本書系統(tǒng)地講解了LTE移動通信技術(shù)、LTE信令流程、LTE基站設(shè)備開通與維護(hù)等方面的知識。全書共10章，主要內(nèi)容包括移動通信的發(fā)展簡介、常見的無線通信基礎(chǔ)知識、LTE的兩大關(guān)鍵技術(shù)OFDM和MIMO、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、LTE協(xié)議原理、第五代移動通信技術(shù)以及LTE基站的開通維護(hù)和故障處理等。為了更貼近企業(yè)用人標(biāo)準(zhǔn)、更符合崗位需求, 本書由經(jīng)驗(yàn)豐富的一線技術(shù)專家直接參與編寫與審核, 較好地體現(xiàn)了面向應(yīng)用型人才培養(yǎng)的現(xiàn)代教育特色。
本書既可以作為高校通信類專業(yè)LTE相關(guān)課程的教材, 也可以作為通信企業(yè)培訓(xùn)或者技術(shù)人員自學(xué)的參考資料。
2013年12月4日, 工信部分別向中國移動、中國電信、中國聯(lián)通頒發(fā)了4G運(yùn)營牌照, 拉開了我國4G正式運(yùn)營的序幕。經(jīng)過幾年的發(fā)展, LTE已經(jīng)成為中國運(yùn)營商滿足用戶大數(shù)據(jù)量需求的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò), 也成為未來融合通信的承載網(wǎng)。目前, 僅中國移動的LTE基站規(guī)模已經(jīng)達(dá)到250萬, TDLTE用戶規(guī)模也超過9億。中國移動LTE前三年的建設(shè)量相當(dāng)于TDSCDMA網(wǎng)絡(luò)七年的建設(shè)量, 相當(dāng)于GSM網(wǎng)絡(luò)二十年的建設(shè)量。無論從基站規(guī)模上看, 還是從用戶規(guī)模上看, LTE網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為各大運(yùn)營商主要的運(yùn)營網(wǎng)絡(luò)。在這種大背景下, 各大高校通信技術(shù)相關(guān)專業(yè)相繼開設(shè)了LTE移動通信技術(shù)課程。培養(yǎng)4G技術(shù)人才是未來一段時(shí)間各高校人才培養(yǎng)的重點(diǎn)之一。
與3G技術(shù)相比而言, LTE具有以下技術(shù)特征:
(1) 提高了通信的速率, 下行峰值速率為100 Mb/s、上行為50 Mb/s。
(2) 提高了頻譜的效率。
(3) 主要目標(biāo)為分組域任務(wù), 系統(tǒng)在整體架構(gòu)上將基于分組交換。
(4) 降低了無線網(wǎng)絡(luò)的延時(shí)。
(5) 提高了小區(qū)邊界的比特速率, 在基站的分布位置不發(fā)生變化的前提下增加了小區(qū)邊界比特速率。如MBMS(多媒體廣播和組播業(yè)務(wù))在小區(qū)邊界可以實(shí)現(xiàn)1 b/(s·Hz)的數(shù)據(jù)速率。
(6) 強(qiáng)調(diào)兼容性, 支持已有的3G系統(tǒng), 也支持與非3GPP規(guī)范系統(tǒng)的協(xié)同運(yùn)作。
結(jié)合以上技術(shù)特點(diǎn), 考慮到移動通信技術(shù)的未來發(fā)展趨勢, 我們精心編寫了本書。本書共10章, 各章主要內(nèi)容如下:
第1章為緒論, 主要介紹了現(xiàn)代移動通信的發(fā)展情況及LTE網(wǎng)絡(luò)概述。
第2章為無線通信基礎(chǔ)知識, 主要介紹了移動通信系統(tǒng)中常見無線通信技術(shù)的應(yīng)用。
第3章為網(wǎng)絡(luò)架構(gòu), 主要介紹了EPS網(wǎng)絡(luò)及IMS網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)、功能和接口等。
