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第一部分 绪论2

第1章 3G演进的背景2

1.1 3G的历史和背景2

1.1.1 3G之前2

1.1.2 早期3G讨论3

1.1.3 3G研究4

1.1.4 3G标准化启动4

1.2 3G标准化4

1.2.1 标准化进程4

1.2.2 3GPP5

1.2.3 ITU中IMT-2000活动7

1.3 3G和后3G系统频谱8

第2章 3G演进的背后动机10

2.1 推动力10

2.1.1 技术进步10

2.1.2 业务11

2.1.3 成本与性能13

2.2 3G演进：两种无线接入网络方法和一种演进的核心网13

2.2.1 无线接入网络演进13

2.2.2 一种演进的核心网：系统架构演进15

第二部分 3G演进技术第3章 移动通信中的高速数据传送18

3.1 高数据速率：基本约束18

3.1.1 噪声受限时的高数据速率19

3.1.2 干扰受限时的更高数据速率20

3.2 带宽受限时的更高数据速率：更高阶调制20

3.2.1 与信道编码相结合的更高阶调制21

3.2.2 瞬时发送功率的变化22

3.3 包含多载波传输的宽带22

第4章 OFDM传输26

4.1 OFDM基本原理26

4.2 OFDM解调28

4.3 用IFFT/FFT实现OFDM28

4.4 插入循环前缀30

4.5 OFDM传输的频域模型31

4.6 信道估计和参考符号32

4.7 OFDM频率分集：信道编码的重要性33

4.8 OFDM基本参数选择34

4.8.1 OFDM子载波间隔34

4.8.2 子载波数目35

4.8.3 循环前缀长度36

4.9 瞬时传输功率变化36

4.10 OFDM用户复用／多址接入方案36

4.11 OFDM和多小区广播／多播传输38

第5章 宽带“单载波”传输40

5.1 均衡对抗无线信道频率选择性40

5.1.1 时域线性均衡40

5.1.2 频域均衡42

5.1.3 其他均衡器策略43

5.2 具备灵活带宽分配的上行链路FDMA44

5.3 DFT扩展OFDM45

5.3.1 基本原理45

5.3.2 DFTS-OFDM接收机47

5.3.3 使用DFTS-OFDM的用户复用48

5.3.4 分布式DFTS-OFDM48

第6章 多天线技术50

6.1 多天线配置50

6.2 采用多天线技术的好处51

6.3 多根接收天线51

6.4 多根发射天线55

6.4.1 发射天线分集55

6.4.2 发射端的波束赋型58

6.5 空分复用60

6.5.1 基本原理60

6.5.2 基于预编码的空分复用63

6.5.3 非线性接收机处理64

第7章 调度、链路自适应和HARQ技术66

7.1 链路自适应：功率和速率控制66

7.2 信道相关调度67

7.2.1 下行链路调度68

7.2.2 上行链路调度71

7.2.3 频域内的链路自适应和信道相关调度72

7.2.4 信道状态信息的获取72

7.2.5 业务行为与调度73

7.3 高级重传机制74

7.4 带有软合并的HARQ75

第三部分 HSPA80

第8章 WCDMA演进：HSPA和MBMS80

8.1 WCDMA：简述81

8.1.1 整体架构81

8.1.2 物理层83

8.1.3 资源处理和分组业务会话86

第9章 HSDPA88

9.1 概述88

9.1.1 共享信道发送88

9.1.2 信道依赖性调度89

9.1.3 速率控制和高阶调制90

9.1.4 带有软合并的HARQ90

9.1.5 架构90

9.2 HSDPA详述91

9.2.1 HS-DSCH:WCDMA R5包含的特性91

9.2.2 MAC-hs和物理层处理93

9.2.3 调度95

9.2.4 速率控制96

9.2.5 带有软合并的HARQ97

9.2.6 数据流99

9.2.7 HS-DSCH信道资源控制101

9.2.8 移动性101

9.2.9 UE分类102

9.3 HSDPA详解103

9.3.1 HARQ重谈：物理层处理103

9.3.2 交织和星座重排106

9.3.3 HARQ回顾：协议操作107

9.3.4 按序递交108

9.3.5 MAC-hs报头109

9.3.6 CQI和评估下行链路质量的其他方法110

9.3.7 下行链路控制信道：HS-SCCH113

9.3.8 下行链路控制信道：F-DPCH114

9.3.9 上行链路控制信道：HS-DPCCH115

第10章 增强型上行链路技术118

10.1 概述118

10.1.1 调度119

10.1.2 带有软合并的HARQ120

10.1.3 架构120

10.2 增强型上行链路详述121

10.2.1 MAC-e和物理层处理123

10.2.2 调度124

10.2.3 E-TFC选择128

10.2.4 带有软合并的HARQ129

10.2.5 物理信道分配132

10.2.6 功率控制134

10.2.7 数据流134

10.2.8 E-DCH的资源控制134

10.2.9 移动性136

10.2.10 UE等级136

