LTE系統(tǒng)原理及應(yīng)用

前言

　　自2004年年底啟動3G長期演進（LTE）研究與標(biāo)準(zhǔn)化工作以來，經(jīng)過6年多緊張的工作，已經(jīng)先后完成了R8、R9、R10三個版本標(biāo)準(zhǔn)的制定，LTE標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)完全達(dá)到了商用要求。通過在物理層引入OFDM和MIMO等新技術(shù)，使LET空中接口的接入速率達(dá)到了100Mbps，實現(xiàn)了“更高”（更高的接口速率）的目標(biāo)。通過將原有接入網(wǎng)兩層結(jié)構(gòu)中RNC功能的下移，并取消RNC節(jié)點的新型扁平化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了“更快”（傳輸延時縮短）的目標(biāo)。通過對IP技術(shù)良好支持的全I(xiàn)P系統(tǒng)架構(gòu)，實現(xiàn)了“更強”（承載業(yè)務(wù)類型）的目標(biāo)。因此，從技術(shù)演進的角度來看，LTE實際上是一次“劃時代”的革命，它為移動通信技術(shù)向著4G方向發(fā)展打下了堅實的基礎(chǔ)。隨著LTE商用步伐越來越近，從事LTE相關(guān)行業(yè)的人也會越來越多，但LTE作為一項幾乎全新的技術(shù)與之前的移動通信技術(shù)在很多方面有著巨大的差異。為此，就需要越來越多與LTE相關(guān)的文章和書籍來幫助讀者學(xué)習(xí)?！　∪珪卜?1章，第1章介紹了無線通信與移動通信的基本概念和蜂窩移動通信的發(fā)展簡史；第2章介紹了LTE產(chǎn)生的背景及LTE標(biāo)準(zhǔn)化進程與技術(shù)特點；第3章對LTE系統(tǒng)架構(gòu)和協(xié)議框架進行了總體描述；第4章重點講解了LTE中的OFDM、MIMO、編碼技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)；第5章對LTE的物理層協(xié)議進行了深入分析；第6章在第5章的基礎(chǔ)上進一步說明了小區(qū)同步等物理層的過程；第7章介紹了LTE空中接口上的協(xié)議分層及各協(xié)議的功能；第8章重點介紹了LTE系統(tǒng)中關(guān)鍵的HARQ與分組調(diào)度的實現(xiàn)原理與過程；第9章對E-UTRAN接口進行了介紹，并重點分析了基于這些接口的移動性管理與無線資源管理的過程；第10章對LTE的需求進行了分析，并通過仿真數(shù)據(jù)說明LTE對這些需求的滿足情況；第11章列舉了幾個已經(jīng)部署的LTE實驗網(wǎng)絡(luò)的運行狀況，并將與LTE有競爭關(guān)系的幾個寬帶移動通信技術(shù)與LTE進行了對比，最后指出LTE向4G的演進最終將發(fā)展成為LTE-Advanced?！　”緯c其他這類書籍的不同之處在于，在用文字對LTE標(biāo)準(zhǔn)進行解讀的同時，還用大量的圖形對LTE標(biāo)準(zhǔn)進行了分析，同時也說明了標(biāo)準(zhǔn)制定的根據(jù)，這樣可以讓讀者更加容易和準(zhǔn)確地理解標(biāo)準(zhǔn)，降低了初學(xué)者對LTE技術(shù)的認(rèn)知難度。本書的作者主要從事移動通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計與規(guī)劃工作，并長期擔(dān)任業(yè)內(nèi)人員及各類學(xué)員的崗前培訓(xùn)工作，對初學(xué)者在學(xué)習(xí)過程中的疑惑和存在問題有深刻的認(rèn)識，結(jié)合多年的教學(xué)經(jīng)驗，作者將為讀者深入淺出地剖析LTE標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)技術(shù)?！　≡诖?，我們首先要感謝參與本書編寫和提供各類參考資料的人們，沒有大家的共同努力和奉獻(xiàn)精神，本書的出版將困難重重。感謝劉旭英女士精心繪制了本書中的大量插圖。