WCDMA技术与系统设计 第三代移动通信系统的无线接入 第3版PDF电子书下载

推荐序 1

前言 1

第1章 引言 1

1.1 第三代系统中的WCDMA 1

1.2 第三代系统的空中接口和频谱分配 1

译者序 1

目录 1

1.3 第三代系统的进程表 5

1.4 WCDMA与第二代空中接口的区别 5

1.5 核心网和业务 7

参考文献 9

第2章 UMTS业务和应用 10

2.1 引言 10

2.2 人际（PTP）电路交换业务 10

2.2.1 AMR话音业务 10

2.2.2 可视电话 13

2.3 人际（PTP）分组交换业务 15

2.3.1 图像和多媒体 15

2.3.2 蜂窝网上的“一键通”（Push-to-Talk over Cellular，PoC）业务 16

2.3.3 IP话音（Voice Over IP，VoIP） 17

2.3.4 多方游戏 18

2.4 内容到人（CTP）业务 19

2.4.1 网页浏览 19

2.4.2 音频和视频流 20

2.4.3 内容下载 21

2.4.4 多媒体广播组播业务（Multimedia Broadcast Multicast Service，MBMS） 21

2.5 商务连接 22

2.6 IP多媒体子系统（IMS） 25

2.7 QoS分化 25

2.8 业务传递的容量及成本 30

2.8.1 每用户容量 30

2.8.2 业务传递成本 31

2.9 各类终端的业务能力 32

2.10.1 位置业务 33

2.10 WCDMA的位置业务 33

2.10.2 基于小区覆盖的位置计算法 34

2.10.3 观测到达时间差（OTDOA）方法 34

2.10.4 GPS辅助法 36

参考文献 37

第3章 WCDMA导论 38

3.1 引言 38

3.2 WCDMA主要参数概括 38

3.3 扩频和解扩 39

3.4 多径无线信道和Rake接收 42

3.5 功率控制 45

3.6 更软切换和软切换 47

参考文献 49

第4章 WCDMA的产生背景及标准化 50

4.1 引言 50

4.2 欧洲的背景情况 50

4.2.1 宽带CDMA 51

4.2.2 宽带TDMA 51

4.2.3 宽带TDMA/CDMA 52

4.2.4 OFDMA 52

4.2.5 ODMA 52

4.2.6 ETSI的选择 53

4.3 日本的背景情况 53

4.4 韩国的背景情况 54

4.5 美国的背景情况 54

4.5.1 W-CDMA N/A 54

4.5.2 UWC-136 54

4.5.3 cdma2000 54

4.5.4 TR46.1 55

4.5.5 WP-CDMA 55

4.6 3GPP的建立 55

4.7 3GPP如何运作？ 56

4.8 3GPP2的建立 57

4.9 融合阶段 57

4.10 ITU中的IMT2000进程 58

4.11 3GPP Release 99发布版之后的工作 59

参考文献 60

5.1 系统结构 61

第5章 无线接入网体系结构 61

5.2 UTRAN结构 63

5.2.1 无线网络控制器 64

5.2.2 Node B（基站） 65

5.3 UTRAN地面接口的通用协议模型 65

5.3.1 概述 65

5.3.2 水平层 65

5.4 Iu，UTRAN-CN的接口 66

5.3.3 垂直平面 66

5.4.1 Iu CS的协议结构 67

5.4.2 Iu PS协议结构 68

5.4.3 RANAP 69

5.4.4 Iu用户平面 70

5.4.5 Iu BC的协议结构和SABP 70

5.5 UTRAN内部接口 71

5.5.1 RNC-RNC接口（Iur接口）和RNSAP信令 71

5.5.2 RNC-Node B接口和NBAP信令 73

5.6.1 UTRAN中的IP传输 75

5.6.2 Iu flex 75

5.6 UTRAN的改进和演化 75

5.6.3 独立SMLC和Iu PC接口 76

5.7 UMTS核心网结构和进化 76

5.6.4 GERAN和UTRAN之间跨网工作以及Iur-g接口 76

5.6.5 全IP RAN的概念 76

5.7.1 Release 99核心网的网元 77

5.7.2 Release 5核心网和IP多媒体子系统 77

参考文献 79

第6章 物理层 80

6.1 引言 80

6.2 传输信道及其到物理信道的映射 80

6.2.1 专用传输信道 81

6.2.2 公共传输信道 82

6.2.3 传输信道到物理信道的映射 83

6.2.4 传输信道的帧结构 84

6.3 扩频与调制 84

6.3.1 扰码 84

6.3.2 信道化码 84

6.3.3 上行链路扩频与调制 85

6.3.4 下行链路扩频与调制 88

6.3.5 发射机特性 90

6.4.1 上行链路专用信道 91

6.4 用户数据传输 91

6.4.2 上行链路复用 93

