WCDMA关键技术详解PDF电子书下载

第1章 引言 1

1.1 移动通信发展历史 1

1.2 3G的发展历史 3

1.3 移动通信基础 5

1.3.1 FDMA、TDMA和CDMA 6

1.3.2 FDD与TDD 7

1.4 2G系统向3G系统的演进 8

1.5 CDMA及其关键技术 12

1.5.1 CDMA概念 12

1.5.2 直接序列扩频技术 13

1.5.3 CDMA关键技术简介 15

1.6 3GPP的标准化工作 17

1.7 3G频谱划分 20

第2章 WCDMA系统结构 21

2.1 WCDMA业务和业务模型 21

2.1.1 电信业务和附加业务 23

2.1.2 WCDMA的承载业务 24

2.1.3 QoS分类 25

2.2 WCDMA系统网络模型 27

2.2.1 移动通信网的一般体系结构 28

2.2.2 空中接口的三层分层结构 29

2.2.3 WCDMA的R99版本网络结构 30

2.2.4 WCDMA的R4版本网络结构 35

2.2.5 WCDMA的R5版本网络结构 39

2.2.6 智能网的体系结构 42

2.2.7 IMS中的业务体系结构 43

2.2.8 OSA的简要介绍 44

2.3 用户标识以及网络的区域划分 45

2.3.1 网络标识 45

2.3.2 WCDMA中移动用户的标识 47

2.4 移动性管理 50

2.5 UE被叫信令流程 52

第3章 UTRAN中的传输技术 54

3.1 ATM技术在WCDMA中的应用 54

3.2 ATM层简介 55

3.2.1 ATM协议的参考模型 57

3.2.2 ATM反向复用——IMA 58

3.2.3 ATM信元结构 59

3.2.4 ATM交换 61

3.3 ATM适配层简介 62

3.3.1 AAL的功能 62

3.3.2 AAL服务的分类 63

3.3.3 AAL层的分层模型 65

3.3.4 AAL1简介 66

3.3.5 AAL3/4 69

3.3.6 AAL5 70

3.3.7 SAAL 71

3.3.8 AAL2 74

3.3.9 AAL2层的复用机制 76

第4章 WCDMA的空中接口 79

4.1 空中接口结构概述 79

4.2 空中接口的分层结构 80

4.3 无线资源控制层（RRC） 82

4.3.1 RRC连接 83

4.3.2 RAB、SRB、RB以及逻辑信道 83

4.3.3 RRC在呼叫过程中的应用 83

4.3.4 RRC层的参考模型 84

4.3.5 RRC状态和状态转移 86

4.4 空中接口的RLC层 88

4.4.1 RLC层概述 88

4.4.2 RLC服务模型 91

4.4.3 RLC PDU数据报文类型与结构 93

4.4.4 RLC有回应模式的重传示例 99

4.5 MAC层简介 99

4.5.1 MAC实体 101

4.5.2 MAC PDU的数据结构 104

4.6 空中接口信道类型及其映射关系 106

4.6.1 无线接入承载 107

4.6.2 无线承载 108

4.6.3 逻辑信道 109

4.6.4 传输信道 110

4.6.5 物理信道 113

4.6.6 各层信道在实际网络中的实现 114

4.6.7 信道映射 116

4.6.8 各个物理信道的时序关系 118

第5章 物理层的功能 121

5.1 WCDMA中上行和下行无线链路的结构 121

5.2 数据由MAC层到物理层的发送和接收 123

5.3 上行物理信道和下行物理信道 126

5.3.1 上行传输信道和物理信道 126

5.3.2 下行传输信道和物理信道 127

5.3.3 TFI和TFCI 128

5.4 传输信道到物理信道的映射以及物理层中的数据处理过程 128

5.4.1 CRC的添加 130

5.4.2 传输块的级联和码块分段 130

5.4.3 信道编码 131

5.4.4 无线帧的尺寸均衡 132

5.4.5 第一次交织 132

5.4.6 速率匹配 132

5.4.7 传输信道的复用和DTX指示位的插入 134

5.4.8 物理信道的分段和第二次交织 135

5.4.9 传输信道、CCTrCH、物理信道之间的映射 136

5.5 TFCI在空中接口使用 136

5.5.1 AMR语音编码的结构 138

5.5.2 AMR语音业务中TFCI的使用 139

5.6 扩频和调制 141

5.6.1 信道码的产生 142

5.6.2 上行扰码 143

5.6.3 下行扰码 145

5.6.4 上行专用物理信道的扩频 149

5.6.5 下行专用物理信道的扩频 152

5.7 物理信道的结构 153

5.7.1 上行物理信道结构 154

5.7.2 下行物理信道结构 156

5.8 传输信道到物理信道映射的实例 162

第6章 WCDMA接入网结构与信令 167

6.1 接口协议分层设计原理 167

