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前言1

第1章　第三代移动通信系统概述1

1.1　第三代移动通信系统1

1.1.1 IMT-2000介绍1

目录1

1.1.2　IMT-2000业务特征2

1.1.3　IMT-2000无线传输要求3

1.1.4　IMT-2000频谱规划4

1.1.5　第三代移动通信系统7

1.1.6　第三代移动通信系统标准化进程12

1.2　TD-SCDMA移动通信系统16

1.2.1　TD-SCDMA标准发展简述16

1.2.2　TD-SCDMA关键技术18

1.2.3　TD-SCDMA系统未来发展演进20

参考文献24

2.1.1　概述25

第2章　TD-SCDMA网络结构25

2.1　TD-SCDMA网络结构模型25

2.1.2　用户设备（UE）域26

2.1.3　接入网（UTRAN）域26

2.1.4　核心网（CN）域27

2.1.5　UMTS域间通信27

2.2　UTRAN基本结构组成29

2.2.1　基本协议结构和功能29

2.2.2　基站（Node B）30

2.2.3　无线网络控制器（RNC）31

2.3　UTRAN接口协议34

2.3.1　用户平面和控制平面34

2.3.2　Iu接口37

2.3.3　Iur接口40

2.3.4　Iub接口42

2.3.5　Uu接口46

2.4　TD-SCDMA终端协议47

2.5　UMTS核心网结构50

2.5.1　核心网的基本结构51

2.5.2　核心网接口54

2.6　UMTS核心网演化55

2.6.1　Release 4网络结构及其接口55

2.6.2　Release 5网络结构及其接口59

2.6.3　Release 6网络结构及其接口62

参考文献64

第3章　TD-SCDMA物理层66

3.1　TD-SCDMA物理层结构66

3.1.1　TD-SCDMA帧结构67

3.1.2　TD-SCDMA时隙结构67

3.1.3　特殊时隙70

3.2　传输信道和物理信道70

3.2.1　传输信道70

3.2.2　物理信道72

3.2.3　传输信道和物理信道的映射74

3.3　信道编码和复用75

3.3.1　信道编码和复用步骤76

3.3.2　物理层控制信息的编码（TFCI、PRACH、PICH）85

3.4　扩频、扰码和调制88

3.4.1　数据调制方式88

3.4.2　数据扩频89

3.4.3　数据扰码92

3.4.4　同步码94

3.5　物理层处理过程95

3.5.1　概述95

3.5.2　小区搜索95

3.5.3　上行同步96

3.5.4　随机接入过程97

3.5.5　功率控制102

3.6　物理层测量105

3.6.1　空闲模式下的测量107

3.6.2　连接模式下的测量109

参考文献111

第4章　TD-SCDMA空中接口协议112

4.1　MAC协议概述112

4.1.1　MAC子层提供的服务112

4.1.2　MAC子层主要功能112

4.1.3　MAC子层逻辑结构113

4.2　MAC子层逻辑实体115

4.2.1　MAC-b实体115

4.2.2　MAC-c/sh实体115

4.2.3　MAC-d实体117

4.2.4　MAC-hs实体120

4.2.5　逻辑信道与传输信道之间的映射121

4.3　MAC子层通信机制122

4.3.1　MAC子层与其他层的层间通信122

4.3.2　对等层通信124

4.3.3　不同逻辑信道上的MAC头127

4.4　混合业务中TF及TFC在MAC子层的确定128

4.4.1　基本概念介绍128

4.4.2　TF及TFC的选择过程131

4.4.3　不同类型不同速率业务的TFC134

4.5　RLC协议138

4.5.1　RLC子层结构138

4.5.2　RLC功能140

4.5.3　RLC AM操作过程141

4.5.4　RLC透明／非确认／确认模式的性能比较141

4.6　PDCP142

4.6.1　PDCP结构142

4.6.2　PDCP功能143

4.7　BMC协议144

4.7.1　BMC概述及其结构144

4.8.1 概述145

4.8　RRC协议145

4.7.2　BMC功能145

4.8.2　RRC结构与功能146

4.8.3　RRC状态147

参考文献150

第5章　TD-SCDMA系统通信事件151

5.1　空闲模式下的UE151

5.1.1　概述151

5.1.2　PLMN选择和重选154

5.1.3　小区选择和重选156

5.1.4　位置登记和更新158

5.1.5　小结159

5.2　连接建立过程159

5.2.1　RRC连接建立过程159

5.2.2　信令连接建立过程160

5.2.3　RAB/RB建立过程161

5.3　核心网电路域信令流程163

5.3.1 呼叫控制流程164

5.3.2　移动性管理流程167

5.4　核心网分组域信令流程171

5.4.1　信令的整体流程172

5.4.2　信令信息存储174

5.4.3　移动性管理流程176

5.4.4　会话管理流程179

5.5　UMTS安全问题182

5.5.1　安全性背景知识183

5.5.2　第二代移动通信系统安全性继承185

5.5.3　相互鉴权186

5.5.4　为鉴权进行加密188

5.5.5　临时标识191

5.5.6　UTRAN加密191

5.5.7　RRC信令的完整性保护193

参考文献194

第6章　TD-SCDMA智能天线技术195

6.1　智能天线原理及其关键技术196

6.2　智能天线波束赋形算法201

6.2.1　波束赋形原理201

6.2.2　最大输出功率算法202

6.2.3　Capon最小方差算法203

6.2.4　最大接收功率算法204

6.2.5　最大发送信噪比算法204

6.2.6　最大接收信噪比算法206

