LTE完全指南 LTE、LTE-Advanced、SAE、VoLTE和4G移动通信 原书第2版PDF|Epub|txt|kindle电子书版本网盘下载

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第1章 引言1

1.1 UMTS和GSM的架构1

1.1.1高层体系架构1

1.1.2无线接入网的架构2

1.1.3核心网的架构4

1.1.4通信协议5

1.2移动通信系统的历史背景6

1.2.1 1G到3G6

1.2.2第三代系统7

1.3 LTE的需求8

1.3.1移动数据的增长8

1.3.2移动通信系统的容量9

1.3.3提高系统容量10

1.3.4其他目的10

1.4 UMTS到LTE11

1.4.1 LTE的高层体系架构11

1.4.2长期演进12

1.4.3系统架构演进13

1.4.4 LTE语音呼叫14

1.4.5 LTE的增长14

1.5 LTE到LTE-A15

1.5.1 4G的ITU规范15

1.5.2 LTE-A的规范16

1.5.3 4G通信系统16

1.5.4 4G的意义17

1.6 LTE的3GPP规范17

参考文献19

第2章 系统架构演进20

2.1 LTE的高层体系架构20

2.2用户设备20

2.2.1 UE的架构20

2.2.2 UE的功能21

2.3演进UMTS陆地无线接入网22

2.3.1 E-UTRAN的架构22

2.3.2传输网23

2.3.3小区和家庭eNB24

2.4演进分组核心网24

2.4.1 EPC的架构24

2.4.2漫游架构25

2.4.3网络区域26

2.4.4编号、寻址和识别27

2.5通信协议29

2.5.1协议模型29

2.5.2空中接口传输协议29

2.5.3固网传输协议30

2.5.4用户平面协议31

2.5.5信令协议31

2.6示例信令流33

2.6.1接入层信令33

2.6.2非接入层信令34

2.7承载管理35

2.7.1 EPS承载35

2.7.2默认和专用承载35

2.7.3采用GTP协议的承载实现36

2.7.4采用GRE与PMIP协议的承载实现37

2.7.5信令无线承载37

2.8状态图38

2.8.1 EPS移动性管理38

2.8.2 EPS连接性管理38

2.8.3无线资源控制40

2.9频谱分配41

参考文献44

第3章 数字无线通信47

3.1无线传输和接收47

3.1.1载波信号47

3.1.2调制技术47

3.1.3调制过程49

3.1.4解调过程51

3.1.5信道估计52

3.1.6调制信号带宽53

3.2蜂窝网络中的无线传输53

3.2.1多址接入技术53

3.2.2 FDD和TDD模式54

3.3接收信号的损伤55

3.3.1传播损耗55

3.3.2噪声和干扰56

3.3.3多径和衰落56

3.3.4符号间干扰58

3.4错误管理59

3.4.1前向纠错59

3.4.2自动重复请求60

3.4.3混合ARQ61

参考文献63

第4章 正交频分多址64

4.1 OFDMA的原理64

4.1.1子载波64

4.1.2 OFDM发射机65

4.1.3 OFDM接收机67

4.1.4快速傅里叶变换67

4.1.5 OFDMA的框图69

4.1.6傅里叶变换的细节70

4.2 OFDMA的优点和附加功能71

4.2.1子载波正交71

4.2.2子载波间隔的选择73

4.2.3频率特定调度73

4.2.4码间干扰的降低74

4.2.5循环前缀插入74

4.2.6符号持续时间的选择76

4.2.7分数频率重复使用77

4.3单载波频分多址78

4.3.1 OFDMA功率变化78

4.3.2 SC-FDMA的结构图79

参考文献81

第5章 多天线技术82

5.1分集技术82

5.1.1接收分集82

5.1.2闭环发射分集83

5.1.3开环发射分集84

5.2空间复用85

5.2.1操作原理85

5.2.2开环空间复用87

5.2.3闭环空间复用88

5.2.4矩阵表示法90

5.2.5实现的问题93

5.2.6多用户MIMO93

5.3波束成形95

5.3.1操作原理95

5.3.2波束控制96

5.3.3下行链路多用户MIMO技术深入研究97

参考文献98

第6章LTE空中接口协议的架构99

6.1空中接口协议栈99

6.2逻辑、传输和物理信道100

6.2.1逻辑信道100

6.2.2传输信道101

6.2.3物理数据信道102

6.2.4控制信息103

6.2.5物理控制信道104

6.2.6物理信号104

6.2.7信息流105

6.3资源网格106

6.3.1时隙结构106

6.3.2帧结构107

6.3.3上行链路定时提前108

6.3.4资源网格结构109

6.3.5带宽选项110

6.4多天线传输111

6.4.1下行链路天线端口111

6.4.2下行链路传输模式112

6.5资源元素映射113

6.5.1下行链路资源元素映射113

6.5.2上行链路资源元素映射115

参考文献117

第7章 小区获取118

