基于射频工程的UMTS空中接口设计与网络运行PDF电子书下载

第1章　UMTS概述 1

1.1 什么是UMTS 1

1.2 WCDMA的演进 2

1.3　UMTS业务 3

1.4 UMTS网络 3

1.4.1　核心网 4

1.4.2 UTRAN 4

1.4.3　用户设备 5

1.5 UMTS频段和信道排列 6

1.5.1　频段 6

1.5.2 UTRA/FDD发射与接收频率区间 6

1.5.3　信道排列 7

1.5.4　载波频率 7

1.5.5　UARFCN 7

1.6　本书内容结构 8

参考文献 9

第2章　UMTS基础 10

2.1　UMTS网络拓扑 10

2.2　UMTS信令协议栈 11

2.2.1　电路交换控制平面协议栈 12

2.2.2　分组交换控制平面协议栈 12

2.2.3　电路交换用户平面协议栈 13

2.2.4　分组交换用户平面协议栈 13

2.3　接入层数据流 14

2.3.1　RRC功能 14

2.3.2　RLC功能 14

2.3.3　MAC功能 14

2.3.4　物理层功能 14

2.4 UMTS信道 15

2.5 信道映射 16

2.5.1　BCCH信道映射 17

2.5.2　PCCH信道映射 17

2.5.3 空闲模式下CCCH信道与RACH/FACH公共信道的映射 18

2.5.4　连接模式下DCCH和DTCH信道与RACH/FACH公共信道的映射 18

2.5.5　专用信道的信道映射 19

2.5.6 CPCH、DSCH和HS-DSCH的信道映射 20

2.6 协议状态 21

2.6.1　空闲模式 22

2.6.2　连接模式 23

2.7　UE和用户标识符 26

2.7.1　国际移动用户标识 26

2.7.2　临时移动用户标识 27

2.7.3　无线网络临时标识 27

2.7.4　国际移动站设备标识 27

2.8　系统帧结构 28

2.8.1　系统帧编号 28

2.8.2　连接帧编号 28

2.9 小结 29

参考文献 30

第3章　3GPP与UMTS标准概览 31

3.1　技术规范组 31

3.1.1　业务与系统小组 32

3.1.2　核心网与终端小组 32

3.1.3　GSM/EDGE无线接入网小组 32

3.1.4　无线接入网小组 32

3.2　3GPP规范版本 32

3.3 3GPP规范编号 33

3.4 3GPP规范系列 33

3.5 小结 34

参考文献 34

第4章　无线资源控制 35

4.1 RRC消息规范 35

4.2 系统消息 37

4.2.1　系统信息块 37

4.2.2　系统信息块分段与组合 42

4.2.3　系统信息消息示例 43

4.2.4　系统信息块的内容 44

4.3　寻呼与公告 50

4.3.1　寻呼类型1 51

4.3.2　寻呼类型2 53

4.4 RRC连接管理 53

4.4.1　RRC连接请求 54

4.4.2　RRC连接建立 54

4.4.3　RRC连接建立完成 56

4.4.4　RRC连接释放 57

4.5 加密和完整性保护控制 58

4.6　无线承载控制 59

4.6.1　无线承载建立 59

4.6.2　无线承载重新配置 60

4.6.3　无线承载释放 60

4.7 UE移动性的RRC管理 60

4.7.1　蜂窝重选 61

4.7.2　蜂窝更新与URA更新流程 61

4.7.3　动态集更新流程 62

4.7.4　RAT间移动性 63

4.8　测量与报告 64

4.8.1　测量控制消息 64

4.8.2　质量测量 65

4.8.3　UE内部测量 65

4.9　NAS消息路由 66

4.10 小结 66

参考文献 68

第5章　无线链路控制层 69

5.1 L2基础 69

5.2 RLC层功能 70

5.3 RLC层实体 71

5.4　RLC层数据传输模式 72

5.4.1 RLC透明模式 72

5.4.2　RLC未确认模式 73

5.4.3　RLC确认模式 76

5.5 RLC层加密 79

5.6 RLC层可配置参数 80

5.7 小结 82

参考文献 82

第6章　MAC层 83

6.1 MAC层结构 83

6.2　逻辑信道到传输信道的映射 84

6.3 MAC帧头 84

6.3.1　专用逻辑信道的MAC帧头 86

6.3.2　公共传输信道的MAC帧头 87

6.4　传输格式合并选择 89

6.5 流量测量 89

6.6 MAC层加密 90

6.7 MAC RACH功能 90

6.7.1 MACRACH流程 91

6.7.2　接入类别和接入业务类别 92

6.7.3　延迟检查 92

6.8 MAC层可配置参数 93

6.9 小结 94

参考文献 95

第7章　物理层 96

7.1 正交扩频编码 97

7.1.1　正交序列 98

7.1.2　扩频与解扩 99

7.2 扰码 102

7.2.1　最长伪随机二进制序列 102

7.2.2　Gold码 102

7.2.3　扰码的生成 102

7.3 同步码 103

7.4 物理层同步 104

7.5　下行链路工作流程 104

7.5.1　传输信道数据发送到物理信道 105

7.5.2　CRC附着 108

7.5.3　传输块级联及代码块分割 109

7.5.4　信道编码 110

7.5.5　速率匹配 111

7.5.6　首次DTX插入 112

