WCDMA：面向IP移动与移动因特网

第1章 概述 1

1.1 多址接入 1
1.2 CDMA：过去、现在和将来 2
1.3 移动蜂窝时代 3
1.3.1 GSM 6
1.3.2 US-TDMA（IS-54/IS-136） 8
1.3.3 IS-95 8
1.3.4 个人数字蜂窝 9
1.4 第三代系统 9
1.4.1 目标和要求 9
1.4.2 IMT-2000空中接口的选择 10
1.4.3 欧洲 11
1.4.4 日本 13
1.4.5 美国 13
1.4.6 韩国 14
1.4.7 全球协调宽带CDMA 14
1.4.8 全球第三代标准化 15
1.5 第三代系统的频率分配 15
1.6 第三代空中接口技术 16
1.6.1 宽带CDMA 16
1.6.2 TDMA 17
1.6.3 WCDMA TDD 18
1.6.4 正交频分复用 19
1.7 本书预览 20
参考文献 21

第2章 CDMA的基本原理 25
2.1 概述 25
2.2 CDMA的基本概念 25
2.2.1 扩频多址 27
2.3 基本的DS-CDMA组成部分 34
2.3.1 RAKE接收机 34
2.3.2 功率控制 35
2.3.3 软切换 35
2.3.4 频率间切换 36
2.3.5 多用户检测 37
2.4 IS-95 CDMA 37
2.4.1 下行链路的信道结构 38
2.4.2 上行链路的信道结构 41
2.4.3 功率控制 43
2.4.4 语音编码和不连续传输 46
参考文献 46

第3章 移动因特网 48
3.1 概述 48
3.2 市场前景 49
3.3 无线入口 50
3.4 移动因特网的商业模型 50
3.5 移动因特网技术 51
3.5.1 WAP 51
3.5.2 i-Mode 51
3.6 第三代系统的应用 52
3.7 因特网 53
3.8 无线视频 54
3.9 多媒体业务 56
3.10 IMT-2000的承载业务 56
3.11 业务模型 56
3.11.1 实时业务 57
3.11.2 非实时业务 57
参考文献 59

第4章 无线工作环境及其对系统设计的影响 60
4.1 概述 60
4.2 多径信道 61
4.3 无线环境 63
4.3.1 车载无线环境 63
4.3.2 室外到室内和步行无线环境 63
4.3.3 室内无线环境 64
4.4 分布函数 65
4.5 路径损耗和展开模型 66
4.5.1 车载无线环境 66
4.5.2 室外到室内和步行无线环境 66
4.5.3 室内无线环境 68
4.6 小尺度模型 69
4.6.1 车载无线环境 69
4.6.2 室外到室内和步行无线环境 70
4.6.3 室内无线环境 72
4.6.4 空间信道模型 73
4.7 移动性模型 73
4.7.1 车载无线环境 73
4.7.2 室外到室内和步行无线环境 74
4.7.3 室内无线环境 74
参考文献 76

第5章 CDMA空中接口设计 78
5.1 概述 78
5.2 需求定义和总的设计过程 78
5.3 分层空中接口的结构 79
5.4 逻辑信道 80
5.5 物理信道 80
5.5.1 帧长设计 81
5.5.2 信令测量 81
5.5.3 导频信号 81
5.6 扩频码 82
5.6.1 扩频码基本特性 83
5.6.2 伪噪声序列 84
5.6.3 正交码 85
5.6.4 选择准则 86
5.7 调制 88
5.7.1 数据调制 88
5.7.2 扩频电路 89
5.7.3 扩频调制 90
5.8 差错控制方案 91
5.8.1 差错控制码的选择 91
5.8.2 卷积码 91
5.8.3 级联瑞德-所罗门/卷积编码 92
5.8.4 Turbo码 92
5.8.5 混合ARQ方案 92
5.8.6 交织方案 92
5.8.7 组合的信道编码和扩频 92
5.9 多速率方案 93
5.9.1 高数据速率的提供 93
5.9.2 数据速率的分辨率 94
5.9.3 控制信息的传输 95
5.10 分组数据 96
5.10.1 分组接入过程 96
5.10.2 MAC协议 96
5.10.3 分组数据的切换 97
5.11 收发信机 97
5.11.1 接收机 97
5.11.2 发射机 99
5.12 多用户检测 100
5.12.1 系统容量和覆盖范围的提高 100
5.12.2 多用户检测的发展 101
5.12.3 多用户检测算法 101
5.12.4 系统模型和多用户检测算法推导 103
5.12.5 多用户检测设计 104
5.12.6 多用户检测算法选择 105
5.13 随机接入过程 108
5.14 切换 109
5.14.1 定义 109
5.14.2 切换过程 109
5.14.3 软切换 109
5.14.4 更软切换 114
5.14.5 频率间切换 114
5.15 功率控制 115
5.15.1 功率控制准则 115
5.15.2 功率控制的步长 115
5.15.3 动态范围的要求 115
5.15.4 功率控制命令的速率 116
5.15.5 功率控制和多用户检测 116
5.16 接入允许和负荷控制 116
5.16.1 负荷因子 117
5.16.2 接入允许控制的原理 117
5.16.3 负荷控制的原理 117
参考文献 117

