从LTE到5G移动通信系统技术原理及其LABVIEW实现PDF电子书下载

第1章 移动通信技术概述 1

1.1 移动通信发展历程 1

1.2 演进分组系统概述 4

1.2.1 网络结构演进 4

1.2.2 LTE技术指标 5

1.2.3 LTE关键技术 6

1.2.4 LTE-Advanced 7

1.3 第五代移动通信技术 10

1.3.1 5G总体愿景 10

1.3.2 5G的应用场景和技术需求 10

1.3.3 5G的标准化进展 11

1.3.4 5G新空口 12

1.4 基于USRP的移动通信技术研发 15

1.5 本书内容安排 16

第2章 LTE网络体系架构 17

2.1 网络体系架构 17

2.1.1 基本概念 17

2.1.2 EPS体系架构 18

2.1.3 EPS的特点 19

2.2 网络接口 20

2.2.1 S1接口 21

2.2.2 S1的灵活组网 24

2.2.3 X2接口 25

2.3 用户平面和控制平面 25

2.3.1 用户平面结构 25

2.3.2 控制平面结构 29

2.4 无线接口协议 29

2.4.1 协议的分层结构 29

2.4.2 无线信道 30

2.4.3 物理层 34

2.4.4 MAC 35

2.4.5 RLC 36

2.4.6 RRC 37

2.4.7 PDCP 38

2.4.8 NAS协议 41

2.5 本章小结 43

第3章 LTE关键技术 44

3.1 OFDM技术 44

3.1.1 OFDM基本原理 45

3.1.2 OFDM的IFFT实现 46

3.1.3 OFDM系统的抗多径原理 47

3.1.4 OFDM系统中的信道估计技术 48

3.2 MIMO技术 52

3.2.1 空时分组码 53

3.2.2 MIMO空间复用技术 56

3.2.3 MIMO预编码技术 60

3.2.4 虚拟MIMO 66

3.3 自适应编码调制 67

3.4 HARQ 70

3.5 本章小结 72

第4章 LTE技术规范 73

4.1 工作频带及带宽 73

4.1.1 LTE频带划分 73

4.1.2 LTE带宽分配 75

4.2 帧结构和资源块 76

4.2.1 帧结构 76

4.2.2 资源块及其映射 80

4.3 上行传输过程 84

4.3.1 上行信道编码 84

4.3.2 PUSCH传输过程 88

4.3.3 PUCCH传输过程 92

4.3.4 上行参考信号 98

4.3.5 SC-FDMA生成 100

4.3.6 上行调度与链路自适应 102

4.3.7 随机接入过程 103

4.4 下行传输过程 113

4.4.1 物理下行传输一般过程 113

4.4.2 PDSCH传输过程 113

4.4.3 PDCCH传输过程 119

4.4.4 PCFICH及PHICH传输过程 122

4.4.5 下行参考信号 123

4.4.6 OFDM信号产生 124

4.4.7 下行资源调度及链路自适应 125

4.4.8 限制小区间干扰的方法 127

4.5 eMBMS 128

4.6 本章小结 130

第5章 LTE-A技术增强 131

5.1 LTE中的载波聚合技术 131

5.1.1 载波聚合技术的引入 131

5.1.2 载波聚合的分类 132

5.1.3 载波聚合实现方式 134

5.1.4 控制信道设计 134

5.1.5 载波聚合的聚合方式 136

5.1.6 载波聚合中的随机接入过程 136

5.1.7 载波聚合中的资源管理 139

5.2 LTE-A中的中继技术 142

5.2.1 中继的原理及特点 142

5.2.2 中继分类 143

5.2.3 3GPP中继系统框架 144

5.2.4 中继双工方式 147

5.3 LTE-A中的多点协作技术 150

5.3.1 多点协作基本概念 150

5.3.2 多点协作分类 151

5.3.3 多点协作传输方案 153

5.4 本章小结 155

第6章 5G移动通信网络架构 156

6.1 5G应用场景及技术指标 156

6.1.1 5G应用场景 156

6.1.2 基于服务的网络架构 157

6.1.3 关键性能指标 158

6.1.4 5G的频谱规划 159

6.2 SDN和NFV 159

6.2.1 采用SDN和NFV技术的原因 160

6.2.2 SDN技术及其在5G的应用 160

6.2.3 NFV编排和功能分拆 162

6.2.4 5G网络的部署 165

6.2.5 LTE与5G新空口的协作 168

6.3 网络架构标准进展及选项 170

6.3.1 NSA与SA 170

6.3.2 网络架构及选项 172

6.3.3 5G架构演进方案 177

6.4 网络切片 178

6.5 本章小结 180

第7章 5G物理层技术规范 181

7.1 5G NR物理层规范概述 181

7.2 帧结构和物理资源 182

7.2.1 参数集 182

7.2.2 帧结构 182

7.2.3 物理资源 183

7.3 整体架构和信号生成 185

7.3.1 调制映射 185

7.3.2 序列生成 185

7.3.3 OFDM基带信号生成 186

7.3.4 调制和上变频 187

7.4 信道编码及在5G中的应用 187

7.4.1 不同信道编码方式 187

7.4.2 LDPC码及其应用 188

7.4.3 极化码及其应用 195

7.5 本章小结 204

第8章 5G无线传输新技术 205

8.1 5G无线传输新技术概述 205

8.2 大规模MIMO技术 207

8.2.1 大规模MIMO概述 207

8.2.2 大规模MIMO关键技术 208

8.2.3 大规模MIMO的预编码技术 209

8.3 毫米波无线通信技术 211

8.3.1 毫米波通信概述 211

8.3.2 单用户混合波束成形 212

8.3.3 多用户混合波束成形 213

8.4 GFDM原理及性能分析 217