6.2.7　到达角度估计207

6.3　TD-SCDMA系统中智能天线技术的实现208

6.3.1　行链路处理208

6.3.2　下行链路处理209

6.4　矢量信道模型209

6.4.1　Lee模型210

6.4.2　几何单反射统计信道模型211

6.4.3　几何单反射圆周模型211

6.4.4　几何单反射椭圆模型212

6.4.5　高斯广义稳态非相关散射模型213

6.4.6　时变向量信道模型－瑞利模型214

6.4.7　矢量信道的计算机模型215

6.5　智能天线TD-SCDMA链路级仿真217

参考文献220

第7章　无线资源管理算法222

7.1　无线资源管理概述222

7.1.1　无线资源管理组成和功能222

7.1.2　TD-SCDMA系统无线资源管理特点224

7.2　负载评估224

7.2.1　上行链路容量224

7.2.2　下行链路容量227

7.2.3　上行链路负载预测229

7.2.4　下行链路负载预测230

7.3　负载控制231

7.3.2　过载识别232

7.3.1　负载控制简介232

7.3.3　负载控制算法233

7.4　接入控制234

7.4.1　上行链路接入控制235

7.4.2　下行链路接入控制237

7.4.3　性能结果238

7.5　功率控制239

7.5.1　原理和分类240

7.5.2　TD-SCDMA系统中的功率控制244

7.5.3　功率控制的发展趋势249

7.6　切换控制250

7.6.1 分类250

7.6.2　TD-SCDMA切换原理252

7.6.3　切换具体过程254

7.6.4　其他类型切换255

7.7　动态信道分配257

7.7.1　蜂窝系统信道分配技术258

7.7.2　蜂窝系统动态信道分配技术261

7.7.3　TD-SCDMA动态信道分配技术266

7.7.4　动态信道分配的实现过程273

7.8　码管理和分组调度274

7.8.1　码分配策略274

7.8.2　调度算法276

7.9　基于智能天线技术的无线资源管理算法281

7.9.1 智能天线技术下的系统容量和负载281

7.9.3　基于智能天线技术的接入控制286

7.9.2　基于智能天线技术的负载控制286

7.9.4　基于智能天线技术的功率控制287

7.9.5　基于智能天线技术的切换控制288

7.9.6　基于智能天线技术的动态信道分配289

7.9.7　智能天线对分组调度的影响290

参考文献291

第8章　TD-SCDMA系统干扰共存293

8.1　干扰共存研究概述294

8.1.1　基本概念295

8.1.2　2GHz频带干扰类型298

8.1.3　干扰共存研究方法299

8.2　TD-SCDMA无线设备特性303

8.2.1　UE发射机特性303

8.2.2　UE接收机特性306

8.2.3　Node B发射机特性308

8.2.4　Node B接收机特性314

8.3　干扰共存研究参数设置315

8.3.1　TD-SCDMA系统仿真参数假设315

8.3.2　WCDMA系统仿真参数假设317

8.3.3　cdma2000系统仿真参数假设318

8.3.4　PHS仿真参数假设319

8.4　TD-SCDMA与FDD-CDMA干扰共存322

8.4.1　基本干扰模式322

8.4.2　WCDMA系统和TD-SCDMA系统之间的干扰323

8.4.3　cdma2000 1X系统和TD-SCDMA系统之间的干扰328

8.5　双TD-SCDMA干扰共存333

8.5.1　双TD-SCDMA帧结构完全同步335

8.5.2　双TD-SCDMA帧结构完全异步336

8.5.3　结论338

8.6　PHS与3G系统之间的干扰339

8.6.1　TD-SCDMA对PHS的干扰339

8.6.2　PHS对TD-SCDMA的干扰340

8.6.3　PHS对WCDMA系统的干扰342

参考文献344

第9章　TD-SCDMA未来演进346

9.1　HSDPA关键技术346

9.1.1　AMC技术347

9.1.2　H-ARQ技术354

9.2　HSDPA协议介绍360

9.2.1 HS-DSCH360

9.2.2 HS-SCCH363

9.2.4 HSDPA中的信令参数364

9.2.3 HS-SICH364

9.3 HSDPA MAC子层365

9.3.1 UE侧HSDPA MAC结构365

9.3.2 UTRAN侧HSDPA MAC结构367

9.3.3 H-ARQ协议370

9.4 HSDPA无线分组调度算法372

9.4.1　有线网络中分组调度算法373

9.4.2　无线网络特性374

9.4.3　无线网络中常见分组调度算法375

9.5　HSDPA移动性处理过程381

9.5.1　服务HS-DSCH的改变382

9.5.2　Node B内同步服务HS-DSCH蜂窝改变383

9.5.3　硬切换下Node B间同步服务HS-DSCH蜂窝改变383

9.6　TD-SCDMA向4G演进384

9.6.1　使用的关键技术384

9.6.2　TD-CDM-OFDM系统387

参考文献390

第10章　TD-SCDMA网络规划优化392

10.1　TD-SCDMA网络规划技术392

10.1.1　规划必要性392

10.1.2　优秀无线接入网络标准393

10.1.3　TD-SCDMA移动网络规划内容394

10.1.4　TD-SCDMA网络规划设计主要步骤395

10.1.5　TD-SCDMA无线系统规划396

10.2　TD-SCDMA网络测试和数据采集分析408

10.2.1　数据采集要求408

10.2.2　测试软硬件409

10.2.3　测试数据分析410

10.2.4　评估测试412

10.3　TD-SCDMA网络优化413

10.3.1　TD-SCDMA网络优化基础413

10.3.2　网络优化重要指标416

参考文献417