7.5.7　首次交叉和无线帧分割 113

7.5.8　传输信道复用和第2次DTX插入 114

7.5.9　第2次交叉 115

7.5.10　映射到物理信道 115

7.5.11　扩频与扰码 116

7.5.12　调制 117

7.6 上行链路工作流程 118

7.6.1　无线帧均衡化 119

7.6.2　速度匹配 119

7.6.3　映射到物理信道 119

7.6.4　扩频与扰码 119

7.7 物理信道结构和信道时域结构 120

7.7.1 PCCPCH信道 121

7.7.2　SCCPCH信道 122

7.7.3　SCH信道 123

7.7.4　CPICH信道 127

7.7.5　PICH信道 128

7.7.6　AICH信道 129

7.7.7　PRACH信道 130

7.7.8　下行DPCH信道 133

7.7.9　上行DPCH信道 134

7.7.10　物理信道时间结构 136

7.8 物理层工作流程 137

7.8.1　初始捕获流程 137

7.8.2　物理随机接入流程 138

7.8.3　寻呼流程 140

7.8.4　DPDCH/DPCCH同步 141

7.8.5　无线链路建立和无线链路故障 142

7.8.6　测量 144

7.9 小结 148

参考文献 150

第8章　蜂窝重选 152

8.1　蜂窝重选类型 152

8.2　蜂窝重选基础 153

8.2.1　蜂窝重选标准 154

8.2.2　蜂窝重选分级过程 155

8.2.3　频间蜂窝重选 157

8.2.4　RAT间蜂窝重选 157

8.3 小结 158

参考文献 159

第9章　切换 160

9.1 UE测量与报告 160

9.1.1　切换过程中的UE测量 161

9.2　蜂窝单元的分类 162

9.3 软切换和更软切换 163

9.3.1　呼叫建立过程中的软切换和更软切换 163

9.3.2　Cell_DCH状态中的软切换和更软切换 164

9.4 频间切换 170

9.4.1　虚拟动态集 171

9.4.2　频间切换流程 171

9.4.3　频间报告事件 171

9.5 RAT间切换 175

9.5.1　RAT间切换触发事件 175

9.6 压缩模式 176

9.6.1　压缩模式要点 177

9.6.2　传输间隔模式序列 178

9.6.3　传输间隔模式 179

9.7 小结 181

参考文献 184

第10章　功率控制 185

10.1 下行专用信道的功率控制 186

10.1.1　开环功率控制 186

10.1.2　闭环功率控制 187

10.2 下行公共信道的功率控制 193

10.2.1　公共导频信道和同步信道的功率等级 194

10.2.2　主公共信道控制物理信道的功率等级 194

10.2.3　次公共信道控制物理信道的功率等级 194

10.2.4　寻呼指示信道和捕获指示信道的功率等级 195

10.3 上行专用信道的功率控制 196

10.3.1　上行专用信道的初始发射功率 196

10.3.2　上行专用信道的外环功率控制 197

10.3.3　上行专用信道的内环功率控制 199

10.4 上行公共信道的功率控制 204

10.4.1　初始前导功率 204

10.4.2　连续前导功率 205

10.4.3　RACH消息部分功率 205

10.5 压缩模式中的功率控制 206

10.5.1　压缩模式中的下行功率控制 206

10.5.2　压缩模式中的上行功率控制 207

10.6 小结 209

参考文献 210

第11章　HSDPA概述 212

11.1 HSDPA的关键特征 212

11.1.1 自适应调制与编码 213

11.1.2　传输时间间隔 215

11.1.3　调度 215

11.1.4　重发 216

11.1.5　分组传输过程的编码分配和编码复用 217

11.1.6　功率分配 218

11.1.7　无下行软切换 219

11.1.8　HSDPA技术中的UE容量 219

11.2 HSDPA信道 220

11.2.1 HS-DSCH信道 220

11.2.2 HS-PDSCH信道 221

11.2.3 HS-SCCH信道 221

11.2.4 HS-DPCCH信道 223

11.3 HSDPA物理层工作流程 224

11.4 HSDPA相关参数 225

11.4.1　蜂窝单元参数 225

11.4.2　UE参数 226

11.4.3　固定参数 228

11.5 HSDPA部署原则 228

11.5.1　部署策略 229

11.5.2　部署方案选择 229

11.5.3　用户移动性 229

11.5.4　对Release 99版本HSDPA网络的影响 229

11.6 小结 230

参考文献 232

第12章　WCDMA射频网络规划 233

12.1　容量及覆盖 233

12.2　上行链路分析 234

12.2.1 比特速率 234

12.2.2　流量负载 234

12.2.3　处理过程增益 234

12.2.4　Eb/Io要求 235

12.2.5　传输环境 235

12.2.6　Node B接收端噪声系数 235

12.2.7　接收端灵敏度、极值容量及负载 235

12.2.8　由干扰产生的噪声冲激 237

12.2.9　天线增益、供电线路损耗及人体损耗 238