7.1获取步骤118

7.2同步信号119

7.2.1物理小区标识119

7.2.2主同步信号119

7.2.3辅同步信号121

7.3下行链路参考信号121

7.4物理广播信道122

7.5物理控制格式指示信道123

7.6系统信息124

7.6.1系统信息的组成124

7.6.2系统信息的传输和接收126

7.7获取后的流程127

参考文献127

第8章 数据传输和接收128

8.1数据传输流程128

8.1.1下行链路发送和接收128

8.1.2上行链路发送和接收129

8.1.3半持续调度131

8.2 PDCCH上的调度信息的传输132

8.2.1下行链路控制信息132

8.2.2资源分配133

8.2.3示例：DCI格式I134

8.2.4无线网络临时标识135

8.2.5 PDCCH的发送和接收136

8.3在PDSCH和PUSCH上的数据传输137

8.3.1传输信道处理137

8.3.2物理信道处理139

8.4 PHICH上的混合ARQ指示的传输140

8.4.1引言140

8.4.2 PHICH的资源元素映射141

8.4.3 PHICH的物理信道处理142

8.5上行链路控制信息142

8.5.1混合ARQ确认142

8.5.2信道质量指示143

8.5.3秩指示144

8.5.4预编码矩阵指示144

8.5.5信道状态报告机制144

8.5.6调度请求145

8.6 PUCCH上的上行链路控制信息的传输146

8.6.1 PUCCH格式146

8.6.2 PUCCH资源147

8.6.3 PUCCH的物理信道处理148

8.7上行链路参考信号148

8.7.1解调参考信号148

8.7.2探测参考信号149

8.8功率控制150

8.8.1上行链路功率计算150

8.8.2上行链路功率控制命令151

8.8.3下行链路功率控制151

8.9非连续接收152

8.9.1 RRC_ IDLE状态下的非连续接收和寻呼152

8.9.2 RRC_ CONNECTED状态下的非连续接收152

参考文献154

第9章 随机接入156

9.1 PRACH上的随机接入前导码的传输156

9.1.1资源元素映射156

9.1.2前导序列的产生158

9.1.3信号传输158

9.2基于非竞争模式的随机接入过程159

9.3基于竞争模式的随机接入过程160

参考文献162

第10章 空中接口层2163

10.1媒体接入控制协议163

10.1.1协议架构163

10.1.2定时提前命令164

10.1.3缓冲区状态报告165

10.1.4功率余量报告165

10.1.5复用和解复用165

10.1.6逻辑信道优先级166

10.1.7空中接口的传输调度167

10.2无线链路控制协议168

10.2.1协议架构168

10.2.2透明模式169

10.2.3非确认模式169

10.2.4确认模式170

10.3分组数据汇聚协议172

10.3.1协议架构172

10.3.2报头压缩173

10.3.3切换过程中防止数据包丢弃173

参考文献174

第11章 上电和下电的过程175

11.1上电序列175

11.2网络和小区选择176

11.2.1网络选择176

11.2.2闭合用户组选择177

11.2.3小区选择177

11.3 RRC连接建立178

11.3.1基本过程178

11.3.2与其他过程的关系180

11.4附接过程180

11.4.1 IP地址分配180

11.4.2附接过程的概述181

11.4.3附接请求182

11.4.4识别和安全过程183

11.4.5位置更新185

11.4.6默认承载建立186

11.4.7附接接受187

11.4.8默认承载更新188

11.5分离过程189

参考文献190

第12章 安全机制192

12.1网络接入安全192

12.1.1安全架构192

12.1.2密钥体系193

12.1.3认证和密钥协商194

12.1.4安全激活195

12.1.5加密197

12.1.6完整性保护198

12.2网络域安全199

12.2.1安全协议199

12.2.2演进分组核心网的安全199

12.2.3无线接入网的安全200

参考文献201

第13章 服务质量、策略和计费202

13.1策略和计费控制202

13.1.1服务质量参数202

13.1.2服务数据流204

13.1.3计费参数205

13.1.4策略和计费控制规则205

13.2策略和计费控制架构206

13.2.1基本PCC架构206

13.2.2本地疏导架构207

13.2.3使用基于PMIP的S5／ S8接口的架构207

13.2.4软件协议208

13.3会话管理过程208

13.3.1 IP-CAN会话建立208

13.3.2移动台发起的SDF建立209

13.3.3服务器发起的SDF建立211

13.3.4专用承载建立212

13.3.5 PDN连接建立213

13.3.6其他会话管理过程213

13.4演进分组核心网中的数据传输215

13.4.1 PDN网关分组处理215

