《国际信息工程先进技术译丛 LTE-A空中接口技术》张新成，周晓津编；曾勇波，李争平，黄明，白文乐译|(epub+azw3+mobi+pdf)电子书下载

图书名称：《国际信息工程先进技术译丛 LTE-A空中接口技术》

【作　者】张新成，周晓津编；曾勇波，李争平，黄明，白文乐译

【丛书名】国际信息工程先进技术译丛

【页 数】 376

【出版社】 北京：机械工业出版社 , 2021.04

【ISBN号】978-7-111-67705-5

【价 格】139.00

【参考文献】 张新成，周晓津编；曾勇波，李争平，黄明，白文乐译. 国际信息工程先进技术译丛 LTE-A空中接口技术. 北京：机械工业出版社, 2021.04.

图书封面：

图书目录：

《国际信息工程先进技术译丛 LTE-A空中接口技术》内容提要：

本书内容涵盖了LTE-A的性能目标及关键技术。在简要描述无线蜂窝网演进及LTE-A主要技术特征的基础上，本书深入地介绍了LTE-A的几项关键技术：载波聚合、多点协作理论和性能分析、MIMO、中继利用、自组织网络和异构网络、干扰抑制和eICIC技术。本书的讲解深入浅出，可以帮助读者切实掌握LTE系统的基本原理与系统实现方法，并快速应用于工程实践，还可以帮助他们深入理解LTE系统基本架构，为深入研究LTE打下坚实基础。 本书可供从事移动通信技术研究、开发、系统设计等的相关工程技术人员，以及高等院校通信专业的师生学习参考。

《国际信息工程先进技术译丛 LTE-A空中接口技术》内容试读

第1章

从LTE到LTE-A的发展

为满足不断增加的用户需求，呈指数增长的数据流量需要移动性更高的数据速率。其中，多媒体流量的增长速度远远高于语音流量，并且日益占据流量主导地位。为支持高级服务及应用，增强峰值数据速率是绝对有必要的。根据尼尔森定律(Nielsen's

Lw),高端家庭用户的网络连接速度将每年增加50%，或每21个月增加一倍（见图1-1)。这略低于摩尔定律的处理器功率增长速度（每18个月翻一番）。

10000

尼尔森定律

1000

10 Gbit/s2022

100

Gbit/s

2015

10

0.5 Gbit/s2010

2 Mbit/s2001

0.1

0.01+

19751980198519901995200020052010201520202025

图1-1网速的尼尔森定律

从1980年开始，随着笨重的第一代模拟手机问世，无线蜂窝通信行业走过了漫长的演进路径（见图1-2)，如今在世界上占有重要地位。当1987年全球移动通信系统(Global System for Mobile Communication,GSM)多址技术被认定时，码分多址(Code Division Multiple Access,CDMA)技术也已经被提出。1998年宽带码分多址(Wideband Code Division Multiple Access,WCDMA)技术被认定时，正交频分多址(Orthogonal Frequency-Division Multiple Access,OFDMA)技术已被提出。长期演进(Long Term Evolution,LTE)研究项目于2004年在第三代合作伙伴计划(Third-Generation Partnership Project,3GPP)中启动，旨在为3GPP无线电

接人技术提供高数据速率、低延迟和分组优化的无线接人技术。LTE的市场机遇在

2000年开始显现，目前大多数厂商都对LTE的首次展示有了相对明确的解决方案。

LTE

2LTE-A空中接口技术

我们相信LTE将成为主流的移动网络技术，大多数网络运营商都将随之升级。但

是，还有其他真正的选择吗？行业是否达到了终极多址访问？

1G

2G

3G

3.5G

3.9G

4G

LTE

模拟

数字

IMT-2000

HSPA

版本-8/9

LTE-A

音频

音频

音频

高速数据传输

高速数据传输

低速数据传输

高速数据传输

~100 Mbit/s

~I Gbit/s

、64 kbit/s

384 kbit/s

图1-2移动通信系统演进

.1LTE回顾

1.1.1无线技术

无线技术在网络和通信中发挥着深远的作用，因为它提供了两个基本功能：移动性和访问功能。今天的无线市场赢家（见图1-3）是中等容量的移动宽带网络，包括用GSM演进的增强型数据速率(Enhanced Data Rates for GSM Evolution,EDGE)、WCDMA、高速分组接人(High Speed Packet Access,HSPA),国际电信联盟(International Telecommunications Union,TU)系列的LTE,无线局域网(Wireless Local-Area Networks,WLAN)以及电气和电子工程师协会(Institute of