6.4.5 下行链路专用信道 95

6.4.4 上行链路公共分组信道 95

6.4.3 随机接入信道的用户数据传输 95

6.4.6 下行链路复用 97

6.4.8 用于数据传输的前向接入信道 99

6.4.7 下行链路共享信道 99

6.4.9 用户数据的信道编码 100

6.5.1 公共导频信道（CPICH） 101

6.4.10 TFCI信息的编码 101

6.5 信令 101

6.5.3 主公共控制物理信道（主CCPCH） 102

6.5.2 同步信道（SCH） 102

6.5.4 辅公共控制物理信道（辅CCPCH） 103

6.5.5 用于信令传送的随机接入信道（RACH） 104

6.5.6 捕获指示信道（AICH） 104

6.5.7 寻呼指示信道（PICH） 105

6.5.8 用于CPCH接入过程的物理信道 105

6.6 物理层过程 105

6.6.1 快速闭环功率控制过程 106

6.6.2 开环功率控制 106

6.6.3 寻呼过程 107

6.6.4 RACH过程 107

6.6.5 CPCH工作 108

6.6.6 小区搜索过程 109

6.6.8 切换测量过程 110

6.6.7 发送分集过程 110

6.6.9 压缩模式的测量过程 111

6.6.10 其他测量 113

6.6.11 使用自适应天线 113

6.6.12 站址选择性发送分集 115

6.7 终端无线接入能力 116

参考文献 117

7.2 无线接口协议结构 119

7.1 引言 119

第7章 无线接口协议 119

7.3 媒体接入控制协议 120

7.3.1 MAC层结构 120

7.3.2 MAC层功能 121

7.3.4 逻辑信道和传输信道之间的映射 122

7.3.3 逻辑信道 122

7.3.5 MAC层的数据处理实例 123

7.4.1 RLC层结构 124

7.4 无线链路控制协议 124

7.4.2 RLC层功能 125

7.4.3 RLC层的数据处理实例 126

7.5.2 PDCP层功能 128

7.5.1 PDCP层结构 128

7.5 分组数据汇聚协议 128

7.7 多媒体广播组播业务 129

7.6.2 BMC功能 129

7.6.1 BMC层结构 129

7.6 广播／组播控制协议 129

7.8 无线资源控制协议 131

7.8.1 RRC层的逻辑结构 131

7.8.2 RRC层的业务状态 132

7.8.3 RRC功能和信令过程 135

7.9 早期的UE处理的原则 146

参考文献 146

第8章 无线网络规划 148

8.1 引言 148

8.2 初步规划 149

8.2.1 无线链路预算 149

8.2.2 负荷因子 153

8.2.3 扩容的途径 162

8.2.4 每平方千米的容量 163

8.2.5 软容量 164

8.2.6 网络共享 166

8.3 容量和覆盖的规划及优化 167

8.3.1 迭代容量和覆盖预测 167

8.3.2 规划工具 168

8.3.3 案例研究 169

8.3.4 网络优化 172

8.4 GSM共同规划 174

8.5.1 简介 176

8.5 运营商间干扰 176

11.10.2 高速上行链路分组接入（HSUPA——High Speed Uplink 177

8.5.2 上行链路和下行链路的相互影响 177

8.5.3 本地下行链路的干扰 178

8.5.4 平均下行链路干扰 179

8.5.5 路径损耗的测量 180

8.5.6 避免邻道干扰的方法 180

8.6 WCDMA的衍生频段 181

8.6.1 简介 181

8.6.2 衍生频段之间的差别 182

8.6.3 在单独一段5MHz频段上的WCDMA1900 183

参考文献 183

第9章 无线资源管理 185

9.1 基于干扰的无线资源管理 185

9.2.1 快速功率控制 186

9.2 功率控制 186

9.2.2 外环功率控制 191

9.3.1 同频切换 196

9.3 切换 196

9.3.2 WCDMA和GSM之间的系统间切换 204

9.3.4 切换总结 207

9.3.3 WCDMA内的异频切换 207

9.4.1 上行链路负荷 209

9.4 空中接口负荷的测量 209

9.5 接纳控制 211

9.4.2 下行链路负荷 211

9.5.1 接纳控制的原理 211

9.5.2 基于宽带功率的接纳控制策略 212

9.5.3 基于吞吐量的接纳控制策略 214

9.6 负荷控制（拥塞控制） 214

参考文献 214

10.1 传输控制协议（TCP） 216

第10章 分组调度 216

10.2 往返时间 221

10.3 用户专用分组调度技术 223

10.3.1 公共信道（RACH/FACH） 224

10.3.2 专用信道（DCH） 225

10.3.3 下行共享信道（DSCH） 226

10.3.4 上行公共分组信道 227