13.4.2采用GTP协议的数据传输215

13.4.3区分服务216

13.4.4多协议标签交换217

13.4.5采用GRE和PMIP协议的数据传输218

13.5计费和收费218

13.5.1高层架构218

13.5.2离线计费219

13.5.3在线计费220

参考文献221

第14章 移动性管理223

14.1不同状态间移动性管理的切换223

14.1.1 Sl释放过程223

14.1.2寻呼过程224

14.1.3服务请求过程225

14.2在RRC_ IDLE状态下的小区重选227

14.2.1目标227

14.2.2同频测量227

14.2.3同频小区重选228

14.2.4异频测量228

14.2.5异频小区重选229

14.2.6快速移动移动台230

14.2.7跟踪区域更新过程230

14.2.8网络重选232

14.3在RRC_ CONNECTED状态下的测量232

14.3.1目标232

14.3.2测量过程233

14.3.3测量报告233

14.3.4测量间隙234

14.4在RRC_ CONNECTED状态下的切换235

14.4.1基于X2接口的切换过程235

14.4.2切换变化238

参考文献238

第15章与UMTS和GSM的互操作240

15.1系统架构240

15.1.1 2G／3G分组交换域的架构240

15.1.2基于S3／S4接口的互操作架构242

15.1.3基于Gn／Gp接口的互操作架构243

15.2开机流程244

15.3 RRC_ IDLE状态下的移动性管理244

15.3.1小区重选244

15.3.2路由区域更新过程244

15.3.3空闲模式信令缩减247

15.4 RRC_ CONNECTED状态下的移动性管理247

15.4.1重定向RRC连接释放247

15.4.2测量过程249

15.4.3优化切换249

参考文献252

第16章 与非3GPP技术的互操作254

16.1通用系统架构254

16.1.1基于网络的移动性架构254

16.1.2基于主机的移动性架构256

16.1.3接入网发现和选择功能257

16.2通用信令过程258

16.2.1附接过程的概述258

16.2.2认证和密钥协商258

16.2.3 PDN连接建立259

16.2.4无线接入网重选262

16.3与cdma2000 HRPD互操作263

16.3.1系统架构263

16.3.2用cdma2000预注册263

16.3.3 RRC_ IDLE状态下的小区重选264

16.3.4 RRC_ CONNECTED状态下的测量和切换265

参考文献268

第17章 自优化网络270

17.1 eNB的自配置270

17.1.1物理小区标识的自动配置270

17.1.2自动邻居关系271

17.1.3随机接入信道的优化272

17.2小区间干扰协调272

17.3移动性管理273

17.3.1移动性负载均衡273

17.3.2移动性鲁棒优化274

17.3.3节电275

17.4无线接入网信息管理276

17.4.1引言276

17.4.2系统信息的传输276

17.4.3自优化数据的传输277

17.5最小化路测278

参考文献279

第18章 版本9的增强280

18.1多媒体广播／多播服务280

18.1.1引言280

18.1.2广播／多播单频网280

18.1.3 LTE中的MBSFN实现281

18.1.4 MBMS的架构283

18.1.5 MBMS操作283

18.2定位服务284

18.2.1引言284

18.2.2定位技术284

18.2.3定位服务架构285

18.2.4定位服务过程286

18.3版本9的其他增强287

18.3.1双层波束成形287

18.3.2商业移动预警系统288

参考文献288

第19章LTE-A和版本10290

19.1载波聚合290

19.1.1操作原理290

19.1.2 UE能力291

19.1.3调度293

19.1.4数据传输和接收293

19.1.5上、下行链路反馈293

19.1.6其他物理层和MAC过程294

19.1.7 RRC过程294

19.2增强下行链路MIMO295

19.2.1目标295

19.2.2下行链路参考信号295

19.2.3下行链路传输和反馈297

19.3增强上行链路MIMO297

19.3.1目标297

19.3.2实现298

19.4中继299

19.4.1操作原理299

19.4.2中继架构299

19.4.3空中接口增强300

19.5异构网络301

19.5.1引言301

19.5.2增强小区间干扰协调302

19.5.3自优化网络增强302

19.6业务量卸载303

19.6.1本地IP接入303

19.6.2选择性IP业务量卸载304

19.6.3多址PDN连接304

19.6.4 IP流移动性306

19.7机器类型通信过载控制307

参考文献307

第20章 版本11和版本12310

20.1多点协作传输和接收310

20.1.1目标310