8.4.1 GFDM与OFDM的比较 217

8.4.2 GFDM基本原理 218

8.4.3 脉冲成形滤波器及性能 220

8.4.4 编码GFDM 221

8.5 同时同频全双工技术 223

8.5.1 灵活双工概述 223

8.5.2 全双工系统干扰分析 224

8.5.3 全双工系统中的自干扰消除技术 225

8.6 本章小结 228

第9章 软件无线电平台简介 229

9.1 什么是软件无线电 229

9.1.1 软件无线电的定义和特点 229

9.1.2 软件无线电的发展历程 230

9.1.3 软件无线电基本架构 232

9.1.4 NI软件无线电基本架构 233

9.2 LabVIEW Communications简介 234

9.2.1 什么是LabVIEW Communications 234

9.2.2 LabVIEW Communications的功能及特点 235

9.3 NI USRP-RIO简介 239

9.3.1 什么是NI USRP-RIO 239

9.3.2 NI USRP-RIO的功能及特点 239

9.4 构建软件无线电平台 241

9.5 本章小结 243

第10章 LabVIEW Communications编程基础 244

10.1 LabVIEW Communications导航 244

10.1.1 LabVIEW Editor简介 244

10.1.2 LabVIEW Communications中的FPGA设计流程 249

10.2 LabVIEW Communications编程基础 252

10.2.1 VI的组成 252

10.2.2 VI的前面板 253

10.2.3 VI的程序框图 256

10.2.4 基于文本的设计语言支持 258

10.2.5 程序结构 259

10.2.6 VI的调试 270

10.3 本章小结 273

第11章 快速构建实时无线系统实例 274

11.1 从LabVIEW Communications开始 274

11.1.1 MathScript节点：简单的正弦波 274

11.1.2 使用捕捉到的数据 276

11.2 实现一个FM收音机 276

11.3 算法设计和测试 280

11.3.1 使用多速率图标创建一个OFDM调制器 280

11.3.2 显示和配置采样计数 284

11.3.3 使用图表探针 286

11.3.4 测试OFDM算法 286

11.4 定点转换 288

11.4.1 复制层次结构 288

11.4.2 分析复制的层次结构 289

11.4.3 将数据类型转换为定点数据 290

11.4.4 微调定点设计 290

11.5 将应用程序部署到FPGA上 291

11.5.1 NI USRP数据流项目范例 291

11.5.2 利用SystemDesigner创建一个新的FIFO 293

11.5.3 修改Streaming Xcvr FPGA程序 295

11.5.4 编译FPGA生成规范 298

11.6 本章小结 300

第12章 LTE数据链路的软件无线电实现 301

12.1 LTE数据链路的软件无线电实现概要设计 301

12.1.1 LTE数据链路中需要实现的关键特性 301

12.1.2 如何完成LTE数据链路的软件无线电实现 304

12.2 FPGA实现概述 306

12.2.1 下行链路发射机（基站发送） 306

12.2.2 上行链路发射机（用户发送） 308

12.2.3 上行链路接收机（基站接收） 308

12.2.4 FPGA时钟考虑 309

12.3 上位机实现概述 309

12.3.1 上位机初始化 311

12.3.2 配置RX/TX基带和RF 311

12.3.3 同步和自动增益控制（AGC） 311

12.3.4 更新图表和指标 311

12.3.5 计算吞吐量和误块率 311

12.3.6 DL和UL的子帧配置参数 312

12.3.7 接收UDP数据／生成反馈 313

12.3.8 发送UDP数据／接收反馈 313

12.3.9 多个eNodeB场景的定时调整 313

12.3.10 DL和eNodeB时序调整 314

12.3.11 UE定时调整 314

12.4 基于LTE数据链路应用程序框架构建软件无线电应用 314

12.5 本章小结 316

第13章 MIMO数据链路的软件无线电实现 317

13.1 MIMO数据链路的软件无线电实现概要设计 317

13.1.1 MIMO数据链路中需要实现的关键特性 318

13.1.2 如何完成MIMO数据链路的软件无线电实现 319

13.2 大规模MIMO基站实现概述 321

13.2.1 基站端定时和同步 322

13.2.2 大规模MIMO基站软件架构图 322

13.3 大规模MIMO用户端实现概述 324

13.4 大规模MIMO应用案例 324

13.5 基于MIMO数据链路应用程序框架构建软件无线电应用 325

13.6 本章小结 327

第14章 移动通信新技术的软件无线电实现 328

14.1 5G NR毫米波原型系统 328

14.1.1 NI毫米波收发系统框架介绍 328

14.1.2 NI毫米波收发原型系统介绍 329

14.1.3 5G NR毫米波系统运行结果 334

14.1.4 NI毫米波系统扩展应用 335

14.2 新型物理层研究 336

14.2.1 基于GFDM的物理层系统框架介绍 337

14.2.2 GFDM原型系统介绍 338

14.2.3 GFDM原型系统运行结果 338

14.3 5G网络层和物理层联合研究 340

14.3.1 5G网络层与物理层联合研究系统框架介绍 341

14.3.2 5G网络层和物理层联合原型系统介绍 342

14.3.3 5G网络层和物理层联合原型系统运行结果 343

14.4 本章小结 344

缩略词表 345

参考文献 351