Electrical and Electronics Engineers,EEE)系列的全球微波接人互操作性(Wod-wide Interoperability for Microwave Access,WiMAX)。目前，IEEE802.l6-2004/

802.16e(便携和移动式WMAX)和3 GPP LTE是两大主流移动宽带无线技术。

吞吐量/Mbit/s)

LTE-A

802.16m

802.16e

802.11n

1000

802.16a/g

802.16d

HSPA+

802.11b

100

HSPA

WCDMA/TD-SCDMA

10

GSM/GPRS/EDGE

移动性

低

高

图1-3时下流行的无线技术，虚线为EEE和3GPP两种演进路径

LTE

第1章从LTE到LTE-A的发展3

在ITU系列中，通用移动电信系统(Universal Mobile Telecommunications Sys-tem,UMTS)采用宽带CDMA无线接入技术来建立第三代(Third-Generation,

3G)无线网络。UMTS的主要优点包括高频谱效率的语音和数据，以及用户的语音

和数据同步功能。初始UMTS网络部署基于3 GPP Release99规范，其中最大理论下行速率刚刚超过2Mbi/s。此后，Rel-5定义了高速下行链路分组接入(High-

Speed Downlink Packet Access,HSDPA),能提供l4Mbit/s的下行链路(Downlink,DL)峰值理论速率，Rel-6定义了高速上行链路分组接人(High-Speed Uplink

Packet Access,HSUPA)。网络通过具有相应功能的设备使用HSPA(HSPA/HSU-PA)进行数据传输。现在广泛部署的HSPA+通过高阶调制和多输入多输出(Mul-iple-Input,Multiple-Output,.MMO)技术能够在DL上达到42Mbit/s,上行链路(Uplink,UL)上达到11.5Mbit/s。

LTE是无线数据通信技术的标准，也是GSM/UMTS标准的演进。LTE规范提

供300Mit/s(4×4MIMO)的DL峰值速率，75Mbi/s的UL峰值速率，服务质量(Quality of Service,QoS)规定允许往返时间小于l0ms。LTE能够管理快速移动的移动设备，并为组播和广播数据流提供支持。LTE支持从1.4MHz到20MHz的可扩展载波带宽，并支持频分双工(Frequency-Division Duplexing,.FDD)和时分双工(Time-Division Duplexing,TDD)系统。网络架构被简化为一种基于IP的扁平网络架构，称为演进分组核心(Evolved Packet Core,EPC),旨在替代通用分组无线电业务(General Packet Radio Service,GPRS)核心网络，并支持旧的网络技术

的语音和数据到小区塔的无缝切换，如GSM、UMTS和CDMA2000。图1-4中总结

了LTE演进路径中可能的峰值数据速率。

DL:2M

DL:14.4M

DL:42M

DL:100M

DL:IG

UL:2M

UL:5.76M

UL:IIM

UL:50M

UL:500M

GSM

GPRS

WCDMA TD-SCDMA

HSDPA

HSUPA

HSPA+

LTE

LTE-A

EDGE

R99

Rel-4

Rel-5

Rel-6

Rel-7

Rel-8 Rel-9 Rel-10

图1-4移动网络演进

LTE的演进(LTE-Advanced,LTE-A)预计将提供更高的数据速率，同时保持与LTE Release8(Rel-8)成比例的覆盖。其目的是提供DL 1Gbit/s和UL500Mbit/s的峰值数据速率，高达1O0MHz的带宽可扩展性，UL中增强频谱效率

LTE

4LTE-A空中接口技术

达15bit/s/Hz,DL中达30bit/s/Hz,以提高边缘容量，以及相对于LTE Rel-8的更低的用户和控制层面延迟。

1.1.2LTE的性能

LTE Rel-8是2000年年初正在商业化的基于正交频分复用（0 rthogonal Frequency-Division Multiplexing,OFDM)的主要宽带技术之一。2005年期间，LTE和系统架构演进(System Architecture Evolution,SAE)研究项目已经在3GPP中建立

