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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

1.1.2 IMT-2000业务特征2

1.1.3 IMT-2000无线传输要求2

1.1.4 IMT-2000频谱规划3

1.1.5 第三代移动通信制式介绍6

1.1.6 第三代移动通信系统标准化进程10

1.2 TD-SCDMA移动通信系统概述14

1.2.1 TD-SCDMA标准发展简述14

1.2.2 TD-SCDMA关键技术15

1.3 TD-SCDMA移动通信系统演进18

1.3.1 TD-SCDMA系统短期演进18

1.3.2 TD-HSPA＋系统19

1.3.3 TD-LTE系统21

参考文献23

第2章 TD-SCDMA网络结构24

2.1 TD-SCDMA网络结构模型24

2.1.1 概述24

2.1.2 用户设备域24

2.1.3 接入网域25

2.1.4 核心网域25

2.1.5 UMTS域间通信26

2.2 UTRAN基本结构组成27

2.2.1 基本协议结构和功能27

2.2.2 基站29

2.2.3 无线网络控制器30

2.3 UTRAN接口协议32

2.3.1 用户平面和控制平面32

2.3.2 Iu接口34

2.3.3 Iur接口37

2.3.4 Iub接口39

2.3.5 Uu接口42

2.4 TD-SCDMA终端协议43

2.5 UMTS核心网结构46

2.5.1 核心网的基本结构46

2.5.2 核心网接口49

2.6 UMTS核心网演化50

2.6.1 Release4网络结构及其接口50

2.6.2 Release5网络结构及其接口53

2.6.3 Release6网络结构及其接口56

参考文献58

第3章 TD-SCDMA物理层60

3.1 TD-SCDMA物理层结构60

3.1.1 TD-SCDMA帧结构60

3.1.2 TD-SCDMA时隙结构61

3.1.3 特殊时隙63

3.2 传输信道和物理信道64

3.2.1 传输信道64

3.2.2 物理信道66

3.2.3 传输信道和物理信道的映射71

3.3 信道编码和复用71

3.3.1 信道编码和复用步骤71

3.3.2 物理层控制信息的编码80

3.4 扩频、扰码和调制83

3.4.1 数据调制方式83

3.4.2 数据扩频84

3.4.3 数据扰码86

3.4.4 同步码88

3.4.5 训练序列码89

3.5 物理层处理过程90

3.5.1 概述90

3.5.2 小区搜索90

3.5.3 上行同步91

3.5.4 随机接入过程93

3.5.5 功率控制97

3.6 物理层测量100

3.6.1 空闲模式下的测量101

3.6.2 连接模式下的测量103

参考文献105

第4章 TD-SCDMA空中接口协议106

4.1 MAC协议概述106

4.1.1 MAC子层提供的服务106

4.1.2 MAC子层主要功能106

4.1.3 MAC子层逻辑结构107

4.2 MAC子层逻辑实体109

4.2.1 MAC-b实体109

4.2.2 MAC-c/sh实体109

4.2.3 MAC-d实体111

4.2.4 MAC-hs实体112

4.2.5 逻辑信道与传输信道之间的映射114

4.3 MAC子层通信机制115

4.3.1 MAC子层与其他层的层间通信115

4.3.2 对等层通信117

4.3.3 不同逻辑信道上的MAC头119

4.4 混合业务中TF及TFC在MAC子层的确定120

4.4.1 基本概念介绍120

4.4.2 TF及TFC的选择过程123

4.4.3 不同类型不同速率业务的TFC125

4.5 RLC协议128

4.5.1 RLC子层结构128

4.5.2 RLC功能131

4.5.3 RLC AM操作过程131

4.5.4 RLC透明／非确认／确认模式的性能比较131

4.6 PDCP132

4.6.1 PDCP结构132

4.6.2 PDCP功能133

4.7 BMC协议134

4.7.1 BMC概述及其结构134

4.7.2 BMC功能134

4.8 RRC协议135

4.8.1 概述135

4.8.2 RRC结构与功能136

4.8.3 RRC状态137

参考文献139

第5章 TD-SCDMA系统通信事件140

5.1 空闲模式下的UE140

5.1.1 概述140

5.1.2 PLMN选择和重选142

5.1.3 小区选择和重选144

5.1.4 位置登记和更新146

5.1.5 小结146

5.2 连接建立过程146

5.2.1 RRC连接建立过程147

5.2.2 信令连接建立过程148

5.2.3 RAB/RB建立过程149

5.3 核心网电路域信令流程150

5.3.1 呼叫控制流程150

5.3.2 移动性管理流程153

5.4 核心网分组域信令流程157

5.4.1 信令的整体流程158

5.4.2 信令信息存储159

5.4.3 移动性管理流程162

5.4.4 会话管理流程165

5.5 UMTS安全问题167

5.5.1 安全性背景知识168

5.5.2 第二代移动通信系统安全性继承170

5.5.3 相互鉴权171

5.5.4 为鉴权进行加密173

5.5.5 临时标识175

5.5.6 UTRAN加密175

5.5.7 RRC信令的完整性保护176

参考文献177