20.1.2场景310

20.1.3 CoMP技术311

20.1.4标准313

20.1.5性能314

20.2增强物理下行链路控制信道314

20.3设备内共存干扰避免315

20.4机器类型通信316

20.4.1设备触发316

20.4.2编号、寻址和识别317

20.5移动数据应用317

20.6版本12的新功能318

20.6.1接近服务和设备对设备通信318

20.6.2 TDD配置的动态适应319

20.6.3机器类型通信和移动数据增强321

20.6.4业务量卸载增强321

20.7版本12研究322

20.7.1小型小区和异构网络增强322

20.7.2仰角波束成形和全维度MIMO322

参考文献323

第21章 电路域回落325

21.1 LTE语音和文本信息的发送325

21.1.1语音和SMS市场325

21.1.2第三方IP语音326

21.1.3 IP多媒体子系统327

21.1.4 VoLGA327

21.1.5双无线设备328

21.1.6电路域回落328

21.2系统架构329

21.2.1 2G／3G电路交换域的架构329

21.2.2电路域回落架构330

21.3附接过程331

21.3.1联合EPS／IMSI附接过程331

21.3.2语音域偏好和UE使用设置332

21.4移动性管理333

21.4.1联合跟踪区域／位置区域更新过程333

21.4.2跟踪区域和位置区域的对齐333

21.4.3 UMTS或GSM的小区重选334

21.5呼叫建立335

21.5.1移动台使用RRC连接释放发起呼叫建立335

21.5.2移动台使用切换发起呼叫建立337

21.5.3电路交换域的信令消息338

21.5.4移动终止呼叫建立339

21.5.5返回LTE340

21.6基于SGs接口的SMS341

21.6.1系统架构341

21.6.2短信传送341

21.7电路域回落到cdma2000 1 xRTT342

21.8电路域回落的性能343

参考文献344

第22章VoLTE和IP多媒体子系统346

22.1引言346

22.1.1 IP多媒体子系统346

22.1.2 VoLTE347

22.1.3富通信服务348

22.2 IMS硬件架构348

22.2.1高层架构348

22.2.2呼叫会话控制功能349

22.2.3应用服务器349

22.2.4归属用户服务器350

22.2.5用户设备350

22.2.6与LTE的关系351

22.2.7边界控制功能352

22.2.8媒体网关功能352

22.2.9多媒体资源功能354

22.2.10安全架构354

22.2.11计费架构355

22.3信令协议355

22.3.1会话发起协议355

22.3.2会话描述协议356

22.3.3其他的信令协议356

22.4 IMS中的服务提供357

22.4.1服务配置文件357

22.4.2媒体特征标签358

22.4.3 IMS多媒体电话服务358

22.5 VoLTE注册过程359

22.5.1引言359

22.5.2 LTE过程360

22.5.3 REGISTER请求的内容360

22.5.4 IMS注册过程361

22.5.5 SIP请求和响应路由363

22.5.6第三方注册与应用服务器363

22.5.7网络发起注销364

22.6呼叫建立和释放365

22.6.1 INVITE请求的内容365

22.6.2初始INVITE请求和响应366

22.6.3接受初始INVITE370

22.6.4建立对电路交换网络的呼叫370

22.6.5呼叫释放371

22.7接入域选择371

22.7.1移动台始发呼叫371

22.7.2移动台终止呼叫372

22.8单一无线语音呼叫连续性373

22.8.1引言373

22.8.2 SRVCC架构373

22.8.3附接、注册和呼叫建立过程374

22.8.4切换准备375

22.8.5更新远程支路376

22.8.6释放源支路376

22.8.7切换执行和完成377

22.8.8 SRVCC的演进379

22.9 IMS集中服务379

22.10 IMS紧急呼叫380

22.10.1紧急呼叫架构380

22.10.2紧急呼叫建立过程381

22.11 IMS SMS消息发送383

22.11.1 SMS架构383

22.11.2接入域选择384

参考文献384

第23章LTE和LTE-A的性能388

23.1 LTE和LTE-A的峰值数据速率388

23.1.1提高峰值数据速率388

23.1.2峰值数据速率限制390

23.2 LTE小区的覆盖范围390

23.2.1上行链路预算390

23.2.2下行链路预算394

23.2.3传播模型395

23.2.4覆盖估计395

23.3 LTE小区的容量397

23.3.1容量估计397

23.3.2小区容量仿真397

23.4 IP语音系统性能399

23.4.1 AMR编解码器模式399

23.4.2空中接口的AMR帧传输400

23.4.3固网的AMR帧传输402

参考文献402