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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 OFDM85

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 OFDMA98

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MMSE135

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LTE243

13.6.4切换到UMTS245

13.6.5切换到GSM245

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MBMS249

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SDMA307

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PRACH351

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