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第1章　背景与概述1

1.1　什么是LTE1

1.2　LTE项目启动的背景2

1.2.1 移动通信与宽带无线接入技术的融合2

1.2.2 国际宽带移动通信研究和标准化工作3

1.2.3 我国宽带移动通信研究工作5

1.3　3GPP简介5

1.3.1　3GPP的组织结构6

1.3.2　3GPP的工作方法7

1.3.3　3GPP技术规范的版本划分8

1.4　LTE研究和标准化工作进程12

1.4.1　LTE项目的时间进度12

1.4.2　LTE协议结构14

1.5　LTE技术特点16

1.5.1　LTE需求16

1.5.2　系统架构17

1.5.3　空中接口18

1.5.4　移动性和无线资源管理23

1.5.5 自配置与自优化24

1.5.6　和LTE相关的其他3GPP演进项目24

1.6　LTE和其他宽带移动通信技术的对比27

1.6.1　性能指标对比27

1.6.2　关键技术对比29

1.7 小结31

参考文献31

第2章　LTE需求32

2.1　系统容量需求33

2.1.1　峰值速率33

2.1.2　系统延迟33

2.2　系统性能需求34

2.2.1 用户吞吐量与控制面容量34

2.2.2　频谱效率35

2.2.3　移动性36

2.2.4　覆盖36

2.2.5　进一步增强的MBMS36

2.2.6 网络同步37

2.3　系统部署需求38

2.3.1　部署场景38

2.3.2　频谱扩展性38

2.3.3　部署频谱38

2.3.4　与其他3GPP系统的共存和互操作39

2.4　对无线接入网框架和演进的要求39

2.5　无线资源管理需求40

2.6　复杂度要求40

2.6.1 系统复杂度40

2.6.2　UE复杂度40

2.7　成本要求41

2.8　业务需求41

2.9 小结41

参考文献42

第3章　LTE物理层协议43

3.1　物理层概述43

3.1.1　协议结构43

3.1.2　物理层功能44

3.1.3　LTE物理层协议概要介绍44

3.2　物理信道与调制46

3.2.1 帧结构46

3.2.2　上行物理信道48

3.2.3 下行物理信道64

3.2.4　伪随机序列产生89

3.2.5 定时89

3.3　复用与信道编码89

3.3.1　物理信道映射89

3.3.2　信道编码和交织90

3.4　物理层过程111

3.4.1 同步过程111

3.4.2　功率控制111

3.4.3　随机接入过程114

3.4.4　PDSCH相关过程114

3.4.5　PUSCH相关过程118

3.4.6　PDCCH相关过程120

3.4.7　PUCCH相关过程120

3.5　物理层测量121

3.5.1 UE/E-UTRAN测量概述121

3.5.2 UE/E-UTRAN测量能力121

参考文献123

第4章　LTE无线传输技术125

4.1　双工方式125

4.1.1 FDD双工方式125

4.1.2　TDD双工方式125

4.1.3　H-FDD双工方式126

4.2　宏分集的取舍127

4.2.1 宏分集技术在WCDMA中的应用情况128

4.2.2　LTE系统对宏分集的取舍129

4.3　下行多址技术130

4.3.1　OFDMA技术方案130

4.3.2　VSF-OFDM技术方案135

4.3.3　OFDM/OQAM技术方案138

4.3.4　多载波WCDMA（MC-WCDMA）技术方案140

4.3.5　多载波TD-SCDMA（MC-TD-SCDMA）技术方案143

4.3.6　下行多址技术的确定143

4.4　上行多址技术143

4.4.1　PAPR和立方量度（Cubic Metric，CM）问题144

4.4.2　采用PAPR降低的OFDMA（OFDMA with PAPR Reduction）技术方案145

4.4.3 单载波频分多址（SC-FDMA）技术方案147

4.4.4　单载波和频域均衡（SC-FDE）技术方案148

4.4.5 交织FDMA（IFDMA）技术方案149

4.4.6　DFT扩展OFDM（DFT-S-OFDM）技术方案151

4.4.7　可变扩频和码片重复系数CDMA（VSFCR-CDMA）技术方案151

4.4.8 广义多载波（Generalized Multi-Carrier，GMC）技术方案152

4.4.9 SC-FDMA技术的深入研究154

4.5　下行MIMO技术158

4.5.1 空时／频编码158

4.5.2　循环延时分集159

4.5.3 天线切换分集161

4.5.4　空间复用传输162

4.5.5　下行预编码163

4.5.6　下行波束赋形169

4.5.7　用于下行MIMO传输的终端反馈172

4.5.8　下行多用户MIMO176

4.5.9　E-MBMS中的MIMO技术180

4.6　上行MIMO技术181

4.6.1　上行传输天线选择181

4.6.2　上行多用户MIMO183

4.7　调制技术184

4.7.1　下行增强调制技术的取舍184

4.7.2　上行增强调制技术的取舍185

4.8　信道编码186

4.8.1　信道编码技术的选择186

4.8.2　Turbo码内交织器优化186

4.8.3　编码块分段187

4.8.4　速率匹配（Rate Matching）与冗余版本（Redundancy Version，RV）187

4.8.5 循环冗余校验（CRC）188

4.9 演进型多媒体（E-MBMS广播和多播业务）技术189

4.9.1　MBMS信号和单播信号的复用190

4.9.2　MBSFN传输技术优化190

4.9.3　MBMS数据和控制信令的复用190

4.9.4　MBMS的参数设计190

4.9.5　MBMS参考信号（RS）的设计190

4.10　小区间干扰抑制技术191

4.10.1　在LTE研究中考虑的干扰抑制技术191

4.10.2　小区间干扰协调技术的取舍197