6.2 WCDMA接入网概述 170

6.2.1 空中接口和Iub、Iur的关系 172

6.2.2 UTRAN接口协议设计的基本原则 173

6.3 Iu接口 175

6.3.1 Iu接口协议栈 176

6.3.2 SCCP在Iu接口的使用 178

6.3.3 RANAP过程 179

6.3.4 NAS信令在Iu接口的传输 179

6.3.5 Iu接口上呼叫资源的建立与释放 180

6.3.6 其他RANAP过程 182

6.4 Iub接口 183

6.4.1 Iub接口的协议栈概述 183

6.4.2 Iub接口上Node B的逻辑模型 184

6.4.3 Iub接口上的数据传输 185

6.4.4 NBAP的功能 186

6.4.5 Iub接口的公共资源配置过程 187

6.4.6 无线链路建立、删除、重配置过程 190

6.5 Iur接口 192

6.5.1 Iur接口功能概述 194

6.5.2 Iur接口信令传输过程 194

6.5.3 Iur接口的无线链路过程 195

6.5.4 其他RNSAP过程 196

6.6 Iur与Iub接口的用户面帧协议 196

6.7 WCDMA接口协议综述 198

6.7.1 CS域协议栈概述 199

6.7.2 CS域中网络资源的映射关系 201

6.7.3 PS域协议栈概述 203

6.7.4 PS域中网络资源的映射关系 205

第7章 UE在空闲模式下的动作 207

7.1 小区的系统信息广播 207

7.1.1 概述 207

7.1.2 主信息块 208

7.1.3 系统信息的调度 209

7.1.4 SIB消息内容简介 211

7.2 网络选择以及小区的选择和重选 223

7.2.1 PLMN选择 224

7.2.2 小区选择 225

7.2.3 小区选择／重选的“S准则” 227

7.2.4 小区重选 228

7.3 随机接入过程 241

7.3.1 与接入过程有关的资源 241

7.3.2 随机接入过程 245

7.3.3 PRACH与AICH的接入时隙时间偏移 247

7.3.4 PRACH的接入前导（Preamble）部分 249

7.3.5 AICH的回应机制 251

第8章 WCDMA中的同步技术 254

8.1 WCDMA系统同步概述 254

8.2 同步相关的重要概念 255

8.3 时隙同步和帧同步 257

8.3.1 UE开机时的小区搜索过程 257

8.3.2 相邻小区的小区搜索 259

8.4 节点同步 259

8.5 传输信道同步 262

8.6 空中接口同步 264

8.6.1 单条无线链路建立时的空中接口同步 266

8.6.2 同时建立多条无线链路时的空中接口同步 268

8.6.3 软切换时的空中接口同步过程 271

第9章 WCDMA系统的功率控制 274

9.1 功率控制的分类 274

9.2 下行公共物理信道的功率设定 276

9.3 UE接入过程中的发射功率 276

9.4 外环功率控制 279

9.5 内换功率控制 280

9.5.1 下行链路内环功率控制 281

9.5.2 上行链路内环功率控制 285

9.6 小区选择分集发射（SSDT） 292

9.7 发射分集技术 293

9.7.1 用于SCH的时间切换的发射分集 293

9.7.2 基于空时码的发射天线分集 294

9.7.3 闭环模式发射分集 295

第10章 切换和测量 297

10.1 切换 297

10.1.1 切换分类 298

10.1.2 切换过程 300

10.2 测量 301

10.2.1 测量目的 301

10.2.2 测量机制 302

10.2.3 UE如何获得测量控制信息 302

10.2.4 物理层测量模型 307

10.2.5 测量项目 308

10.3 软切换和同频测量 312

10.3.1 同频测量 312

10.3.2 同频测量的报告事件 314

10.3.3 改善同频（／异频／系统间）测量报告行为的可用机制 317

10.4 压缩模式 320

10.5 异频测量和硬切换 323

10.5.1 异频测量事件类型 324

10.5.2 异频测量和压缩模式 325

10.6 系统间切换和系统间测量 327

10.7 数据量测量和信道切换 330

10.8 其他测量 332

10.9 切换信令流程 332

10.9.1 更软切换流程 332

10.9.2 软切换流程 334

10.9.3 系统间硬切换信令流程 336

第11章 WCDMA系统的安全 339

11.1 WCDMA系统安全的体系结构 340

11.2 WCDMA网络接入安全简述 342

11.3 安全模式的建立过程 344

11.4 临时身份标识的使用 347

11.5 鉴权和键值协商（AKA）过程 349

11.5.1 鉴权过程简述 349

11.5.2 在用户归属网络中的鉴权过程 351