10.3 增强型上行链路的进一步剖析136

10.3.1 调度136

10.3.2 更多HARQ操作细节142

10.3.3 控制信令147

第11章 MBMS：多媒体广播多播业务153

11.1 概述155

11.1.1 宏分集155

11.1.2 应用层编码157

11.2 MBMS细节158

11.2.1 MTCH158

11.2.2 MCCH和MICH159

11.2.3 MSCH160

第12章 HSPA演进161

12.1 MIMO161

12.1.1 HSDPA-MIMO数据传输161

12.1.2 HSDPA-MIMO的速率控制164

12.1.3 HSDPA-MIMO中软合并的HARQ164

12.1.4 HSDPA-MIMO中的控制信息164

12.1.5 UE性能166

12.2 高阶调制166

12.3 连续性分组连接166

12.3.1 DTX——降低上行链路开销167

12.3.2 DRX——降低UE功率消耗169

12.3.3 HS-SCCH精简模式：降低下行链路开销169

12.3.4 控制信令171

12.4 增强型CELL_FACH操作171

12.5 层2协议增强技术172

12.6 高级接收机172

12.6.1 3GPP指定的高级接收机173

12.6.2 接收机分集（类型1）173

12.6.3 码片级均衡器和类似的接收机（类型2）174

12.6.4 结合天线分集（类型3）174

12.6.5 无线分集和干扰消除的结合（类型3i）175

12.7 MBSFN操作175

12.8 小结176

第四部分 LTE和SAE第13章 LTE和SAE：简介和设计目标178

13.1 LTE设计目标178

13.1.1 能力179

13.1.2 系统性能179

13.1.3 配置相关方面180

13.1.4 架构与迁移182

13.1.5 无线资源管理182

13.1.6 复杂度182

13.1.7 通用方面182

13.2 SAE设计目标182

第14章 LTE无线接入：概述184

14.1 LTE传输机制：下行链路OFDM和上行链路DFTS-OFDM/SC-FDMA184

14.2 信道相关调度和速率自适应185

14.2.1 下行链路调度186

14.2.2 上行链路调度186

14.2.3 小区间干扰协调186

14.3 带有软合并的HARQ187

14.4 对多天线的支持187

14.5 对多播和广播的支持187

14.6 频谱灵活性188

14.6.1 双工方式的灵活性188

14.6.2 频带操作的灵活性189

14.6.3 带宽灵活性189

第15章 LTE无线接口架构190

15.1 无线链路控制191

15.2 媒体接入控制192

15.2.1 逻辑信道和传输信道192

15.2.2 调度194

15.2.3 带有软合并的HARQ196

15.3 物理层198

15.4 终端状态199

15.5 数据流200

第16章 下行链路传输机制202

16.1 整体时域结构和双工可选方式202

16.2 下行链路物理资源204

16.3 下行链路参考信号207

16.3.1 小区特定的下行链路参考信号207

16.3.2 UE特定参考信号210

16.4 下行链路L1/L2控制信令211

16.4.1 物理控制格式指示信道212

16.4.2 物理HARQ指示信道215

16.4.3 物理下行链路控制信道217

16.4.4 下行链路调度分配217

16.4.5 上行链路调度请求224

16.4.6 功率控制命令225

16.4.7 PDCCH处理226

16.4.8 PDCCH的盲解码229

16.5 下行链路传输信道处理232

16.5.1 每个传输块的CRC插入233

16.5.2 码块分割和单码块CRC插入233

16.5.3 Turbo编码233

16.5.4 速率匹配和物理层HARQ功能234

16.5.5 比特级加扰235

16.5.6 数据调制235

16.5.7 天线映射236

16.5.8 资源块映射236

16.6 多天线传输238

16.6.1 发射分集239

16.6.2 空分复用240

16.6.3 通用波束赋型242

16.7 MBSFN传输和MCH243

第17章 上行链路传输机制246

17.1 上行链路物理资源246

17.2 上行链路参考信号248

17.2.1 上行链路解调参考信号248

17.2.2 上行链路探询参考信号252

17.3 上行链路L1/L2控制信令254

17.3.1 在PUCCH上传输的上行链路L1/L2控制信令255

17.3.2 在PUSCH上传输的上行链路L1/L2控制信令263

17.4 上行链路传输信道处理265

17.5 PUSCH跳频266

17.5.1 根据小区特定的跳频／镜像模式跳频267

17.5.2 基于明确跳频信息的跳频268

第18章 LTE接入过程270

18.1 捕获与小区搜索270

18.1.1 LTE小区搜索概述270

18.1.2 PSS结构271

18.1.3 SSS结构272

18.2 系统信息272

18.2.1 MIB和BCH传输273

