3GPP LTE物理層和空中接口技術

LTE技術作為未來寬帶移動通信技術的主流標準，無論是運營商還是解決方案設備提供商都投入了大量的資源啓動對LTE的研發工作。為了使從事無線通信行業的技術人員以及準備從事無線通信行業的人員掌握其中的精華，本書採用由淺入深的思路向讀者展現LTE物理層和空中接口技術。書中通過大量的實例向讀者呈現講解的內容，使讀者理解和掌握問題的本質，改變以往讀者被動接受概念和原理的局面。

本書共涵蓋7章，分別介紹了LTE產生的背景，對LTE的網絡架構和協議棧作了簡要的説明；無線通信技術以及數字信號處理過程，結合實例言簡意賅地説明實現原理和方法；LTE物理層技術，重點對物理幀結構、物理資源劃分以及物理信道的調製實現進行了説明；LTE物理層複用技術及物理層過程；LTE的空中接口技術及實現流程，MAC子層、RLC子層、PDCP子層以及RRC層的功能和實現機制，RRC層實現的具體流程；多天線技術的原理及應用；LTE的下一步演進LTE-A的發展趨勢及關鍵技術。

本書可作為從事移動通信工作的技術人員，包括運營商工作人員、解決方案設備提供商研究開發人員的技術書籍，也可作為各高校相關通信專業師生從事研究工作的參考書或研究生的專業教材。