11.5.3 USIM中的鉴权过程 353

11.5.4 鉴权失败信令流程 354

11.5.5 漫游时的鉴权机制 354

11.6 信令完整性保护过程 355

11.7 信令和业务数据的加密 359

第12章 WCDMA呼叫流程 363

12.1 RRC连接的建立过程 363

12.2 AMR语音建立过程 376

12.2.1 AMR语音建立的信令流程 376

12.2.2 AMR语音呼叫建立后的空中接口资源 386

12.3 分组域呼叫流程 387

12.4 语音呼叫释放流程 393

12.5 WCDMA系统其他信令流程 395

第13章 分组数据业务在WCDMA中的实现 397

13.1 分组域网络结构和协议栈 397

13.2 通过分组域实现移动终端对IP网络的接入 399

13.2.1 透明接入方式 400

13.2.2 IP地址的获得和使用 401

13.2.3 使用PPP拨号接入 406

13.2.4 移动IP在WCDMA中的应用 407

13.2.5 分组域中用户IP数据报文的传输 409

13.3 分组域非接入层 412

13.3.1 GPRS移动性管理 412

13.3.2 分组移动性管理 412

13.3.3 会话管理 413

13.3.4 PDP上下文 414

13.4 PS域的移动性管理过程 421

13.4.1 附着过程 421

13.4.2 去附着过程 425

13.4.3 SRNS重定位过程 426

13.5 会话管理过程 430

第14章 HSDPA技术 433

14.1 DSCH在R99中的应用 433

14.1.1 DSCH时序 434

14.1.2 PDSCH信道结构 435

14.1.3 TFCI的用法 436

14.1.4 功率控制 437

14.1.5 UTRAN结构 438

14.2 R5版本对HSDPA的引入 440

14.3 HSDPA简介 440

14.3.1 扩频和复用技术 441

14.3.2 自适应编码调制技术 442

14.3.3 基于HARQ（HybridARQ）的物理层混合自动重传技术 443

14.3.4 快速数据调度机制 444

14.3.5 快速小区选择 445

14.4 HSDPA的信道结构 446

14.4.1 下行HS-SCCH结构 448

14.4.2 下行HS-DSCH 451

14.4.3 上行HS-DPCCH 457

14.4.4 HSDPA各个物理信道的定时关系 459

14.4.5 UE的HSDPA能力 461

14.5 HSDPA的UTRAN结构 462

第15章 SIP 466

15.1 SIP简介 466

15.1.1 SIP的协议栈结构 468

15.1.2 SIP使用的传输技术 469

15.1.3 SIP命名和地址 470

15.1.4 SIP网络结构 471

15.1.5 SIP消息 472

15.1.6 SDP简介 473

15.1.7 SIP请求 474

15.1.8 SIP响应 476

15.1.9 SIP头字段 477

15.2 SIP会话流程 481

15.2.1 注册过程 481

15.2.2 会话建立过程 483

15.2.3 重定向呼叫过程 485

15.2.4 SIP对即时通信的支持 486

第16章 IMS系统 489

16.1 3GPP中IMS标准工作 490

16.2 3GPP中IMS的网络结构 491

16.2.1 IMS业务控制模型——归属网络控制 491

16.2.2 IMS各个网络实体的功能 492

16.2.3 各个网络逻辑功能实体的功能及接口 502

16.3 IMS中的业务平台 503

16.3.1 IMS的业务模型 504

16.3.2 S-CSCF和业务平台之间的接口 505

16.3.3 IMS中的业务触发机制 507

16.4 IMS用户标识 510

16.4.1 私有用户标识 510

16.4.2 公共用户标识 511

16.4.3 不支持ISIM的终端的用户标识 512

16.4.4 私有用户标识与公共用户标识的关系 513

16.4.5 多个用户终端共用同一个用户标识 515

16.4.6 ISIM与UICC 515

16.5 IMS会话过程 516

16.6 IMS注册过程 516

16.6.1 IMS注册过程说明 518

16.6.2 UE注册消息流程 521

16.7 IMS的会话建立过程 528

16.7.1 IMS会话标识的使用 531

16.7.2 SIP消息在IMS中的路由 533

16.7.3 用于IMS会话中的SIP请求与响应 537

16.7.4 IMS会话的媒体协商与资源预留过程 539

第17章 移动通信的发展趋势 546

17.1 无线通信网络技术的发展趋势 546

17.2 移动终端产品的发展趋势 547

17.3 移动应用的未来发展趋势——移动互联网 548

缩略语 550

参考文献 557