感謝中通服的唐軍先生和中國移動通信有限公司的馬鵬飛先生為本書提供的支持和幫助。感謝愛立信公司的王剛先生和諾西公司的Jane Feng女士對本書的部分內(nèi)容提出了寶貴的意見。感謝魏廣路、曹宏等為本書的審校所做的大量工作。最后，感謝電子工業(yè)出版社的大力支持和高效工作，使本書能很快得以出版?！　”緯亲髡呋谧陨碛邢薜闹R積累和對LTE標(biāo)準(zhǔn)的主觀理解編寫而成，因此，難免存在主觀理解與客觀實際不符的情況。此外，在LTE商用的過程中還會遇到眾多問題需要通過標(biāo)準(zhǔn)的完善和演進加以解決，還將會有更多新的技術(shù)方案加入到標(biāo)準(zhǔn)之中，隨著標(biāo)準(zhǔn)版本的演進，作者也希望能通過不斷的修正和補充來完善本書的內(nèi)容，幫助讀者通過閱讀來掌握LTE的知識?！　【幹?/pre>


內(nèi)容概要
　　本書立足于培養(yǎng)全面型的LTE人才，按照精選內(nèi)容、突出重點、提高質(zhì)量的原則，系統(tǒng)介紹了移動通信技術(shù)概述、LTE關(guān)鍵技術(shù)、LTE系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和管理、LTE性能評估與演進等內(nèi)容。同時，還介紹了LTE應(yīng)用的成功案例，對移動通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的前沿內(nèi)容也有所涉及。



書籍目錄
第1章 移動通信概述
1.1 無線通信系統(tǒng)概述
1.1.1 概述
1.1.2 無線通信的頻率和波段
1.1.3 無線通信與地球大氣層的關(guān)系
1.1.4 無線通信的電磁波傳播
1.1.5 無線通信系統(tǒng)的組成
1.1.6 無線通信系統(tǒng)的分類
1.2 移動通信概述
1.2.1 無線通信與移動通信
1.2.2 移動通信的發(fā)展史
1.2.3 移動通信的基本概念
1.2.4 移動通信的工作方式
1.2.5 移動通信的分類
1.2.6 移動通信所使用的頻率
1.2.7 移動通信的電波傳播
1.3 蜂窩移動通信發(fā)展簡史
1.3.1 第一代（1G）蜂窩移動通信
1.3.2 第二代（2G）蜂窩移動通信
1.3.3 第三代（3G）蜂窩移動通信
1.3.4 后三代/第四代（B3G/4G）蜂窩移動通信
1.3.5 蜂窩移動通信演進分析
1.4 通信標(biāo)準(zhǔn)化組織
1.4.1 國際電信聯(lián)盟
1.4.2 中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會
1.4.3 歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會
1.4.4 第三代合作伙伴計劃
1.4.5 第三代合作伙伴計劃2組
1.5 數(shù)字移動通信的主要技術(shù)
1.5.1 數(shù)字調(diào)制技術(shù)
1.5.2 多址方式
1.5.3 話音編碼
1.5.4 均衡、分集和信道編碼
第2章 LTE背景與概述
2.1 LTE簡介
2.2 什么是3GPP
2.2.1 3GPP的組織結(jié)構(gòu)
2.2.2 3GPP的工作方法
2.2.3 3GPP技術(shù)規(guī)范的版本劃分
2.3 LTE的背景
2.3.1 移動通信與寬帶無線的融合
2.3.2 移動通信標(biāo)準(zhǔn)化工作
2.4 LTE標(biāo)準(zhǔn)化工作的進程
2.4.1 LTE項目的時間進度
2.4.2 LTE協(xié)議結(jié)構(gòu)
2.5 LTE的技術(shù)特點
2.5.1 LTE基本指標(biāo)
2.5.2 LTE系統(tǒng)架構(gòu)
2.5.3 LTE空中接口
2.5.4 移動性和無線資源管理
2.6 系統(tǒng)架構(gòu)演進（SAE）項目
第3章 LTE系統(tǒng)架構(gòu)
3.1 通信協(xié)議的概念
3.1.1 協(xié)議的概念
3.1.2 通信協(xié)議的概念
3.2 分層設(shè)計的概念
3.2.1 為什么要分層設(shè)計
3.2.2 移動通信網(wǎng)的分層模型
3.3 LTE系統(tǒng)架構(gòu)
