LTE UMTS长期演进理论与实践PDF电子书下载

第1章 背景介绍 1

1.1 UMTS长期演进的背景 1

1.1.1历史背景 1

1.1.2移动无线电环境中的LTE技术 1

1.1.3 3GPP的标准化流程 4

1.2 LTE的需求和目标 5

1.2.1系统性能需求 6

1.2.2部署成本和互操作性 10

1.3 LTE关键技术 11

1.3.1多载波技术 11

1.3.2多天线技术 12

1.3.3分组交换无线接口 13

1.3.4用户设备能力 14

1.4从理论到实践 14

参考文献 15

第1部分 网络架构和协议 17

第2章 网络架构 17

2.1引言 17

2.2总体框架概述 17

2.2.1核心网 19

2.2.2接入网 20

2.2.3漫游架构 21

2.2.4与其他网络的互操作 22

2.3协议架构 22

2.3.1用户平面 22

2.3.2控制平面 23

2.4 QoS和EPS承载 23

2.5 E-UTRAN网络接口：S1接口 27

2.5.1 S 1协议结构 27

2.5.2 S 1接口初始化 28

2.5.3 S 1接口的上下文管理 29

2.5.4 S 1接口的承载管理 29

2.5.5通过S1接口的寻呼 29

2.5.6 S 1接口上的移动性 29

2.5.7 S 1接口上的负荷管理 31

2.6 E-UTRAN的网络接口：X2接口 32

2.6.1 X2接口的协议结构 32

2.6.2 X2接口的初始化 32

2.6.3 X2接口上的移动性 33

2.6.4 X2接口上的负载和干扰管理 35

2.6.5 X2接口上的UE历史信息 36

2.7小结 36

参考文献 36

第3章 控制平面协议 38

3.1引言 38

3.2无线资源控制（RRC）协议 39

3.2.1简介 39

3.2.2系统信息 40

3.2.3 LTE内的连接控制 42

3.2.4连接模式下RAT间的移动性 49

3.2.5测量 50

3.2.6其他RRC信令 52

3.3 PLMN和小区选择 53

3.3.1简介 53

3.3.2 PLMN选择 53

3.3.3小区选择 53

3.3.4小区重选 54

3.4寻呼 57

3.5小结 58

参考文献 58

第4章 用户平面协议 59

4.1引言 59

4.2分组数据汇聚协议 60

4.2.1功能和结构 60

4.2.2报头压缩 61

4.2.3安全性 62

4.2.4切换 63

4.2.5数据包丢弃 65

4.2.6 PDCP PDU格式 66

4.3无线链路控制（RLC）协议 67

4.3.1 RLC实体 67

4.3.2 RLC PDU格式 73

4.4媒体接入控制（MAC）协议 75

4.4.1 MAC结构 75

4.4.2 MAC功能 78

4.5小结 83

参考文献 83

第2部分 物理层下行链路 84

第5章 正交频分多址 84

5.1引言 84

5.2 OFDM 85

5.2.1正交复用原理 85

5.2.2峰均功率比和非线性灵敏度 91

5.2.3对载波频偏和时变信道的灵敏度 93

5.2.4定时偏移和循环前缀计算 95

5.3 OFDMA 98

5.3.1参数计算 98

5.3.2 LTE的物理层参数 99

5.4小结 101

参考文献 101

第6章 下行物理层设计简介 103

6.1引言 103

6.2传输资源结构 103

6.3信号结构 105

6.4下行链路操作简介 106

参考文献 107

第7章 同步和小区搜索 108

7.1引言 108

7.2 LTE同步序列和小区搜索 108

7.2.1 Zadoff-Chu序列 111

7.2.2主同步信号（PSS）序列 112

7.2.3辅同步信号（SSS）序列 115

7.2.4小区搜索性能 117

7.3相干与非相干检测 119

7.3.1相干检测 119

7.3.2非相干检测 120

参考文献 121

第8章 参考信号和信道估计 122

8.1参考信号和信道估计简介 122

8.2 LTE参考信号设计 123

8.2.1小区专用参考信号 123

8.2.2 UE专用参考信号 126

8.3参考信号辅助信道建模和估计 127

8.3.1时频域相关：WSSUS信道模型 127

8.3.2空间域相关：克罗内克（Kronecker）模型 129

8.4频域信道估计 130

8.4.1信道插值估计 130

8.4.2线性信道估计的通用方法 132

8.4.3性能比较 134

8.5时域信道估计 135

8.5.1有限和无限长度MMSE 135

8.5.2归一化最小均方估计 137

8.6空域信道估计 137

8.7先进技术 139

参考文献 139

第9章 下行链路物理数据和控制信道 142

9.1引言 142

9.2下行数据传输信道 142