4.10.3　基于HII和OI的上行ICIC技术199

4.11　小结201

参考文献202

第5章　LTE无线传输系统设计207

5.1　帧结构设计210

5.1.1　FDD下行帧结构（FS1）211

5.1.2　FDD上行帧结构（FS1）211

5.1.3　TDD帧结构（FS2）212

5.2　系统参数设计215

5.2.1　LTE系统参数设计需求216

5.2.2　TTI长度217

5.2.3 子载波间隔217

5.2.4　CP长度218

5.3　参考信号设计220

5.3.1 下行参考信号设计220

5.3.2　上行参考信号设计231

5.4　资源映射与调度240

5.4.1　下行资源映射240

5.4.2　上行资源映射245

5.4.3 资源调度和CQI测量247

5.5　控制信道设计249

5.5.1　下行控制信令设计249

5.5.2　下行控制信道设计251

5.5.3 上行控制信令设计258

5.5.4　上行控制信道设计260

5.6　终端等级266

5.7　小结268

参考文献268

第6章　LTE自适应与物理过程274

6.1 自适应调制和编码274

6.2　混合自动重传请求275

6.2.1 下行HARQ流程276

6.2.2　上行HARQ流程276

6.2.3　HARQ进程数量277

6.3　功率控制278

6.3.1　下行功率控制278

6.3.2　上行功率控制278

6.4　小区搜索过程与SCH/BCH设计280

6.4.1　SCH和BCH的时频结构280

6.4.2　用于SCH和BCH的发送分集287

6.4.3　SCH的信号结构288

6.4.4　小区搜索流程289

6.4.5　SCH序列设计292

6.4.6　相邻小区搜索297

6.4.7　广播信息和PBCH/DBCH设计300

6.5　随机接入过程304

6.5.1　非同步随机接入过程304

6.5.2　同步随机接入过程&312

6.6　上行时钟控制313

6.6.1　上行同步的维持313

6.6.2　上行同步的建立313

6.7　切换测量过程&314

6.7.1　E-UTRAN系统内的测量&314

6.7.2　对其他系统的测量315

6.8 小结&315

参考文献&316

第7章　LTE空中接口协议320

7.1　协议设计要求320

7.2　协议框架320

7.2.1　协议总框架320

7.2.2　无线接口协议栈321

7.2.3　层1（L1）协议框架322

7.2.4　层2（L2）协议框架323

7.2.5　层3（L3）协议框架327

7.2.6　NAS控制协议333

7.2.7　E-UTRAN空中接口的标识334

7.3　HARQ与ARQ335

7.3.1　HARQ原理335

7.3.2　ARQ原理341

7.3.3　HARQ/ARQ的关系343

7.4　调度350

7.4.1　分组调度原理350

7.4.2　LTE系统中的分组调度352

7.5　QoS控制358

7.5.1　QoS概述358

7.5.2　UMTS中的QoS结构359

7.5.3　LTE中的QoS结构360

7.6　移动性362

7.6.1　E-UTRAN内的移动性362

7.6.2　Inter-RAT移动性366

7.7　安全性367

7.8　MBMS369

7.8.1 目的和意义369

7.8.2　基本原理和特点369

7.8.3 E-MBMS系统结构370

7.8.4　数据同步分发过程371

7.8.5　中心功能模块374

7.8.6　E-MBMS传输模式374

7.9　小结375

参考文献376

第8章　无线接入网络功能和接口378

8.1　LTE系统架构378

8.1.1　LTE系统架构定义的基本原则378

8.1.2　LTE系统架构描述378

8.1.3　影响LTE系统架构的一些重要因素379

8.1.4　EPC与E-UTRAN功能划分380

8.1.5 E-UTRAN接口的通用协议模型381

8.1.6　S1接口381

8.1.7　X2接口384

8.1.8　RAN设备的互操作性要求385

8.1.9　演进策略385

8.2　无线资源管理386

8.2.1　无线资源管理功能386

8.2.2　无线资源管理架构388

8.3　移动性管理388

8.3.1 跟踪区388

8.3.2　空闲状态下LTE接入系统内的移动性管理391

8.3.3　连接状态下LTE接入系统内的移动性管理395

8.3.4　3GPP无线接入系统之间的移动性管理402

8.4　网络共享409

8.5　QoS概念411

8.5.1　EPS承载概述412

8.5.2　承载服务的架构413

8.5.3　S1接口上的QoS信令参数处理414

8.5.4　资源建立与QoS信令417

8.6　网络自配置与自优化418

8.6.1　基本概念418

8.6.2 网络自配置419

8.6.3 网络自优化420

8.6.4　自配置和自优化功能的典型应用场景420

8.7　小结423

参考文献424

第9章　LTE-Advanced——LTE的进一步演进425

9.1　LTE-Advanced与IMT-Advanced的互动关系425

9.2　LTE-Advanced需求发展趋势426

9.2.1　“平滑演进”与“强兼容”要求426

9.2.2　针对室内和热点游牧场景进行优化426

9.2.3　有效支持新频段和大带宽应用427

9.2.4　峰值速率大幅提升和频谱效率有限改进428

9.3　LE-Advanced技术和网络演进趋势428

9.3.1 多频段协同与频谱整合428

9.3.2　中继（Relay）技术429

9.3.3　分布式天线431

9.3.4　基站间协同433

9.3.5　家庭基站带来的挑战434

9.3.6　物理层传输技术434

9.3.7 自组织网络437

9.3.8　频谱灵活使用与频谱共享437

9.3.9　E-MBMS增强437

9.4　小结437

参考文献438

缩略语439