3.3.1 3GPP定義LTE系統(tǒng)架構(gòu)的基本原則
3.3.2 影響LTE系統(tǒng)架構(gòu)形成的決定性因素
3.3.3 LTE系統(tǒng)架構(gòu)
3.4 EPC與E-UTRAN功能劃分
3.4.1 eNode B功能
3.4.2 MME/S-GW功能
3.5 系統(tǒng)協(xié)議框架與E-UTRAN通用協(xié)議模型
3.5.1 系統(tǒng)協(xié)議框架
3.5.2 E-UTRAN通用協(xié)議模型
3.6 UMTS核心網(wǎng)結(jié)構(gòu)和演進
3.6.1 SAE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
3.6.2 主要網(wǎng)元
3.6.3 主要網(wǎng)元的部署要求
第4章 LTE關(guān)鍵技術(shù)
4.1 LTE雙工方式
4.1.1 FDD
4.1.2 TDD
4.1.3 H-FDD
4.2 LTE多址技術(shù)
4.2.1 下行多址技術(shù)
4.2.2 上行多址技術(shù)
4.3 MIMO技術(shù)
4.3.1 下行MIMO技術(shù)
4.3.2 上行MIMO技術(shù)
4.4 調(diào)制技術(shù)
4.4.1 LTE的調(diào)制方式
4.4.2 BPSK與QPSK調(diào)制
4.4.3 16QAM與64QAM調(diào)制
4.5 信道編碼技術(shù)
4.5.1 LTE的信道編碼
4.5.2 卷積與Turbo編碼
4.5.3 交織與Turbo內(nèi)交織
4.5.4 編碼塊分段
4.5.5 速率匹配與冗余版本控制
4.5.6 循環(huán)冗余校驗（CRC）
4.6 小區(qū)間干擾抑制技術(shù)
4.6.1 小區(qū)間干擾隨機化技術(shù)
4.6.2 小區(qū)間干擾消除技術(shù)
4.6.3 小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)技術(shù)
4.6.4 LTE中的干擾協(xié)調(diào)技術(shù)
4.6.5 基于Hll和OI的上行ICIC技術(shù)
4.7 多媒體廣播和多播（MBMS）業(yè)務(wù)
第5章 LTE物理層協(xié)議
5.1 物理層概述
5.1.1 物理層協(xié)議結(jié)構(gòu)
5.1.2 物理層相關(guān)功能
5.1.3 物理層協(xié)議規(guī)范簡介
5.2 幀結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)參數(shù)
5.2.1 FDD幀結(jié)構(gòu)（FS1）
5.2.2 TDD幀結(jié)構(gòu)（FS2）
5.2.3 發(fā)送時間間隔（TTI）長度
5.2.4 子載波間隔
5.2.5 循環(huán)前綴（CP）長度
5.3 資源映射與調(diào)度
5.3.1 資源單位的定義
5.3.2 業(yè)務(wù)信道資源映射與調(diào)度
5.3.3 下行控制信道資源映射
5.3.4 上行控制信道資源映射
5.4 物理信號
5.4.1 下行物理信號與功能
5.4.2 下行物理信號資源映射
5.4.3 上行物理信號與功能
5.4.4 上行物理信號資源映射
5.5 物理信道
5.5.1 下行物理信道
5.5.2 上行物理信道
第6章 LTE物理過程
6.1 小區(qū)搜索與同步過程
6.1.1 SCH和BCH的時頻結(jié)構(gòu)
6.1.2 SCH的信號結(jié)構(gòu)
6.1.3 小區(qū)搜索流程
6.1.4 SCH序列信息
6.1.5 鄰小區(qū)搜索
6.1.6 廣播信息和BCH結(jié)構(gòu)
6.1.7 上行同步的建立與維持
6.2 功率控制
6.2.1 上行功率控制
6.2.2 下行功率分配
6.3 隨機接入過程
6.3.1 非同步隨機接入過程
6.3.2 同步隨機接入過程
6.4 下行信道過程
6.4.1 PDSCH相關(guān)過程
6.4.2 PDCCH相關(guān)過程
6.5 上行信道過程
6.5.1 PUSCH相關(guān)過程
6.5.2 PUCCH相關(guān)過程
6.6 切換測量過程
