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第1章 蜂窝技术演进1

1.1概述1

1.2移动宽带演进2

1.2.1第一代蜂窝系统4

1.2.2 2G数字蜂窝系统5

1.2.3 3G宽带无线系统8

1.2.4 3G之后：HSPA+、 WiMAX及LTE12

1.2.5 3GPP标准演进总结16

1.3 LTE/SAE18

1.3.1 LTE的需求驱动18

1.3.2 LTE设计的关键需求19

1.4 LTE关键的促进技术及其功能20

1.4.1 OFDM20

1.4.2 SC-FDE和SC-FDMA22

1.4.3信道依赖的多用户资源调度22

1.4.4多天线技术23

1.4.5基于IP的平面网络体系结构23

1.5 LTE网络体系结构24

1.6 LTE的频谱选择及迁移计划26

1.7未来移动宽带技术——LTE之后29

1.8小结30

参考文献31

第一部分LTE教程34

第2章 无线原理34

2.1通信系统的构建模块34

2.2宽带无线信道：路径损耗及阴影35

2.2.1路径损耗36

2.2.2阴影38

2.3蜂窝系统41

2.3.1蜂窝的概念41

2.3.2蜂窝系统分析42

2.3.3扇区分裂44

2.4宽带无线信道：衰落46

2.4.1延时扩展及相关带宽48

2.4.2多普勒扩展及相关时间49

2.4.3角度扩展和相关距离50

2.5宽带衰落信道建模51

2.5.1统计信道模型51

2.5.2接收信号的统计相关性54

2.5.3经验信道模型57

2.6窄带衰落减轻60

2.6.1未减轻衰落的影响61

2.6.2空间分集62

2.6.3编码和交织63

2.6.4 ARQ65

2.6.5 AMC66

2.6.6窄带分集技术集成——整体不如部分的和68

2.7宽带衰落减轻68

2.7.1扩频和耙式接收机68

2.7.2均衡69

2.7.3多载波调制：OFDM70

2.7.4带频域均衡的单载波调制70

2.8小结70

参考文献71

第3章 多载波调制75

3.1多载波概念75

3.2 OFDM基础78

3.2.1带保护间隔的块传输技术78

3.2.2循环卷积和DFT78

3.2.3循环前缀79

3.2.4频域均衡81

3.2.5 OFDM框图81

3.3 LTE内的OFDM82

3.4时间和频率同步83

3.4.1时间同步85

3.4.2频率同步86

3.5峰均比87

3.5.1峰均比问题88

3.5.2量化峰均比89

3.5.3削波及其他峰均比降低技术91

3.5.4 LTE上行链路采用的峰均比降低方法94

3.6 SC-FDE94

3.6.1 SC-FDE系统描述94

3.6.2 SC-FDE和OFDM的性能比较95

3.6.3 SC-FDE和OFDM的设计考虑96

3.7 SC-FDE和OFDM在计算复杂度方面的优势96

3.8小结98

参考文献98

第4章 频分多址接入技术：OFDMA和SC-FDMA102

4.1 OFDM系统的多址接入102

4.1.1多址接入技术概述103

4.1.2随机接入和多址接入的比较103

4.1.3 OFDM-FDMA104

4.1.4 OFDM-TDMA105

4.1.5 OFDM-CDMA或MC-CDMA105

4.2 OFDMA106

4.2.1 OFDMA的工作原理106

4.2.2 OFDMA的优缺点109

4.3 SC-FDMA109

4.3.1 SC-FDMA的工作原理109

4.3.2 SC-FDMA的优缺点110

4.4多用户分集及随机调度110

4.4.1多用户分集111

4.4.2 OFDMA内的随机调度方法112

4.4.3最大和速率算法112

4.4.4最大公平算法113

4.4.5比例速率约束算法114

4.4.6比例公平调度114

4.4.7性能比较115

4.5 LTE内的OFDMA和SC-FDMA117

4.5.1 LTE时间—频率网格117

4.5.2分配通知和上行链路反馈118

4.5.3功率控制118

4.6 OFDMA系统的设计考虑119

4.6.1蜂窝系统的资源分配119

4.6.2蜂窝系统的FFR120

4.6.3多用户分集和频率及空间分集121

4.7小结122

参考文献123

第5章 多天线传输和接收128

5.1空间分集概述128

5.1.1阵列增益128

5.1.2分集增益129

5.1.3用空间分集增加数据速率130

5.1.4增加覆盖范围或降低传输功率131

5.2接收分集131

5.2.1选择性合并131

5.2.2最大比值合并132

5.3发射分集133

5.3.1开环发射分集：2×1空频分组编码134

5.3.2使用更多天线的开环发射分集136

5.3.3发射分集和接收分集138

5.3.4闭环发射分集139

5.4干扰抑制和信号增强142

5.4.1基于波达方向的波束控制143

5.4.2线性干扰抑制：完全已知干扰信道的知识144

