3GPP長期演進(jìn)

前言

　　自20世紀(jì)80年代以來，移動(dòng)通信在全球范圍內(nèi)得到了迅速發(fā)展。伴隨著GSM等移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)白20世紀(jì)90年代以來的廣泛普及，全球語音通信業(yè)務(wù)獲得了巨大的成功。同時(shí)，隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和應(yīng)用的重要性與日俱增，GSM網(wǎng)絡(luò)也已經(jīng)演進(jìn)到GPRS／EDGE和WCDMA／HSDPA網(wǎng)絡(luò)。但從未來的發(fā)展趨勢看，用戶希望通過移動(dòng)終端隨時(shí)隨地交流各種信息，包括語音、電子郵件、圖片、音樂和視頻，尤其是大數(shù)據(jù)量的信息，比如視頻的無線移動(dòng)傳輸。這就要求新的移動(dòng)寬帶系統(tǒng)傳輸速率更快，傳輸?shù)倪^程更加穩(wěn)定，支持更便攜的終端設(shè)備。為了適應(yīng)業(yè)務(wù)帶寬、傳輸時(shí)延以及網(wǎng)絡(luò)覆蓋等多方面的需要，3GPP又推出了新的演進(jìn)技術(shù)——演進(jìn)分組系統(tǒng)（Evolved Packet System，EPS）。演進(jìn)分組系統(tǒng)是3GPP標(biāo)準(zhǔn)委員會制定的3G UMTS最新演進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，主要包括無線接口長期演進(jìn)（Long Term Evolution，LTE）和系統(tǒng)架構(gòu)演進(jìn)（System Architecture Evolution，SAE）。　　2009年1月，我國工業(yè)和信息化部頒發(fā)了第三代移動(dòng)通信（3G）牌照，此舉標(biāo)志著我國正式進(jìn)入了3G時(shí)代，并且國內(nèi)運(yùn)營商都宣布將LTE作為向4G演進(jìn)的路線和方向。為保證我國在未來的移動(dòng)通信領(lǐng)域的競爭力和話語權(quán)，尤其為保證TD-SCDMA能夠長期可持續(xù)發(fā)展，我們需要增加國內(nèi)LTE，尤其是TD-LTE研究的深度和廣度，加快其標(biāo)準(zhǔn)化、研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。在標(biāo)準(zhǔn)化方面，我們要與國際同行合作積極推進(jìn)和完善LTE及LTE-Advanced標(biāo)準(zhǔn)；在研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化方面，我們要組織有實(shí)力的企業(yè)加快推進(jìn)LTE研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，并充分依托國內(nèi)TD-SCDMA巨大的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)TD-LTE“以我為主”戰(zhàn)略目標(biāo)?！　≡摃髡呔鶠長TE的資深研究人員，依托國內(nèi)企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)并以3GPP獨(dú)立會員的身份全面參與了3GPP LTE的技術(shù)研究和標(biāo)準(zhǔn)化過程，對LTE的系統(tǒng)架構(gòu)和技術(shù)規(guī)范有深入的理解。本書的每一章節(jié)均由專門從事該項(xiàng)技術(shù)研究的人員進(jìn)行撰寫，這些人員在LTE專項(xiàng)技術(shù)上有較好的積累和較深的理解。作者從2005年開始對LTE的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、系統(tǒng)設(shè)計(jì)和關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，在LTE標(biāo)準(zhǔn)研究和技術(shù)分析方面有較高的業(yè)務(wù)和寫作水平，是國內(nèi)LTE標(biāo)準(zhǔn)研究的專家。本書編寫的素材除來自于3GPP最新的技術(shù)規(guī)范、技術(shù)報(bào)告、會議文稿等一手材料外，還融入了作者長期研究過程中積累的心得和總結(jié)，使得讀者可以更好地理解LTE的內(nèi)容。