第6章 TD-SCDMA智能天线技术178

6.1 智能天线原理及其关键技术178

6.1.1 天线阵列分类179

6.1.2 平面波传播179

6.1.3 宽带信号模型180

6.1.4 窄带模型181

6.1.5 天线模型182

6.2 智能天线波束赋形算法183

6.2.1 波束赋形原理183

6.2.2 最大输出功率算法184

6.2.3 Capon最小方差算法185

6.2.4 最大接收功率算法185

6.2.5 最大发送信噪比算法186

6.2.6 最大接收信噪比算法187

6.2.7 到达角度估计188

6.3 TD-SCDMA系统中智能天线技术的实现189

6.3.1 智能天线系统框图189

6.3.2 智能天线链路级处理190

6.3.3 智能天线的使用191

6.4 TD-SCDMA智能天线仿真191

6.4.1 Lee模型192

6.4.2 几何单反射统计信道模型193

6.4.3 几何单反射圆周模型193

6.4.4 几何单反射椭圆模型193

6.4.5 高斯广义稳态非相关散射模型194

6.4.6 时变矢量信道模型（瑞利模型）195

6.4.7 矢量信道的计算机模型196

6.4.8 智能天线TD-SCDMA链路级性能仿真结果197

参考文献200

第7章 无线资源管理机制202

7.1 无线资源管理概述202

7.1.1 无线资源管理组成和功能202

7.1.2 TD-SCDMA系统无线资源管理特点204

7.2 负载评估204

7.2.1 上行链路容量204

7.2.2 下行链路容量206

7.2.3 上行链路负载预测208

7.2.4 下行链路负载预测209

7.3 负载控制210

7.3.1 负载控制简介210

7.3.2 过载识别211

7.3.3 负载控制拥塞解决212

7.3.4 TD-SCDMA负载控制算法212

7.4 接入控制213

7.4.1 上行链路接入控制214

7.4.2 下行链路接入控制216

7.4.3 性能结果217

7.5 功率控制218

7.5.1 原理和分类218

7.5.2 TD-SCDMA系统中的功率控制221

7.5.3 功率控制的发展趋势227

7.6 切换控制228

7.6.1 分类228

7.6.2 TD-SCDMA切换原理229

7.6.3 切换具体过程231

7.6.4 其他类型切换232

7.7 动态信道分配234

7.7.1 蜂窝系统信道分配技术235

7.7.2 蜂窝系统动态信道分配技术237

7.7.3 TD-SCDMA动态信道分配技术241

7.7.4 动态信道分配的实现过程247

7.7.5 动态信道分配算法实例248

7.8 码管理和分组调度250

7.8.1 码分配策略250

7.8.2 调度算法252

7.9 基于智能天线技术的无线资源管理算法258

7.9.1 智能天线技术下的系统容量和负载259

7.9.2 基于智能天线技术的负载控制263

7.9.3 基于智能天线技术的接入控制263

7.9.4 基于智能天线技术的功率控制264

7.9.5 基于智能天线技术的切换控制265

7.9.6 基于智能天线技术的动态信道分配266

7.9.7 智能天线对分组调度的影响267

参考文献267

第8章 TD-SCDMA系统干扰共存269

8.1 干扰共存研究概述270

8.1.1 基本概念271

8.1.2 2GHz频带干扰类型273

8.1.3 干扰共存研究方法274

8.2 TD-SCDMA无线设备特性277

8.2.1 UE发射机特性277

8.2.2 UE接收机特性280

8.2.3 Node B发射机特性282

8.2.4 Node B接收机特性287

8.3 干扰共存研究参数设置289

8.3.1 TD-SCDMA系统仿真参数假设289

8.3.2 WCDMA系统仿真参数假设290

8.3.3 cdma2000系统仿真参数假设291

8.3.4 PHS仿真参数假设292

8.4 TD-SCDMA与FDD-CDMA干扰共存295

8.4.1 基本干扰模式295

8.4.2 WCDMA系统和TD-SCDMA系统之间的干扰296

8.4.3 cdma2000 1X系统和TD-SCDMA系统之间的干扰300

8.5 双TD-SCDMA干扰共存305

8.5.1 双TD-SCDMA帧结构完全同步306

8.5.2 双TD-SCDMA帧结构完全异步308

8.5.3 结论310

8.6 PHS与3G系统之间的干扰310

8.6.1 TD-SCDMA对PHS的干扰310

8.6.2 PHS对TD-SCDMA的干扰311

8.6.3 PHS对WCDMA系统的干扰312

8.7 GSM1800与TD-SCDMA系统之间的干扰315

8.7.1 GSM1800系统概述315

8.7.2 GSM1800与TD-SCDMA共存317

参考文献318

第9章 TD-SCDMA HSDPA技术319

9.1 HSDPA关键技术319

9.1.1 AMC技术320

9.1.2 H-ARQ技术326

9.2 HSDPA协议介绍333

9.2.1 HS-DSCH334

9.2.2 HS-SCCH336

9.2.3 HS-SICH337

9.2.4 HSDPA中的信令参数337

9.3 HSDPA MAC子层338

9.3.1 UE侧HSDPA MAC结构338

9.3.2 UTRAN侧HSDPA MAC结构340

9.3.3 H-ARQ协议342

9.4 HSDPA无线分组调度算法344