第4章為OFDM技術(shù)原理及關(guān)鍵技術(shù), 主要介紹了LTE關(guān)鍵技術(shù)之OFDM的原理、優(yōu)缺點(diǎn)以及相應(yīng)的關(guān)鍵技術(shù)。
第5章為MIMO技術(shù)原理及關(guān)鍵技術(shù), 主要介紹了LTE關(guān)鍵技術(shù)之MIMO的技術(shù)原理、空時(shí)處理技術(shù)以及相應(yīng)的關(guān)鍵技術(shù)。
第6章為LTE其他關(guān)鍵技術(shù), 主要介紹了除OFDM和MIMO之外LTE中常用的其他關(guān)鍵技術(shù)。
第7章為LTE空中接口, 主要介紹了LTE無線協(xié)議棧、無線幀結(jié)構(gòu)以及無線信道等相關(guān)知識。
第8章為LTE信令流程, 主要介紹了LTE的無線信令流程, 移動性、連接性管理流程和LTE會話管理的相關(guān)流程。
第9章為第五代移動通信新技術(shù), 主要匯總了當(dāng)前第五代移動通信技術(shù)的相關(guān)資料, 使讀者對新一代移動通信技術(shù)從技術(shù)特點(diǎn)到關(guān)鍵技術(shù)有一個(gè)初步的認(rèn)識。
第10章為LTE基站開通與維護(hù), 主要以中興LTE基站為例子，介紹了基站的硬件認(rèn)知和安裝、基站開通數(shù)據(jù)配置以及基站常見故障排查等實(shí)踐性很強(qiáng)的內(nèi)容。
附錄部分列出了常用的LTE專業(yè)術(shù)語的中英文對照，方便讀者學(xué)習(xí)時(shí)查閱。
本書可作為高等院校本科及�？仆ㄐ殴こ獭㈦娮有畔⒐こ�、計(jì)算機(jī)、物聯(lián)網(wǎng)等相關(guān)專業(yè)的教材, 還可以作為移動通信技術(shù)相關(guān)工作人員的學(xué)習(xí)、參考用書或培訓(xùn)教材, 亦可作為自學(xué)者的自學(xué)用書。
由于編者水平有限, 書中難免有疏漏和不當(dāng)之處, 懇切希望各位讀者不吝指正。
第1章 緒論 1
1.1 移動通信技術(shù)的演進(jìn) 1
1.1.1 第一代移動通信技術(shù)(1G) 1
1.1.2 第二代移動通信技術(shù)(2G) 2
1.1.3 第三代移動通信技術(shù)(3G) 5
1.1.4 第四代移動通信技術(shù)(4G) 6
1.1.5 第五代移動通信技術(shù)(5G) 8
1.2 移動通信標(biāo)準(zhǔn)化組織 9
1.2.1 ITU(國際電信聯(lián)盟) 9
1.2.2 3GPP(第三代合作伙伴計(jì)劃) 11
1.2.3 3GPP2(第三代合作伙伴計(jì)劃2) 12
1.2.4 IEEE(電氣和電子工程師協(xié)會) 12
1.2.5 CCSA(中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會) 13
1.3 LTE概述 14
1.3.1 LTE背景 14
1.3.2 LTE主要指標(biāo)和需求 16
習(xí)題 18
第2章 無線通信基礎(chǔ)知識 19
2.1 傳輸介質(zhì) 19
2.2 無線傳播理論 20
2.2.1 電磁波的傳播方式 20
2.2.2 電磁波的衰落和分集技術(shù) 21
2.2.3 電磁波的損耗 22
2.3 無線信道簡介 23
2.3.1 無線信道的指標(biāo) 23
2.3.2 無線信道模型 23
2.4 信道復(fù)用 24
2.4.1 基本概念 24
2.4.2 無線通信的多址復(fù)用技術(shù) 24
2.5 擴(kuò)頻通信技術(shù) 25
2.6 無線通信系統(tǒng)中的重要概念 27
2.7 我國無線電業(yè)務(wù)頻率劃分 27
習(xí)題 28
