WCDMA无线网络技术[按需印刷]

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内容简介: 本书主要介绍第三代移动通信系统中的WCDMA无线网络技术。作者根据多年从事WCDMA系统的研发和教学经验,结合WCDMA系统的最新进展,深入浅出地讲述了WCDMA无线接入技术的基本原理及其体系架构,同时根据所述内容的重点和难点,设置了相应的例题和习题,以利于读者更快更好地理解和掌握本书内容。
全书共分8章,主要内容包括移动通信发展的历史,无线传播环境的基本传播机制及信道模型,WCDMA的无线接入网系统结构,WCDMA系统空中接口的物理层关键技术,WCDMA的物理层处理流程,WCDMA系统的空中接口协议,UTRA TDD和WCDMA系统的演进和发展。
本书适合从事3G系统研发的专业技术人员,参与3G网络建设、运营、维护和3G业务开发的工程技术人员和技术管理人员阅读,也可作为相关3G培训班的培训教材,以及电子信息工程、通信工程等专业本科生或研究生的专业教材和参考书。

目录: 第1章 概述 
 1.1 第一代模拟蜂窝移动通信系统
 1.2 第二代数字蜂窝移动通信系统
  1.2.1 GSM
  1.2.2 CDMA 
  1.2.3 中国的情况 
 1.3 第三代移动通信系统
  1.3.1 第三代移动通信系统的提出
   1.3.1.1 WCDMA的发展 
   1.3.1.2 CDMA2000的发展
   1.3.1.3 我国第三代移动通信系统的研究
  1.3.2 三种主要的IMT-2000无线传输方案的比较
   1.3.2.1 WCDMA技术
   1.3.2.2 CDMA2000技术
   1.3.2.3 TD-SCDMA技术
  1.3.3 IMT-2000频谱的划分
  1.3.4 WCDMA标准的演进
   1.3.4.1 R99版本 
   1.3.4.2 从R99向R4网络的演进
   1.3.4.3 从R4向R5网络的演进 
   1.3.4.4 R6版本 
   1.3.4.5 R7版本的现状
 1.4 第三代移动通信系统的演进
 小结 
 思考题与练习题
第2章 无线传播环境和信道特征
 2.1 移动无线电波传播环境
  2.1.1 基本传播机制(反射、绕射、散射)
  2.1.2 大尺度衰落
  2.1.3 小尺度衰落
   2.1.3.1 多径衰落对数字通信系统性能的影响
   2.1.3.2 移动通信信道的常见衰落分布 
   2.1.3.3 衰落信道的分类
  2.1.4 AWGN
 2.2 信道测量和建模 
  2.2.1 大尺度路径损耗模型
   2.2.1.1 室外传播模型
   2.2.1.2 室内传播模型
  2.2.2 小尺度传播模型
   2.2.2.1 双线Rayleigh衰落模型
   2.2.2.2 MIMO信道模型
   2.2.2.3 SCM信道模型
 小结 
 思考题与练习题 
第3章 WCDMA无线接入网
 3.1 IMT-2000无线接入网概述
  3.1.1 IMT-2000标准家族 
  3.1.2 网络的兼容与演进
 3.2 WCDMA无线接入网系统
  3.2.1 UMTS系统结构 
  3.2.2 UTRAN体系结构
   3.2.2.1 RNC 
   3.2.2.2 UTRAN的通用协议模型
   3.2.2.3 UTRAN功能概要 
 3.3 Iub接口 
  3.3.1 Iub接口协议
  3.3.2 Iub接口功能 
  3.3.3 无线网络层控制平面的应用部分
  3.3.4 无线网络层用户平面协议 
 3.4 Iur接口
  3.4.1 Iur接口协议
  3.4.2 Iur接口功能
  3.4.3 无线网络层控制平面协议
  3.4.4 无线网络层用户平面协议
 3.5 Iu接口
  3.5.1 Iu接口协议