目 錄

第1章 概述（1）

1.1 背景（1）

1.1.1 移動通信發展簡史（1）

1.1.2 無線移動技術演進現狀（2）

1.2 LTE項目介紹（10）

1.3 3GPP組織簡介（12）

1.4 LTE協議規範結構（12）

1.5 LTE協議架構（14）

1.5.1 E-UTRAN網元功能（15）

1.5.2 無線協議接口（16）

1.6 系統架構演進（SAE）介紹（17）

1.6.1 SAE介紹（17）

1.6.2 SAE架構（18）

第2章 無線傳輸技術（20）

2.1 無線信道傳播（20）

2.1.1 概述（20）

2.1.2 傳播模型（20）

2.1.3 路徑損耗模型（20）

2.1.4 衰落特性相關定義（22）

2.1.5 噪聲和干擾（23）

2.2 數字信號處理（24）

2.2.1 加擾（24）

2.2.2 信源編碼（25）

2.2.3 信道編碼（26）

2.2.4 交織（29）

2.2.5 調製（31）

2.2.6 信道估計與均衡（33）

2.3 OFDM技術（34）

2.3.1 OFDM技術概述（34）

2.3.2 OFDM原理（43）

2.3.3 OFDM的應用（51）

2.3.4 OFDM優點和不足（59）

第3章 LTE物理層信道與調製（60）

3.1 概述（60）

3.1.1 LTE協議層整體結構（60）

3.1.2 物理層概要描述（61）

3.1.3 LTE物理層協議規範文檔組成（63）

3.2 物理層幀結構（64）

3.3 LTE工作頻段、頻點和傳輸帶寬（67）

3.4 上行物理信道與調製（69）

3.4.1 物理信道概念與分類（69）

3.4.2 時隙結構和物理資源（70）

3.4.3 物理上行共享信道（PUSCH）處理過程（71）

3.4.4 參考信號分類與處理過程（74）

3.4.5 SC-FDMA基帶信號的產生（82）

3.4.6 物理隨機接入信道（PRACH）處理過程（82）

3.4.7 物理上行控制信道（PUCCH）處理過程（92）

3.4.8 調製和上變換（97）

3.5 下行物理信道與調製（97）

3.5.1 物理信道概念與分類（97）

3.5.2 時隙結構和物理資源（98）

3.5.3 下行物理信道通用處理過程（102）

3.5.4 物理下行共享信道（PDSCH）處理過程（107）

3.5.5 物理多播信道（PMCH）處理過程（107）

3.5.6 物理廣播信道（PBCH）處理過程（107）

3.5.7 物理控制格式指示信道（PCFICH）處理過程（108）

3.5.8 物理下行控制信道（PDCCH）處理過程（109）

3.5.9 物理HARQ指示信道（PHICH）處理過程（111）

3.5.10 參考信號處理過程（115）

3.5.11 同步信號處理過程（125）

3.5.12 OFDM基帶信號發生器（128）

3.5.13 調製和上變換（129）

3.6 調製映射通用功能（129）

第4章 信道複用、編碼與物理層過程（132）

4.1 概述（132）

4.2 物理信道的映射（132）

4.3 信道處理流程（133）

4.3.1 CRC原理與LTE系統CRC計算（133）

4.3.2 碼塊的分段和碼塊CRC添加（135）

4.3.3 信道編碼（137）

4.3.4 速率匹配（141）

4.3.5 碼塊級聯（143）

4.4 上行傳輸信道與控制信息處理（144）

4.4.1 隨機接入信道（RACH）（144）

4.4.2 上行共享信道（UL-SCH）（144）

4.4.3 PUCCH上的控制信息（155）

4.4.4 UCI信道質量信息和HARQ-ACK的信道編碼（158）

4.5 下行傳輸信道與控制信息處理（158）

4.5.1 廣播信道（BCH）（158）

4.5.2 下行共享信道、尋呼信道以及多播信道處理（159）

4.5.3 下行控制信息（160）

4.5.4 控制格式指示（168）

4.5.5 HARQ指示（HI）（169）

4.6 物理層過程（169）

4.6.1 同步過程（169）

4.6.2 功率控制（170）

4.6.3 隨機接入過程（177）

4.6.4 PDSCH的相關處理過程（181）

4.6.5 ACK/ACK上報的終端過程（201）

4.6.6 PUSCH的相關處理過程（202）

4.6.7 PDCCH的相關處理過程（208）

4.6.8 PUCCH的相關處理過程（210）

4.7 物理層測量（212）

4.7.1 UE涉及的測量能力（212）

4.7.2 E-UTRAN的測量能力（214）

第5章 LTE空口協議與RRC處理（216）

5.1 E-UTRAN無線接口架構劃分（216）

5.2 媒體接入控制（MAC）子層（217）

5.2.1 MAC子層功能（217）

5.2.2 MAC子層信道（218）

5.2.3 MAC的PDU格式和SDU格式（221）

5.2.4 MAC子層參與的過程（222）

5.3 無線鏈路控制（RLC）子層（233）

5.3.1 RLC功能（233）

5.3.2 RLC協議結構（233）

5.3.3 RLC實體介紹（234）

5.4 分組數據匯聚（PDCP）子層（245）

5.4.1 PDCP子層功能（245）

5.4.2 PDCP的PDU格式（246）

5.4.3 PDCP子層數據傳輸、數據加密與完整性保護處理（247）

5.4.4 PDCP頭壓縮（250）

5.4.5 PDCP重新建立處理（251）

5.4.6 PDCP定時丟棄（251）

5.5 無線資源控制（RRC）層（252）

5.5.1 RRC的狀態（253）

5.5.2 RRC涉及的相關處理流程（257）

5.5.3 典型信令流程簡介（265）

第6章 多天線技術（274）

6.1 多天線技術概述（274）

6.2 SISO系統模型（275）

6.3 MIMO系統模型及優點（275）

6.4 分集技術（276）

6.4.1 空間分集（276）

6.4.2 頻率分集與時間分集（279）

6.5 時分編碼技術（279）

6.5.1 空時塊碼（279）

6.5.2 空時格碼（280）

6.5.3 空時發射分集（280）

6.6 空間複用技術（281）

6.6.1 分層空時碼原理（281）

6.6.2 分層空時編碼原理（282）

6.7 常用空時技術應用（283）

6.7.1 基於STBC 的技術（283）

6.7.2 基於空時格碼的技術（283）

6.7.3 基於空間複用技術（284）

6.8 通信系統中幾種常用的MIMO模型（284）

6.8.1 IEEE 802.16e系統中MIMO的使用（284）

6.8.2 LTE系統中MIMO的使用（286）

6.9 波束賦形技術（289）

6.9.1 下行波束賦形介紹（290）

6.9.2 波束賦形和STC的結合（293）

6.10 多天線技術帶來的增益（295）

第7章 LTE後續演進（297）

7.1 概述（297）

7.2 LTE-A需求與趨勢（297）

7.3 LTE/LTE-A關鍵技術簡介（298）

7.3.1 OFDM和SC-FDMA技術（298）

7.3.2 優化MIMO技術（298）

7.3.3 載波聚合（CA）的協同通信（298）

7.3.4 無線中繼技術（299）

7.3.5 小區間的干擾抑制技術（300）

7.3.6 多點協同（301）

7.3.7 調度算法介紹（302）

7.4 LTE-A網絡演進（305）

7.4.1 E-MBMS的演進（305）

7.4.2 自組織網絡（306）

7.4.3 家庭基站（306）

7.5 小結（306）

縮略語（307）

參考文獻 （317） ^[1]