6.6.1 物理層測量概述
6.6.2 UE/E-UTRAN測量能力
6.6.3 切換測量過程
第7章 LTE空中接口協(xié)議
7.1 空中接口及協(xié)議棧
7.2 層1（L1）協(xié)議
7.2.1 傳輸信道
7.2.2 傳輸信道與物理信道映射
7.3 層2（L2）協(xié)議
7.3.1 媒體訪問控制（MAC）協(xié)議
7.3.2 無線鏈路控制（RLC）協(xié)議
7.3.3 分組數(shù)據(jù)匯聚（PDCP）協(xié)議
7.4 層3（L3）協(xié)議
7.5 NAS控制協(xié)議
7.6 空中接口標(biāo)識
第8章 HARQ與分組調(diào)度
8.1 HARQ原理
8.1.1 HARQ分類
8.1.2 HARQ工作過程
8.1.3 3G中的HARQ
8.2 ARQ原理
8.2.1 FEC
8.2.2 ARQ
8.3 HARQ與ARQ的關(guān)系
8.4 HARQ流程
8.4.1 LTE下行HARQ流程
8.4.2 LTE上行HARQ流程
8.4.3 LTE中HARQ進程數(shù)量
8.5 分組調(diào)度原理
8.5.1 概述
8.5.2 常用分組調(diào)度算法
8.6 LTE中的分組調(diào)度
8.6.1 LTE中資源特性
8.6.2 調(diào)度器的基本功能
8.6.3 調(diào)度模式與粒度
8.6.4 調(diào)度策略
8.6.5 傳輸塊復(fù)用
8.6.6 HARQ對分組調(diào)度的影響
8.6.7 上行調(diào)度
第9章 E-UTRAN接口與功能
9.1 X2接口及協(xié)議棧
9.1.1 X2接口用戶平面
9.1.2 X2接口控制平面
9.1.3 X2接口應(yīng)用協(xié)議（X2-AP）
9.2 S1接口及協(xié)議棧
9.2.1 S1接口用戶平面
9.2.2 S1接口控制平面
9.2.3 S1接口應(yīng)用協(xié)議（S1-AP）
9.3 無線資源管理
9.3.1 無線承載控制
9.3.2 無線接納控制
9.3.3 連接移動性控制
9.3.4 動態(tài)資源分配
9.3.5 小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)
9.3.6 負(fù)載均衡
9.3.7 無線接入技術(shù)間的無線資源管理
9.3.8 無線資源管理架構(gòu)
9.4 移動性管理過程
9.4.1 移動性管理區(qū)域劃分
9.4.2 空閑狀態(tài)下的移動性管理
9.4.3 連接狀態(tài)下的移動性管理
9.4.4 不同無線接入系統(tǒng)間的移動性管理
第10章 LTE性能評估
10.1 LTE需求分析
10.1.1 容量對LTE的需求
10.1.2 部署對LTE的需求
10.1.3 性能對LTE的需求
10.1.4 運營對LTE的需求
10.2 LTE仿真性能評估
10.2.1 峰值速率
10.2.2 控制平面時延
10.2.3 用戶平面時延
10.2.4 吞吐量和頻譜效率
10.2.5 移動性
10.2.6 覆蓋
10.2.7 MBMS
10.2.8 網(wǎng)絡(luò)同步
10.2.9 VOIP性能評估
第11章 LTE部署案例、對比和演進
11.1 LTE部署案例
11.1.1 LTE部署案例
11.1.2 TD-LTE部署案例
11.2 LTE和其他寬帶移動通信技術(shù)的對比
11.2.1 性能指標(biāo)對比
11.2.2 關(guān)鍵技術(shù)對比
11.3 LTE的演進LTEADVANCED
11.3.1 網(wǎng)絡(luò)需求發(fā)展趨勢
11.3.2 LTE-Advanced技術(shù)趨勢
11.3.3 LTE-Advanced與IMTAdvanced





編輯推薦
　　《LTE系統(tǒng)原理及應(yīng)用》可作為高等院校“LTE移動通信”課程的教材，也可供移動通信從業(yè)人員及相關(guān)專業(yè)研究或應(yīng)用的科研工作者、工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)參考。





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