起来。运营商和制造商都渴望推动这些研究项目，因为他们面临来自WMAX等其

他技术的竞争。与2000年年初的UMTS版本相比，运营商正在寻求显著的改进，

新版本需要提供更适合从电路交换通信向分组数据转变的架构，以及支持频谱重构的无线电技术。LTE Rel-8在DL上提供150Mbit/s(2×2MMO)的高峰值数据速率，在20MHz带宽上提供75Mbi/s的UL,允许1.4~20MHz的灵活带宽操作。主要部署在宏/微小区布局中的LTE Rel-8,提供了改进的系统容量和覆盖率、高峰值数据速率、低延迟、降低的运营成本、多天线支持、灵活的带宽操作以及与现

有系统的无缝集成。OFDMA不仅对单个小区有利，还可以针对完整的小区间干扰

协调优化更好的解决方案。LTE的需求和性能结果的比较见表1-1。

表1-1LTE的需求与性能对照

项目

LTE需求

LTE性能

100Mbit/s

326.4Mbi/8(4层)

DL

(5bit/s/Hz)

172.8Mbit/s(2层)

峰值速率

>50Mbit/s

86.4Mbit/s (64QAM)

UL

(2.5bit/s/Hz)】

57.6Mbit/s (16QAM)

空闲到活跃

<100ms

51.25ms+3×S1延迟

C层时延

休眠到活跃

<50ms

<<51.25ms

U层时延

<5ms

4ms

LTE网络架构的设计目标是支持具有无缝移动性、QS和最小延迟的分组交换

业务。LTE Rel-8支持的小区平均频谱效率增益是HSPA Rel-6的2~3倍，无线网络用户平面时延低于10ms(往返时间或RTT)。LTE中的分组交换方法允许支持

所有业务，包括仅通过分组连接的语音。因此，LTE只采用两种节点类型：演进型

节点B（evolved Node-B,eNB)和移动性管理实体/网关(Mobility Management

Entity/Gate Way,MME/GW),采用高度简化的扁平架构。与3G系统相比，LTE减少了不同类型无线接入网(Radio Access Network,RAN)节点的数量及其复杂性，减少了资本支出(Capital expenditure,CAPEX)和运营费用(Operating expenses,

OPEX),降低了终端的复杂性。LTE网络将与UMTS/HSPA地面无线电接入网络

(UMTS/HSPA Terrestrial Radio Access Network,UTRAN)和GSM/EDGE无线电接人网络(GSM/EDGE Radio Access Network,GERAN)共存。

1.1.3下一代网络的挑战

虽然LTE具有优于前代的性能，但在无线网络开发之前，正在进行的改进服务

第1章从LTE到LTE-A的发展5Q总9LTE

要求总是面临诸多挑战。下一代网络需要更低的无线电延迟、更高的频谱效率、更灵活和更快的移动性，以及某种可以实现多个运营商的频谱利用的认知无线电。所有这些要求都需要在空中接口和新的网络拓扑开发过程中进行演进，如图1-5所示。

更宽的带宽更高的频谱效率

空中接口演进

服务需求

更低的延迟

安全性

新的网络拓扑

移动性

图1-5移动网络面临的挑战

此外，未来的P优化移动网络将通过高带宽、低延迟和新的分组优化宽带无

线电技术提供各种类型的通信服务。基于现代扁平网络结构，下一代网络（见图1-6)将部署许多更先进的技术，包括多点协作通信、认知无线电、多层通信、异

构网络和高级MIM0,以实现全新的移动通信架构。扁平网络架构将为分布式天线

提供支持，同时旨在实现“绿色”通信。随着智能终端的存在和移动互联网的普及，应开发更强大的移动网络来提供更好的用户体验。

高级服务

合作的

分布式天线

多无线接入

有利技术

高级访问网络

灵活的

网络架构

多天线接入网络

多层

高级MIMO

同构/异构

绿色RAN

图1-6下一代移动网络

1.2LTE-A性能目标

为了突破国际电联无线电通信(TU Radiocommunication,TU-R)部门定义的高级的国际移动电信(International Mobile Telecommunication-Advanced,MT-A)的性能要求，LTE的进一步演进已经开始，称为LTE-Advanced(LTE-A)。

1.2.1LTE-A的背景

当全球建立3G无线网络时，TU-R组织规定了对4G标准的MT-A要求，

为高移动性通信（例如火车和汽车）设置了100Mbi/s的4G服务的峰值速率要求和用于低移动性通信的1Gbit/s峰值速率要求。

预计4G系统将为笔记本电脑无线调制解调器、智能手机和其他移动设备提供

···试读结束···