內(nèi)容概要

本書系統(tǒng)闡述了3GPP長期演進(jìn)（LTE）的系統(tǒng)架構(gòu)與技術(shù)規(guī)范。本書內(nèi)容包括3G標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展過程和3G系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)，LTE空中接口物理層規(guī)范，LTE空中接口高層協(xié)議棧，LTE無線射頻特性，LTE無線接入網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)，LTE典型流程，3G核心網(wǎng)絡(luò)的后續(xù)演進(jìn)（EPC）?！　”緯晒氖乱苿?dòng)通信工作的研發(fā)人員、工程技術(shù)人員、運(yùn)營管理人員閱讀（尤其適合LTE、4G技術(shù)研究和開發(fā)人員使用），也可供高等院校通信及相關(guān)專業(yè)的師生參考。

書籍目錄

第1章　概述　  1.1　第三代移動(dòng)通信的發(fā)展歷史和背景　  1.2　第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的HSPA演進(jìn)　  1.3　第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的LTE演進(jìn)　  1.4　其他的無線通信系統(tǒng)　  1.5　未來演進(jìn)　  參考文獻(xiàn)　第2章　物理層規(guī)范　  2.1　概述　  2.2　多址方式　  2.3　無線幀結(jié)構(gòu)　  2.4　時(shí)隙結(jié)構(gòu)與基本物理資源　  2.5　MIMO方案　  2.6　參考信號　  2.7　物理層信道與信號　  2.8　傳輸信道的編碼、復(fù)用與交織　  2.9　物理層過程　  參考文獻(xiàn)　第3章　無線接口協(xié)議　  3.1　概述　  3.2　空中接口協(xié)議　  3.3　MAC　  3.4　無線鏈路控制(RLC)層　  3.5　分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議(PDCP)層　  3.6　RRC協(xié)議　  參考文獻(xiàn)　第4章　LTE無線接入網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)　  4.1　LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)　  4.2　E-UTRAN地面接口概述  4.3　控制平面信令及功能詳解　  4.4　用戶平面概述　  參考文獻(xiàn)　第5章　LTE無線射頻特性　  5.1　公共指標(biāo)　  5.2　無線基站特性　  5.3　用戶終端特性　  參考文獻(xiàn)　第6章　LTE典型信令過程　  6.1　基本過程　  6.2　切換過程　  6.3　會話管理過程　  6.4　其他過程　  6.5　本章附錄　  參考文獻(xiàn)　第7章　第三代移動(dòng)通信核心網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)(EPC)　  7.1　架構(gòu)參考模型和接口協(xié)議　  7.2　EPC邏輯功能　  7.3　EPC網(wǎng)元功能　  7.4　EMM和ECM狀態(tài)　  7.5　QoS　  7.6　標(biāo)識管理　  7.7　安全　  參考文獻(xiàn)　縮略語　