10.3.5 传输信道的选择 227

10.3.6 寻呼信道状态 230

10.4 小区专用分组调度技术 231

10.4.1 优先级 232

10.4.2 调度算法 233

10.4.3 软切换时的分组调度器 233

10.5 分组数据系统性能 234

10.5.1 链路级性能 234

10.5.2 系统级性能 235

10.6 分组数据应用的性能 237

10.6.1 分组应用性能简介 238

10.6.2 人际（PTP）应用 238

10.6.3 内容到人（CTP）应用 241

10.6.4 商业连接 243

10.6.5 应用性能总结 246

参考文献 247

第11章 高速下行链路分组接入 248

11.1 Release 99 WCDMA下行链路分组数据的能力 248

11.2 HSDPA概念 249

11.3 HSDPA对无线接入网络体系结构的影响 250

11.4 Release 4的HSDPA可行性研究阶段 251

11.5 HSDPA物理层结构 251

11.5.1 高速下行链路共享信道（HS-DSCH） 252

11.5.2 高速共享控制信道（HS-SCCH） 254

11.5.3 上行链路高速专用物理控制信道（HS-DPCCH） 256

11.5.4 HSDPA物理层的工作过程 256

11.6 HSDPA终端性能和可用数据速率 258

11.7 HSDPA移动性 259

11.7.1 最佳HS-DSCH服务小区的测量事件 260

11.7.2 Node B内HS-DSCH到HS-DSCH的切换 260

11.7.3 Node B间HS-DSCH到HS-DSCH的切换 261

11.7.4 HS-DSCH到DCH的切换 262

11.8.1 影响HSDPA性能的因素 263

11.8 HSDPA性能 263

11.8.2 谱效率、码效率和动态范围 264

11.8.3 用户调度、小区吞吐量和覆盖 266

11.8.4 具有非HSDPA终端和HSDPA终端的HSDPA网络性能 270

11.9 终端接收机 272

11.10 Release 5以后的演进 273

11.10.1 多收发天线技术 273

Packet Access） 274

11.11 小结 278

参考文献 278

第12章 物理层性能 280

12.1 引言 280

12.2 小区覆盖 280

12.2.1 上行链路覆盖 282

12.2.2 下行链路覆盖 289

12.3 小区下行链路容量 290

12.3.1 下行链路的正交码 290

12.3.2 下行链路发送分集 294

12.3.3 下行链路话音容量 296

12.4 容量试验 297

12.4.1 单小区容量试验 297

12.4.2 多小区容量试验 310

12.4.3 总结 311

12.5 3GPP的性能要求 312

12.5.1 Eb/N0性能 312

12.5.2 RF噪声指数 315

12.6 性能增强 316

12.6.1 智能天线解决方案 316

12.6.2 多用户检测 321

参考文献 329

第13章 UTRA TDD模式 334

13.1 引言 334

13.1.1 时分双工（TDD） 334

13.1.2 网络架构上的差别 335

13.2 UTRA TDD物理层 335

13.2.2 调制和扩频 337

13.2.1 传输信道和物理信道 337

13.2.3 物理信道结构、时隙和帧格式 338

13.2.4 UTRA TDD物理层过程 342

13.3 UTRA TDD干扰估计 346

13.3.1 TDD-TDD干扰 346

13.3.2 TDD和FDD共存 347

13.3.3 无TDD执照的运营 349

13.3.4 关于UTRA TDD干扰的结论 350

13.4 TDD模式下的HSDPA运营 350

参考文献 351

13.5 小结 351

14.1 引言 353

第14章 cdma2000 353

14.2 逻辑信道 354

14.3 多载波模式的扩频和调制 355

14.3.1 上行链路扩频和调制 355

14.3.2 下行链路扩频和调制 356

14.4 用户数据传输 357

14.4.1 上行链路数据传输 357

14.4.2 下行链路数据传输 358

14.4.3 用户数据的信道编码 359

14.5 传信方式 359

14.5.4 快速寻呼信道 360

14.5.6 公共和专用控制信道 360

14.5.5 公共功率控制信道 360

14.5.2 同步信道 360

14.5.3 广播信道 360

14.5.1 导频信道 360

14.5.7 用于信令传输的随机接入信道（RACH） 361

14.6 物理层过程 361

14.6.1 功率控制过程 361

14.6.2 小区搜索过程 361

14.6.3 随机接入过程 362

14.6.4 切换测量过程 362

参考文献 363

缩略语 364