18.2.2 系统信息块275

18.3 随机接入276

18.3.1 步骤1：随机接入前导信号传输278

18.3.2 步骤2：随机接入响应283

18.3.3 步骤3：终端标识283

18.3.4 步骤4：竞争决策284

18.4 寻呼284

第19章 LTE传输过程286

19.1 RLC和HARQ协议操作286

19.1.1 带有软合并的HARQ286

19.1.2 无线链路控制293

19.2 调度和速率控制297

19.2.1 下行链路调度298

19.2.2 上行链路调度300

19.2.3 半静态调度304

19.2.4 半双工FDD的调度304

19.2.5 信道状态报告305

19.3 上行链路功率控制307

19.3.1 PUCCH的功率控制307

19.3.2 PUSCH的功率控制308

19.3.3 SRS的功率控制310

19.4 非连续接收（DRX）310

19.5 上行链路定时对齐311

19.6 UE等级314

第20章 LTE的灵活带宽316

20.1 LTE的频谱316

20.1.1 LTE的频带316

20.1.2 新频带318

20.2 灵活的频带使用319

20.3 灵活信道带宽运行319

20.4 支持灵活带宽的要求321

20.4.1 LTE的RF需求321

20.4.2 区域性需求322

20.4.3 BS传输的需求322

20.4.4 BS接收需求325

20.4.5 终端发送需求326

20.4.6 终端接收需求327

第21章 SAE328

21.1 无线接入网络与核心网络之间的功能划分328

21.1.1 WCDMA/HSPA无线接入网络与核心网络间的功能划分328

21.1.2 LTE RAN与核心网络间的功能划分329

21.2 HSPA/WCDMA和LTE无线接入网络330

21.2.1 WCDMA/HSPA无线接入网络330

21.2.2 LTE无线接入网络334

21.3 核心网架构335

21.3.1 WCDMA/HSPA的GSM核心网络335

21.3.2 SAE核心网：增强型分组核心网338

21.3.3 连接到演进的分组核心网的WCDMA/HSPA340

21.3.4 连接到演进的分组核心网的非3GPP接入技术340

21.3.5 连接到演进的分组核心网的CDMA2000和HRPD341

第22章 LTE-Advanced343

22.1 IMT-2000的发展343

22.2 LTE-Advanced——来自3GPP的IMT-Advanced候选方案344

22.2.1 LTE-Advanced的基本要求344

22.2.2 ITU要求之外的扩展要求345

22.3 LTE-Advanced的技术组成部分345

22.3.1 更宽的带宽和载频聚集345

22.3.2 扩展的多天线解决方案346

22.3.3 高级中继功能347

22.4 小结348

第五部分 性能与结论第23章 3G演进的性能350

23.1 性能评估350

23.1.1 终端用户体验性能351

23.1.2 运营商角度352

23.2 以峰值数据速率表示的性能352

23.3 3G演进的性能评估352

23.3.1 建模与假设352

23.3.2 带有5MHz FDD载波的LTE性能指标354

23.4 3GPP中LTE的评估356

23.4.1 LTE性能需求356

23.4.2 LTE性能评估357

23.4.3 带有20MHz FDD载波的LTE性能评估357

23.5 小结358

第24章 其他无线通信系统359

24.1 UTRA TDD359

24.2 TD-SCDMA（低码片速率UTRA TDD）360

24.3 CDMA2000361

24.3.1 CDMA2000 1x361

24.3.2 1x EV-DO Rev 0362

24.3.3 1x EV-DO Rev A363

24.3.4 1x EV-DO Rev B363

24.3.5 UMB(1x EV-DO Rev C)363

24.4 GSM/EDGE365

24.4.1 GSM/EDGE演进的目的366

24.4.2 双天线终端367

24.4.3 多载波EDGE367

24.4.4 减小的TTI和快速反馈367

24.4.5 改进的调制和编码368

24.4.6 更高符号速率369

24.5 WiMAX(IEEE 802.16)369

24.5.1 频谱、带宽选项以及双工方式370

24.5.2 可度量的OFDMA371

24.5.3 TDD帧结构371

24.5.4 调制、编码和HARQ372

24.5.5 业务质量控制372

24.5.6 移动性372

24.5.7 多天线技术373

24.5.8 分段的频率复用373

24.5.9 先进的空中接口（IEEE 802.16m）373

24.6 移动宽带无线接入（IEEE 802.20）374

24.7 小结375

第25章 未来演进377

25.1 IMT-Advanced377

25.2 研究团体378

25.3 标准组织378

25.4 小结378

参考文献379

缩略语对照表386

索引395