  3.5.2 无线网络层控制平面协议
  3.5.3 无线网络层用户平面协议
  3.5.4 服务区广播协议 
 小结 
 思考题与练习题 
第4章 WCDMA物理层技术导论 
 4.1 WCDMA的参数
 4.2 扩频和加扰原理 
  4.2.1 扩频码和扰码的数学性质
  4.2.2 扩频、解扩的基本原理
  4.2.3 WCDMA系统中扩频与扰码
 4.3 RAKE接收机和多用户接收机原理 
  4.3.1 RAKE接收机
  4.3.2 多用户接收机
 4.4 空时码
  4.4.1 分集效应
  4.4.2 空时分组码(Alamouti方案)
  4.4.3 空时格码 
  4.4.4 分层空时码
 小结 
 思考题与练习题
第5章 WCDMA的物理层(FDD)
 5.1 传输信道到物理信道的映射 
  5.1.1 传输信道 
  5.1.2 物理信道的帧结构
  5.1.3 传输信道到物理信道的映射
 5.2 调制、扩频和加扰
  5.2.1 调制 
  5.2.2 WCDMA系统扰码的实现方法
  5.2.3 物理信道的扩频与加扰过程
  5.2.4 发射机特性
 5.3 信道编码和复用
  5.3.1 有关传输格式的参数的介绍
  5.3.2 传输信道的一般编码和复用
  5.3.3 传输格式检测
  5.3.4 3G系统可承载的业务 
  5.3.5 业务复用过程示例
 5.4 物理层信令
  5.4.1 上行物理层信令
  5.4.2 下行物理层信令 
 5.5 物理层相关进程
  5.5.1 小区搜索进程
  5.5.2 随机接入进程 
  5.5.3 发送分集过程
  5.5.4 功率控制过程
  5.5.5 切换测量过程
  5.5.6 压缩模式的测量过程
 小结
 思考题与练习题
第6章 WCDMA无线接口协议
 6.1 Uu接口协议结构模型 
 6.2 物理层协议
 6.3 数据链路层协议 
  6.3.1 媒体接入控制协议 
  6.3.2 无线链路控制协议 
  6.3.3 分组数据会聚协议 
  6.3.4 广播/多播控制协议 
  6.3.5 数据链路层的数据流
 6.4 网络层协议 
  6.4.1 网络层的业务
  6.4.2 无线资源控制协议
  6.4.3 控制平面RRC与低层之间的相互作用 
 小结
 思考题与练习题
第7章 WCDMA TDD介绍 
 7.1 TDD简介 
 7.2 物理层
  7.2.1 WCDMA TDD的物理信道
  7.2.2 WCDMA TDD的信道编码和复用
  7.2.3 WCDMA TDD的扩频和调制
 7.3 TDD和FDD共存的干扰分析 
 小结 
 思考题与练习题
第8章 WCDMA的演进和发展
 8.1 HSDPA
  8.1.1 HSDPA的物理层结构 
  8.1.2 HSDPA的关键技术
  8.1.3 HSDPA的移动性 
 8.2 HSUPA技术
 8.3 MIMO技术 
 8.4 LTE 
  8.4.1 LTE概念的提出
  8.4.2 LTE的发展时间表
  8.4.3 LTE的关键技术
  8.4.4 LTE主要技术提案介绍
 小结 
 思考题与练习题
附录 缩略语英汉对照表
参考文献

前言: 在任何时间、任何地点与对方进行不受牵绊的通信,一直是多数人的期望。在J.C.麦克斯韦尔、赫兹等开创性工作的基础上,马可尼早在1896年做出了第一个可用的无线电装置,进行了超过2英里的无线电通信,又在1901年实现了跨越大西洋的无线电通信。这些都促进了移动通信系统的形成。尤其在20世纪70年代后,随着大规模集成电路技术和计算机技术的迅猛发展,困扰移动通信系统的终端小型化和系统设计等关键问题得到了解决,移动通信技术进入了蓬勃发展阶段,并经历了第一代移动通信系统、第二代移动通信系统和第三代移动通信系统,以及第三代移动通信系统的演进和发展。.