12.2.10　阴影衰减、覆盖率及阴影衰减容限 239

12.2.11　快衰落容限 241

12.2.12　软切换增益 241

12.2.13　UE发射功率 242

12.2.14　穿透损耗 242

12.2.15　上行链路预算 242

12.3　传输模型 244

12.3.1　Okumura模型 244

12.3.2　Hata模型 245

12.3.3　COST 231-Hata模型 245

12.3.4　Lee模型 246

12.4　下行链路分析 246

12.5　开销信道功率分配 247

12.6 扰码规划 248

12.6.1　扰码规划示例 249

12.7 基站天线 250

12.7.1　天线增益及波束宽度 250

12.7.2　天线下行倾斜度 250

12.7.3　旁瓣压缩及空白填充 251

12.7.4　双极天线 251

12.7.5　电压驻波比及前后增益比 252

12.7.6　天线的机械性能规范 252

12.8　WCDMA射频规划流程 252

12.9　小结 253

参考文献 255

第13章　WCDMA射频网络优化 256

13.1　射频优化概述 256

13.2　射频优化中的要点 257

13.2.1　蜂窝单元的“呼吸” 257

13.2.2　导频污染 257

13.2.3　远近效应 258

13.2.4　拐角效应 258

13.2.5　切换效应 259

13.2.6　不完整相邻蜂窝单元列表 259

13.3　预优化准备 259

13.3.1　硬件检查 259

13.3.2　天线勘察 259

13.4　基于驱动测试的射频优化 260

13.4.1　射频优化规划 260

13.4.2　扇区核查 261

13.4.3　簇优化 262

13.4.4　系统核查 264

13.4.5　射频优化工具 265

13.4.6　WCDMA系统性能测量机制 265

13.5　基于流量统计的射频优化 267

13.5.1　流量统计数据收集与处理 267

13.5.2　WCDMA网络的关键流量统计参数 268

13.6 小结 268

第14章　WCDMA网络中的转发器和塔顶放大器应用 270

14.1 转发器工程指标 271

14.1.1　转发器覆盖目标 271

14.1.2　基站降敏效应 271

14.1.3　转发器噪声指数冲激 272

14.1.4　发射链路特性 273

14.1.5　导频区分 273

14.1.6　天线隔离与增益设定 273

14.1.7　切换要点 273

14.1.8　发射蜂窝单元流量过载 274

14.1.9　转发器放大的窄带干扰 274

14.2 WCDMA网络中与转发器的相关主要问题 274

14.2.1　转发器覆盖区域中禁止发起呼叫 274

14.2.2　转发器覆盖区域中的高呼叫丢失率 275

14.2.3　转发器覆盖区域中的高移动终端发射功率 275

14.2.4　转发器覆盖区域小于期望值 275

14.2.5　转发器覆盖区域中频繁的切换 275

14.2.6　无法与其他蜂窝单元进行切换 276

14.2.7　转发器覆盖区域中接入时间过长 276

14.2.8　发射蜂窝单元的覆盖区域缩减 276

14.2.9　发射蜂窝单元覆盖区域中的高呼叫丢失率和高移动终端发射功率 276

14.2.10　导频污染 277

14.3 转发器部署指导原则 277

14.3.1　选择转发器的位置 277

14.3.2　转发器的安装 277

14.3.3　转发器安装之后的常用调整措施 278

14.4　塔顶放大器 278

14.4.1　基站噪声指数和链路预算的改善 278

14.4.2　TMA的应用 279

14.5 小结 279

第15章 系统间干扰 281

15.1 相邻信道性能 281

15.1.1　相邻信道干扰功率比 281

15.1.2　相邻信道泄漏功率比 281

15.1.3　相邻信道选择性 282

15.1.4 ACIR、ACLR和ACS之间的关系 283

15.2 UMTS和CDMA2000之间的干扰 284

15.3 UMTS和PHS之间的干扰 286

15.3.1　PHS基站发射端和UMTS基站接收端之间的干扰分析 287

15.3.2　UMTS和PHS之间干扰的仿真 290

15.4 UMTS和GSM之间的干扰 291

15.4.1　欺骗性发射的隔离要求 291

15.4.2　三阶互调的隔离要求 291

15.4.3　载频过载时的隔离要求 292

15.4.4　整体隔离要求 292

15.5 小结 292

参考文献 293

第16章 WCDMA和CDMA2000之间的比较 294

16.1 WCDMA和CDMA2000之间的相似点 294

16.1.1　物理层概念 294

16.1.2　物理层工作流程 294

16.1.3　信道化及扩频概念 294

16.1.4　功率控制 295

16.1.5　具有相似功能的物理信道 295

16.1.6　相似功能的不同专业术语 295

16.2 WCDMA和CDMA2000之间的区别 296

16.2.1　网络同步 296

16.2.2　射频特性 296

16.2.3　信道结构 296

16.2.4　开销 297

16.2.5　寻呼操作 297

16.2.6　频间硬切换和RAT间硬切换 297

16.3 小结 297

附录　英文缩略语对照表 299