5.4.3线性干扰抑制：已知干扰信道的统计知识145

5.5空间复用147

5.5.1空间复用简介147

5.5.2开环MIMO：无信道反馈的空间复用148

5.5.3闭环MIMO151

5.6如何在分集、干扰抑制和空间复用间选择152

5.7 MIMO和MIMO-OFDM的信道估计和反馈154

5.7.1信道估计154

5.7.2信道反馈157

5.8限制MIMO增益的实际问题158

5.8.1多径158

5.8.2不相关天线159

5.8.3干扰受限的MIMO系统159

5.9多用户及网络化M1MO系统159

5.9.1多用户MIMO系统159

5.9.2网络化MIMO系统161

5.10 LTE内的MIMO概述162

5.10.1 LTE下行链路内的MIMO概述162

5.10.2 LTE上行链路内的MIMO概述163

5.11小结163

参考文献165

第二部分LTE标准174

第6章LTE概述及信道结构174

6.1 LTE简介175

6.1.1设计原理175

6.1.2网络体系结构176

6.1.3无线接口协议178

6.2 LTE的分层信道结构179

6.2.1逻辑信道：传输什么180

6.2.2传输信道：如何传输181

6.2.3物理信道：实际传输182

6.2.4信道映射184

6.3下行链路OFDMA无线资源184

6.3.1帧结构185

6.3.2 OFDMA的物理资源块188

6.3.3资源分配190

6.3.4支持的MIMO模式192

6.4上行链路SC-FDMA无线资源192

6.4.1帧结构193

6.4.2 SC-FDMA的物理资源块193

6.4.3资源分配194

6.4.4支持的MIMO模式194

6.5小结195

参考文献195

第7章 下行链路传输信道处理197

7.1下行链路传输信道处理概述197

7.1.1信道编码处理198

7.1.2调制制处理201

7.2下行链路共享信道205

7.2.1信道编码和调制206

7.2.2多天线传输206

7.3下行链路控制信道211

7.3.1 DCI格式212

7.3.2信道编码和调制213

7.3.3多天线传输215

7.4广播信道216

7.5多播信道216

7.6下行链路物理信号217

7.6.1下行链路参考信号217

7.6.2同步信号220

7.7下行链路H-ARQ221

7.8小结223

参考文献224

第8章 上行链路传输信道处理226

8.1上行链路传输信道处理概述226

8.1.1信道编码处理227

8.1.2调制处理227

8.2上行链路共享信道228

8.2.1信道编码和调制228

8.2.2跳频229

8.2.3多天线传输229

8.3上行链路控制信息230

8.3.1对上行链路控制信息的信道编码231

8.3.2 PUCCH的调制234

8.3.3资源映射235

8.4上行链路参考信号236

8.4.1参考信号序列237

8.4.2解调参考信号的资源映射237

8.4.3探测参考信号的资源映射238

8.5随机接入信道239

8.6上行链路H-ARQ240

8.6.1 FDD模式241

8.6.2 TDD模式241

8.7小结242

参考文献242

第9章 物理层协议和调度243

9.1 H-ARQ反馈243

9.1.1下行链路传输的H-ARQ反馈243

9.1.2上行链路传输的H-ARQ标识244

9.2 CQI反馈245

9.2.1 CQI估计入门245

9.2.2 CQI反馈模式247

9.3闭环MIMO运行的预编码器253

9.3.1多载波系统的预编码器估计253

9.3.2 PMI和RI反馈254

9.4上行链路信道探测256

9.5上行链路的缓冲状态报告256

9.6调度和资源分配257

9.6.1下行和上行链路内的调度信号258

9.6.2多用户MIMO信号261

9.7 VoIP的半静态调度261

9.7.1半静态调度的目标261

9.7.2信号结构的变化262

9.8小区搜索263

9.9随机接入程序264

9.10上行链路功率控制266

9.11小结267

参考文献268

第10章 数据流、无线资源管理及移动性管理270

10.1 PDCP概述273

10.1.1头压缩274

10.1.2完整性和加密275

10.2 MAC/RLC概述275

10.2.1数据传输模式276

10.2.2 MAC和RLC层的目标276

10.2.3 PDU头及格式277

10.2.4 ARQ程序280

10.3 RRC概述281

10.3.1 RRC状态281

10.3.2 RRC功能281

10.4移动性管理282

10.4.1 S1移动性282

10.4.2 X2移动性283

10.4.3移动性的RAN过程284

10.4.4寻呼286

10.5小区内干扰协调286

10.5.1下行链路287

10.5.2上行链路288

10.6小结289

参考文献289

鸣谢及许可291