章節(jié)摘錄

　　3GPP規(guī)劃的3G演進(jìn)途徑有兩條，即L,TE和HSPA演進(jìn)。這兩種方法各有優(yōu)點(diǎn)：LTE能夠在新的和更復(fù)雜的頻譜規(guī)劃條件下工作，并且根本不需要考慮與更早版本的終端相兼容，而是完全進(jìn)行新的設(shè)計(jì)；HSPA演進(jìn)則在原有的基礎(chǔ)上進(jìn)行系統(tǒng)的平滑演進(jìn)，并需要保持對早期終端的后向兼容性。　　1.HSPA演進(jìn)驅(qū)動(dòng)力及指導(dǎo)思想　　R6版本中定義的HSPA極大地增強(qiáng)了WCDMA當(dāng)中的分組數(shù)據(jù)功能，該功能在R7版本及其后續(xù)版本中得到了進(jìn)一步的增強(qiáng)。這里將其稱為HSPA演進(jìn)，該演進(jìn)既包括新的技術(shù)特征的引入（例如MIMO），又包括對現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)進(jìn)行許多小的升級，所有這一切合起來將使得系統(tǒng)的性能和容量得到極大的提升?！　τ赨MTS，HSDPA以及緊隨其后的HSUPA己在世界范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了廣泛的商用。運(yùn)營商業(yè)已部署的：HSPA網(wǎng)絡(luò)需要為現(xiàn)有的成千上百萬的具有不同技術(shù)特性的終端服務(wù)，并后續(xù)支持很多年。因此HSPA演進(jìn)工作的指導(dǎo)思想是繼續(xù)增加新的和具有吸引力的技術(shù)特征，同時(shí)要依然能夠?yàn)楝F(xiàn)有的終端服務(wù)。換句話說，HSPA演進(jìn)需要與以前的版本保持后向兼容性，以便能夠?yàn)榕cHSPA演進(jìn)終端位于相同載波的UMTS的早期版本的終端提供服務(wù)?！　『笙蚣嫒菪砸驢SPA演進(jìn)對技術(shù)加以特定的限制。例如物理層功能需要與UMTS R99版本保持兼容，特別地兩者的帶寬必須保持相同，這就限制了配置的可能性，并且使得其峰值速率要低于LTE。另一方面，HSPA演進(jìn)是建立在現(xiàn)有規(guī)范的基礎(chǔ)上的，并且協(xié)議改動(dòng)僅涉及規(guī)范當(dāng)中那些需要升級的部分。因此，對于HSPA演進(jìn)來說，其標(biāo)準(zhǔn)化、實(shí)現(xiàn)和測試工作均比LTE要少?！　SPA演進(jìn)的需求主要來自3個(gè)方面：更高的峰值速率、更高的資源利用率和更低的傳輸時(shí)延。峰值速率的提高主要體現(xiàn)在多天線技術(shù)MIMO、更高階調(diào)制64QAM以及層2增強(qiáng)，前兩項(xiàng)技術(shù)只用于下行HSDPA信道，層2增強(qiáng)對上下行都適用；資源利用效率的提高主要是針對幾種典型的業(yè)務(wù)場景對資源分配機(jī)制進(jìn)行了改進(jìn)，包括針對VoIP業(yè)務(wù)和Always Online業(yè)務(wù)所做的優(yōu)化，分解為CPC（連續(xù)的分組連接）和CEI-FACH增強(qiáng)兩個(gè)特性；傳輸時(shí)延優(yōu)化主要體現(xiàn)在系統(tǒng)架構(gòu)演進(jìn)方面。以下我們將對這幾個(gè)技術(shù)特性進(jìn)行簡要介紹。

編輯推薦

　　《3GPP長期演進(jìn)(LTE)系統(tǒng)架構(gòu)與技術(shù)規(guī)范》是一本以LTE標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范為主要內(nèi)容的書籍，緊緊圍繞LTE的技術(shù)規(guī)范來闡述LTE系統(tǒng)，全面介紹了LTE系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，重點(diǎn)是物理層、空中接口協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)接口等涉及的功能實(shí)體和協(xié)議流程?！?GPP長期演進(jìn)(LTE)系統(tǒng)架構(gòu)與技術(shù)規(guī)范》可作為LTE研發(fā)人員學(xué)習(xí)和理解LTE技術(shù)規(guī)范的重要參考資料?！　腋呒夹g(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（“863”計(jì)劃），是一項(xiàng)具有明確國家目標(biāo)的國家科技計(jì)劃，是發(fā)展高科技、實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化、建設(shè)創(chuàng)新型國家的重大舉措?！?63”通信高技術(shù)叢書，是對通信信息領(lǐng)域的課題以及相關(guān)重大專項(xiàng)的成果總結(jié)，被新聞出版總署列入“十一五”國家重點(diǎn)圖書出版規(guī)劃項(xiàng)目中的國家重大出版工程?！　　?GPP長期演進(jìn)(LTE)系統(tǒng)架構(gòu)與技術(shù)規(guī)范》作者均來自于國內(nèi)著名移動(dòng)通信設(shè)備制造商和科研院所，長期從事移動(dòng)通信設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究。從3GPP LTE標(biāo)準(zhǔn)化項(xiàng)目開始以來，他們均親身參加了歷次LTE標(biāo)準(zhǔn)化會議以及技術(shù)討論，在3GPP標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程中提交了大量提案。通過對各階段的LTE標(biāo)準(zhǔn)的深入研究，他們具備了較高的業(yè)務(wù)水平，對LTE標(biāo)準(zhǔn)的解讀深入可信。

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