第3章 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 29
3.1 EPS網(wǎng)絡(luò) 29
3.1.1 EPS結(jié)構(gòu) 30
3.1.2 EPS網(wǎng)元功能 30
3.1.3 EPS網(wǎng)絡(luò)接口 33
3.1.4 EPC系統(tǒng)標(biāo)識 35
3.2 IMS網(wǎng)絡(luò) 39
3.2.1 IMS的特點(diǎn) 40
3.2.2 IMS結(jié)構(gòu) 42
3.2.3 呼叫會話控制功能 44
3.2.4 用戶數(shù)據(jù)庫功能 50
3.2.5 媒體處理功能 54
3.2.6 互聯(lián)互通功能 56
3.2.7 計(jì)費(fèi)監(jiān)聽功能 59
3.2.8 其他功能 62
習(xí)題 66
第4章 OFDM技術(shù)原理及關(guān)鍵技術(shù) 67
4.1 OFDM原理介紹 67
4.1.1 OFDM的基本原理 67
4.1.2 OFDM的歷史與應(yīng)用 70
4.1.3 OFDM調(diào)制解調(diào)的IDFT/DFT實(shí)現(xiàn) 70
4.1.4 OFDM信號的產(chǎn)生流程 71
4.1.5 OFDM技術(shù)的主要優(yōu)缺點(diǎn) 72
4.2 OFDM關(guān)鍵技術(shù)介紹 73
4.2.1 循環(huán)前綴 73
4.2.2 峰均比(PAR) 75
4.2.3 同步技術(shù) 77
4.2.4 訓(xùn)練序列和導(dǎo)頻及信道估計(jì)技術(shù) 77
4.2.5 編碼技術(shù) 79
4.2.6 OFDM的子載波和功率分配問題 79
習(xí)題 80
第5章 MIMO技術(shù)原理及關(guān)鍵技術(shù) 81
5.1 MIMO技術(shù)概述 81
5.2 MIMO系統(tǒng)的基本原理 82
5.2.1 MIMO系統(tǒng)模型 82
5.2.2 MIMO信道 83
5.2.3 MIMO信道容量 85
5.3 MIMO系統(tǒng)中的空時(shí)處理技術(shù) 91
5.3.1 空時(shí)碼的設(shè)計(jì) 91
5.3.2 空時(shí)塊編碼(STBC) 93
5.3.3 空時(shí)格碼(STTC) 97
5.3.4 分層空時(shí)碼(LST) 103
5.3.5 STBC、STTC、LST的改善方案 107
5.4 MIMO的關(guān)鍵技術(shù) 108
5.4.1 分集技術(shù) 109
5.4.2 合并技術(shù) 111
5.4.3 空間復(fù)用技術(shù) 113
5.4.4 波束賦形技術(shù) 114
5.4.5 多用戶MIMO技術(shù) 115
5.5 MIMO系統(tǒng)在通信系統(tǒng)中的應(yīng)用 116
習(xí)題 117
第6章 LTE其他關(guān)鍵技術(shù) 118
6.1 鏈路自適應(yīng) 118
6.2 快速分組調(diào)度 119
6.3 HARQ 120
6.3.1 FEC、ARQ以及HARQ 120
6.3.2 HARQ與軟合并 124
6.4 小區(qū)間干擾消除 126
6.4.1 發(fā)射端波束賦形以及IRC 126
6.4.2 小區(qū)間干擾協(xié)調(diào) 127
6.4.3 功率控制 128
6.4.4 比特級加擾 129
習(xí)題 129
第7章 LTE空中接口 130
7.1 LTE無線協(xié)議棧 130
7.1.1 PHY層 131
7.1.2 MAC層 132
7.1.3 RLC層 135
7.1.4 PDCP層 137
7.1.5 RRC層 138
7.1.6 NAS層 139
7.2 LTE無線幀結(jié)構(gòu) 140
7.2.1 LTEFDD無線幀 140
7.2.2 LTETDD無線幀 141
7.2.3 LTE無線幀資源 141