9.2.1物理广播信道（PBCH） 142

9.2.2物理下行链路共享信道（PDSCH） 144

9.2.3物理多播信道（PMCH） 147

9.3下行链路控制信道 148

9.3.1控制信道设计需求 148

9.3.2控制信道结构和内容 149

9.3.3控制信道操作 155

9.3.4控制信道的调度过程 159

参考文献 159

第10章 信道编码和链路自适应 160

10.1引言 160

10.2链路自适应和反馈计算 161

10.3信道编码 165

10.3.1信道编码的理论分析 165

10.3.2 LTE数据信道的信道编码 174

10.3.3 LTE控制信道编码 182

10.4小结 183

参考文献 184

第11章 多天线技术 187

11.1多天线基本理论 187

11.1.1概述 187

11.1.2 MIMO信号模型 190

11.1.3单用户MIMO技术 190

11.1.4多用户技术 194

11.2 LTE的MIMO方案 197

11.2.1实践中的考虑 197

11.2.2单用户方案 198

11.2.3多用户方案 205

11.2.4物理层MIMO性能 212

11.3小结 216

参考文献 216

第12章 多用户调度和干扰协调 219

12.1引言 219

12.2资源分配策略的常规考虑 220

12.3调度算法 222

12.3.1遍历容量 222

12.3.2时延受限容量 224

12.3.3调度策略性能 224

12.4 LTE中资源调度的考虑 226

12.5干扰协调和频率复用 226

12.6小结 230

参考文献 230

第13章 无线资源管理 232

13.1引言 232

13.2 UE移动性行为概述 232

13.3小区搜索 233

13.3.1 LTE小区搜索 234

13.3.2 UMTS小区搜索 234

13.3.3 GSM小区搜索 235

13.4驻留在LTE中的测量 236

13.4.1 LTE测量 237

13.4.2 UMTS FDD测量 238

13.4.3 UMTS TDD测量 238

13.4.4 GSM测量 238

13.4.5 cdma2000测量 238

13.5 RRC IDLE状态下的LTE移动性——邻小区监视和小区重选 239

13.5.1基于优先级的小区重选 239

13.5.2空闲模式下的测量 240

13.6 RRC CONNECTED状态下的LTE移动性——切换 240

13.6.1监视间隔模式特征 240

13.6.2测量上报 243

13.6.3切换到LTE 243

13.6.4切换到UMTS 245

13.6.5切换到GSM 245

13.7小结 245

参考文献 246

第14章 广播模式操作 247

14.1引言 247

14.2广播模式 247

14.2.1广播和多播 247

14.2.2 UMTS R6版MBMS业务和传输系统 248

14.3 LTE中的MBMS 249

14.3.1 MBMS单频网 250

14.3.2 MBMS部署 252

14.3.3 MBMS架构和协议 255

14.4 UE的MBMS接收性能 258

14.4.1双接收机能力 258

14.4.2紧急业务支持 258

14.5移动广播模式的比较 258

14.5.1蜂窝网络传送 259

14.5.2广播网传送 259

14.5.3业务和应用 259

参考文献 260

第3部分 物理层上行链路 261

第15章 上行物理层设计 261

15.1引言 261

15.2 SC-FDMA原理 262

15.2.1 SC-FDMA传输原理 262

15.2.2时域信号生成 262

15.2.3频域信号生成 263

15.3 LTE中的SC-FDMA设计 265

15.3.1 LTE传输处理 265

15.3.2 SC-FDMA参数 266

15.3.3 SC-FDMA中的直流子载波 267

15.3.4脉冲成形 268

15.4小结 271

参考文献 271

第16章 上行链路参考信号 273

16.1引言 273

16.2参考信号序列生成 273

16.2.1基站基本参考信号和参考信号分组 275

16.2.2通过基序列循环时间移位获取正交参考信号 276

16.3序列组跳变及规划 277

16.3.1序列组跳变 277

16.3.2序列组规划 278

16.4循环移位跳变 279

16.5解调参考信号 280

16.6上行探测参考信号 282

16.6.1 SRS子帧的配置和位置 282

16.6.2 SRS传输间隔和周期 282

16.6.3 SRS符号结构 283

16.7小结 285

参考文献 285

第17章 上行物理信道结构 287

17.1引言 287

17.2上行共享数据信道结构 287