全球移动通信发展虽然只有短短20年的时间,但它已经创造了一个奇迹,截至2006年底,全球移动用户已经超过20亿户。从用户数看,2002年底全球移动用户数已经超过了固定用户数(中国在2003年进入这个拐点)。截至2004年5月,近100个国家的移动用户数已经超过固定用户数,这一趋势仍在继续。移动用户数超过固定用户数,实质上反映了人们对移动性和个性化的需求在急剧上升。虽然目前第二代移动通信系统(例如GSM系统)仍在占据主导的移动通信市场,但是随着人们对数据业务、多媒体业务等的需求增长,以及对全球漫游的需求,第三代移动通信系统将逐步取代目前的第二代系统。第三代移动通信系统的空中接口技术主要有三大主流标准,包括宽带码分多址(Wideband Code Division Multiple Access,WCDMA)、CDMA2000和时分一同步CDMA(Time Division-Synchronization CDMA,TD-SCDMA)都将在移动通信市场占据一席之地。
本书主要讲述第三代移动通信系统之一——通用移动通信系统(Universal Mobile Telecommunication System,UMTS)。WCDMA是第三代移动通信的空中接口方案,截至2005年7月,全球有74个WCDMA网络商用。截至2005年6月底,全球WCDMA用户数为2830万户,与2004年9月公布的1000万用户数相比,WCDMA阵营用户数在半年内突破2000万户大关,其中日本NTT DoCoMo公司超过1300万户;日本另外一家提供WCDMA网络的运营商Vodafone的用户超过了130万户;香港和记黄埔公司的用户数已突破800万户。可以预见,未来几年内第三代移动通信系统将成为移动通信领域的主导,尤其是UMTS。与此同时,在市场需求的不断推动下,第三代移动通信系统的增强型技术将极大提高第三代移动通信系统的上下行数据承载能力以及系统的数据承载效率。而作为未来移动通信系统演进中采用的关键技术,包括正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)、多入多出(Multiple Input and Multiple Output,MIMO)天线系统、自适应调制与编码(Adaptive Modulation and Coding,AMC)等技术的不断发展,将在未来为演进的UMTS走向商用奠定重要基础。..
本书详细介绍WCDMA(包括FDD和TDD两种双工方式)的空中接口技术及其网络构架和协议等内容。第1章详细介绍了移动移动通信发展的历史,第三代移动通信系统的两种主要系统和三种主要空中接口传输技术标准,以及第三代移动通信系统的频谱分配和演进。无线信道是制约无线通信系统的最关键因素,所有的无线系统设计都无法回避它的存在。因此,本书第2章主要讲述无线传播环境的基本传播机制(反射,绕射和散射),分析快衰落和慢衰落对系统设计的影响,最后介绍目前3GPP使用的多入多出信道模型,为后续章节的学习做好铺垫。第3章主要讲述WCDMA的无线接入网系统结构,包括逻辑网元和接口(包括Iub、Iur)的全面概述。第4章介绍WCDMA系统空中接口的物理层关键技术,主要给出WCDMA的参数、扩频和解扩原理、Rake接收机和多用户接收机原理、软切换和空时码等技术的原理,这一部分内容是理解本书第5章内容的引导。第5章描述WCDMA物理层的处理流程,尤其对编码和交织、扩频和调制、小区搜索进程、功率控制过程等作了较为详尽的阐述。第6章介绍WCDMA系统的空中接口协议,包括Uu接口协议结构模型、物理层、数据链路层、网络层和无线接口协议的改进和演化。第7章则简要介绍了UTRATDD。由于UTRATDD包含两个标准,一个是低码片速率的,即TD-SCDMA标准,此标准在本系列出版物中有专门教材讲述;另一个为高码片速率的,本书主要针对此标准进行讲解,并分析它和FDD的主要区别和共存的干扰等问题。随着技术和市场需求的不断发展,WCDMA系统的局限性也日渐显露。为了保持它在技术上的先进型,3GPP对WCDMA系统不断地进行演进,通过引入新的技术,衍生出不同的版本,不断地提高其在各方面的性能。第8章介绍WCDMA系统的演进和发展,包括HSDPA,HSUPA,LTE等演进阶段,以及MIMO,OFDM等最新技术原理和标准化进展。
本书尽量涵盖目前WCDMA的最新版本内容,包括R6和R7版本,尽量全面、细致、适时地阐明WCDMA无线网络技术。由于作者的知识有限,书中难免有疏漏之处,欢迎读者来信批评指正。...
编者
2006年10月