7.2.4 LTETDD的子幀分配策略 144
7.2.5 FDD幀和TDD幀的區(qū)別 145
7.3 LTE無線信道 146
7.3.1 物理信道 147
7.3.2 傳輸信道 154
7.3.3 邏輯信道 156
7.3.4 物理信道、傳輸信道和邏輯信道之間的映射 156
7.3.5 物理信號 157
習(xí)題 163
第8章 LTE信令流程 165
8.1 無線信令流程 165
8.1.1 小區(qū)搜索過程 165
8.1.2 隨機(jī)接入過程 170
8.1.3 尋呼流程 175
8.2 LTE移動性管理和連接性管理 176
8.2.1 相關(guān)概念 176
8.2.2 小區(qū)選擇/重選 179
8.2.3 Attach流程 180
8.2.4 Detach流程 182
8.2.5 TAU流程 184
8.2.6 Handover流程 188
8.2.7 Service Request流程 191
8.2.8 S1 Release流程 194
8.3 LTE會話管理 195
8.3.1 承載的概念 195
8.3.2 會話管理的一些基本概念 196
8.3.3 承載QoS控制 197
8.3.4 主要流程 198
習(xí)題 208
第9章 第五代移動通信新技術(shù) 209
9.1 第五代移動通信技術(shù)概述 209
9.1.1 5G的三種應(yīng)用場景 209
9.1.2 5G的基本特點(diǎn) 209
9.1.3 5G的關(guān)鍵技術(shù) 210
9.2 5G的體系架構(gòu) 214
9.3 5G RAN 218
9.3.1 RAN系統(tǒng)組成 218
9.3.2 gNBCU和gNBDU 219
9.3.3 RAN接口 221
9.3.4 無線協(xié)議架構(gòu) 222
9.4 新空中接口技術(shù) 223
9.4.1 5G NR多址方式和雙工方式 223
9.4.2 5G NR幀結(jié)構(gòu) 223
9.4.3 各種子載波的幀結(jié)構(gòu)劃分 225
9.4.4 5G NR RB 227
9.5 大規(guī)模MIMO技術(shù) 228
9.5.1 大規(guī)模MIMO技術(shù)的定義 228
9.5.2 大規(guī)模MIMO技術(shù)的優(yōu)勢 229
9.5.3 Massive MIMO系統(tǒng)架構(gòu) 230
9.5.4 大規(guī)模MIMO的工作流程 230
9.6 毫米波技術(shù) 231
9.6.1 毫米波技術(shù)概述 231
9.6.2 毫米波的傳播特性 232
9.6.3 毫米波通信的優(yōu)點(diǎn) 233
9.6.4 5G毫米波技術(shù) 233
9.6.5 毫米波基站應(yīng)用場景 236
9.7 同頻同時(shí)全雙工技術(shù) 237
9.7.1 同頻同時(shí)全雙工定義 237
9.7.2 全雙工系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 238
習(xí)題 239
第10章 LTE基站開通與維護(hù) 240
10.1 分布式基站BS8700 240
10.1.1 BBU8200/8300 242
10.1.2 RRU 249
10.2 一體化宏基站 252
10.3 微(微微)型基站 254
10.4 硬件安裝 257
10.4.1 RRU安裝 257
10.4.2 BBU安裝 258
10.5 數(shù)據(jù)配置 260
10.6 故障處理 294
10.6.1 RRU通道類故障 294
10.6.2 光口類故障 297
10.6.3 傳輸類故障 298
10.6.4 小區(qū)不能建立 301
習(xí)題 302
附錄 LTE專業(yè)術(shù)語中英文對照 303
參考文獻(xiàn) 318
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