17.3上行控制信道设计 290

17.3.1物理上行控制信道结构 291

17.3.2 PUCCH上的信道质量指示器的传输 294

17.3.3 PUCCH上来自UE的CQI和HARQACK/NACK的复用 296

17.3.4 PUCCH上的HARQACK/NACK传输 297

17.3.5同一个PUCCH RB上CQI和HARQ ACK/NACK复用 303

17.3.6 PUCCH上的调度请求传输 304

17.4上行控制信令和UL-SCH数据共享信道的复用 305

17.5多天线技术 306

17.5.1闭环切换的天线分集 306

17.5.2多用户“虚拟”MIMO或SDMA 307

17.6小结 308

参考文献 308

第18章 上行容量和覆盖 310

18.1引言 310

18.2上行容量 311

18.2.1影响上行容量的因素 311

18.2.2 LTE上行容量评估 316

18.3 LTE上行覆盖和链路预算 318

18.4小结 321

参考文献 321

第19章 随机接入 323

19.1引言 323

19.2 LTE中随机接入的使用和需求 323

19.3随机接入过程 324

19.3.1基于竞争的随机接入过程 324

19.3.2无竞争随机接入过程 327

19.4物理随机接入信道设计 327

19.4.1 PRACH和PUSCH以及PUCCH的复用 327

19.4.2 PRACH结构 328

19.4.3前导序列原理和设计 334

19.5 PRACH实现 346

19.5.1 UE发射机 346

19.5.2 eNode B PRACH接收机 346

19.6 TDD模式的PRACH 351

19.7小结 352

参考文献 353

第20章 上行传输过程 354

20.1引言 354

20.2上行定时控制 354

20.2.1概述 354

20.2.2定时提前过程 355

20.3功率控制 357

20.3.1概述 357

20.3.2详细功控流程 358

20.3.3 UE功率余量上报 363

20.3.4上行功控策略小结 363

参考文献 363

第4部分 实际部署 365

第21章 无线传播环境 365

21.1引言 365

21.2 SISO和SIMO信道模型 366

21.2.1 ITU信道模型 367

21.2.2 3GPP信道模型 367

21.2.3扩展ITU信道模型 367

21.3 MIMO信道 369

21.3.1空间相关性的影响 369

21.3.2 SCM信道模型 371

21.3.3扩展SCM信道模型 373

21.3.4 WINNER信道模型 374

21.3.5 LTE评估模型 375

21.3.6 MIMO信道模型比较 378

21.3.7具有空间相关性的扩展ITU信道模型 379

21.4针对IMT-Advanced的ITU信道模型 380

21.5 MIMO信道模拟 381

21.5.1性能和一致性测试 381

21.5.2针对一致性测试的LTE信道模型 381

21.5.3信道仿真器需求 381

21.5.4MIMO一致性测试 382

21.6小结 383

参考文献 383

第22章 射频方面 385

22.1引言 385

22.2频带及其安排 386

22.3发射机RF要求 388

22.3.1期望发射的要求 388

22.3.2多余辐射要求 390

22.3.3功率放大器考虑 393

22.3.4发射机射频需求小结 397

22.4接收机射频需求 397

22.4.1接收机总体需求 397

22.4.2发射信号泄漏 398

22.4.3最大输入电平等级 399

22.4.4小信号需求 400

22.4.5选择性和阻塞性规范 403

22.4.6杂散辐射 408

22.4.7交调要求 409

22.4.8动态范围 411

22.4.9接收机要求小结 412

22.5射频损耗 412

22.5.1发射机RF损耗 413

22.5.2主要RF损耗模型 416

22.6小结 421

参考文献 421

第23章 成对和非成对频谱 423

23.1引言 423

23.2双工模式 423

23.3非成对频谱的干扰问题 425

23.3.1邻近信道干扰场景 426

23.3.2干扰场景小结 434

23.4半双工系统设计考虑 434

23.4.1发射/接收切换的调节 434

23.4.2异构系统共存 436

23.4.3 HARQ和控制信令 438

23.4.4半双工FDD（HD-FDD）物理层操作 439

23.5互易性 440

23.5.1互易性条件 441

23.5.2互易性应用 444

23.5.3互易性小结 447

参考文献 447

第5部分 结束语 449

第24章后LTE时代 449

缩略语 452