9.4.1 有线网络中分组调度算法344

9.4.2 无线网络特性346

9.4.3 无线网络中常见分组调度算法347

9.5 HSDPA移动性处理过程352

9.5.1 服务HS-DSCH的改变352

9.5.2 Node B内同步服务HS-DSCH蜂窝改变353

9.5.3 硬切换下Node B间同步服务HS-DSCH蜂窝改变353

参考文献354

第10章 TD-SCDMA HSUPA技术355

10.1 TD-HSUPA无线信道355

10.1.1 E-DCH信道356

10.1.2 E-RUCCH信道358

10.1.3 E-AGCH信道358

10.1.4 E-HICH信道360

10.1.5 E-DCH/E-AGCH伴随和定时362

10.1.6 E-DCH/E-HICH伴随和定时362

10.2 TD-HSUPA MAC层协议363

10.2.1 UE侧MAC-e/es实体363

10.2.2 UTRAN侧MAC-es实体364

10.2.3 UTRAN侧MAC-e实体365

10.2.4 MAC层数据单元处理366

10.2.5 E-DCH的MAC头参数366

10.2.6 E-DCH控制信息信令366

10.3 TD-HSUPA关键机制368

10.3.1 随机接入控制机制368

10.3.2 UE端的HARQ机制368

10.3.3 基站端的HARQ机制370

10.3.4 复用和解复用371

10.3.5 调度和授权371

10.3.6 E-TFC选择372

10.3.7 功率控制373

10.3.8 同步机制374

10.3.9 E-DCH过程375

10.4 TD-HSUPA性能评估375

参考文献377

第11章 TD-SCDMA组网技术和网络设计378

11.1 N频点组网技术378

11.1.1 N频点组网原理378

11.1.2 N频点基站的实现379

11.1.3 N频点组网的频率规划382

11.1.4 辅载波软覆盖技术382

11.2 分布式组网技术383

11.2.1 RRU单元384

11.2.2 BBU单元385

11.2.3 组网方式385

11.2.4 Ir接口386

11.3 双极化智能天线技术391

11.3.1 双极化智能天线原理391

11.3.2 双极化智能天线性能393

11.3.3 双极化智能天线实际应用394

参考文献395

第12章 TD-SCDMA无线网络规划396

12.1 TD-SCDMA网络规划要素396

12.1.1 TD-SCDMA规划目标396

12.1.2 TD-SCDMA网络规划特征397

12.2 TD-SCDMA网络初始准备和预规划400

12.2.1 TD-SCDMA网络规划初始准备400

12.2.2 容量估算405

12.2.3 覆盖估算408

12.2.4 初始站点选择409

12.3 TD-SCDMA区域规划和邻区规划410

12.3.1 RNC区规划410

12.3.2 寻呼区规划411

12.3.3 邻区规划413

12.4 TD-SCDMA网络详细规划413

12.4.1 覆盖方案规划413

12.4.2 站址规划414

12.4.3 传播模型校正416

12.4.4 性能规划418

12.4.5 扰码规划421

12.4.6 频率规划423

12.4.7 时隙比率规划424

12.4.8 多系统共存规划425

12.5 TD-SCDMA网络规划验证427

12.5.1 数据采集要求427

12.5.2 测试数据分析428

12.5.3 评估测试429

12.6 TD-SCDMA链路预算429

12.6.1 传播模型的选择430

12.6.2 上行链路预算431

12.6.3 下行链路预算434

12.7 TD-SCDMA网络容量规划437

12.7.1 TD-SCDMA系统容量特性437

12.7.2 TD-SCDMA网络容量预测438

12.7.3 硬容量分析442

12.7.4 软容量分析444

参考文献448

第13章 TD-SCDMA无线网络优化450

13.1 TD-SCDMA网络优化概述450

13.1.1 TD-SCDMA网络优化目标450

13.1.2 TD-SCDMA网络优化特征451

13.1.3 TD-SCDMA无线网络优化与规划设计的关系452

13.1.4 网络建设优化流程453

13.1.5 网络运维优化流程454

13.1.6 网络优化工具455

13.2 TD-SCDMA无线网络优化方法457

13.2.1 确定优化目标457

13.2.2 单站验证457

13.2.3 划分簇458

13.2.4 确定测试路线458

13.3 TD-SCDMA无线网络优化内容458

13.3.1 覆盖优化458

13.3.2 网络质量的优化462

13.3.3 直放站的优化463

13.3.4 2G/3G互操作优化463

13.4 网络故障分析及优化464

13.4.1 干扰优化464

13.4.2 切换优化466

13.4.3 孤岛效应的优化467

13.5 不同场景下的网络优化467

13.5.1 密集城区场景467

13.5.2 一般城区场景468

13.5.3 郊区场景468

13.5.4 一般楼宇室内场景468

13.5.5 高速公路场景469

13.5.6 隧道覆盖470

13.5.7 机场场景470

13.5.8 地铁场景471

13.5.9 体育场馆场景471

13.5.10 立交桥场景472

13.5.11 广场场景472

参考文献473