第6章 WCDMA 123
6.1 概述 123
6.2 WCDMA规范 124
6.3 协议结构 124
6.3.1 逻辑信道 126
6.3.2 传输信道 127
6.4 物理信道 128
6.4.1 上行物理信道 128
6.4.2 下行链路物理信道 131
6.5 多速率用户数据传输 133
6.5.1 传输格式检测 136
6.5.2 信道编码 136
6.6 扩频和调制 137
6.6.1 上行链路扩频 137
6.6.2 下行链路扩频 138
6.6.3 调制 141
6.7 发射分集 141
6.8 空中接口过程 142
6.8.1 小区搜索 142
6.8.2 切换 142
6.8.3 功率控制 145
6.8.4 上行链路同步传输方式 145
6.8.5 分组数据 145
6.9 WCDMA的进展--RELEASE 2000及后续 146
参考文献 146

第7章 WCDMA时分双工 147
7.1 概述 147
7.2 TDD概念 147
7.2.1 不对称业务 148
7.2.2 上、下行链路的相互对应信道 148
7.2.3 干扰问题 149
7.3 WCDMA TDD规范 150
7.4 WCDMA TDD系统描述 151
7.4.1 传输信道 152
7.4.2 物理信道 152
7.4.3 专用物理信道（DPCH） 153
7.4.4 突发类型 153
7.4.5 公共物理信道 154
7.4.6 传输信道到物理信道的映射 156
7.4.7 功率控制 156
7.4.8 切换 157
7.4.9 动态信道分配 157
7.4.10 联合检测 157
参考文献 158

第8章 cdma2000 159
8.1 概述 159
8.2 cdma2000 规范 160
8.3 cdma2000系统描述 161
8.3.1 物理信道 161
8.3.2 扩频 163
8.3.3 多速率 163
8.3.4 分组数据 163
8.3.5 切换 164
8.3.6 发射分集 164
8.4 cdma2000 1x的改进 164
8.4.1 1xEV-DO 164
8.4.2 1xEV-DV 164
参考文献 165

第9章 性能分析 166
9.1 概述 166
9.2 分集技术 166
9.2.1 多径分集增益 166
9.2.2 不同无线环境下的多径分集 167
9.2.3 天线分集 169
9.2.4 极化分集 169
9.2.5 宏分集 169
9.2.6 时间分集 170
9.3 WCDMA仿真器 170
9.3.1 链路级仿真 171
9.3.2 系统级仿真 171
9.3.3 仿真参数 175
9.4 快速功率控制 176
9.4.1 快速功率控制对Eb/N0的影响 176
9.4.2 上行链路快速功率控制的小区间干扰 177
9.4.3 非理想的功率控制导致容量下降 182
9.5 频谱效率 183
9.5.1 WCDMA上行链路的链路级性能 183
9.5.2 WCDMA上行链路的频谱效率 186
9.5.3 WCDMA下行链路的链路级性能 189
9.5.4 WCDMA下行链路的频谱效率 191
9.5.5 上行链路和下行链路频谱效率的比较 193
9.6 覆盖 194
9.6.1 覆盖范围计算 194
9.6.2 无负载和有负载网络的覆盖范围 197
9.6.3 负载网络中基站采用MUD的覆盖范围扩展 199
9.6.4 利用基站MUD节约移动台发射功率 201
9.6.5 用户比特率对覆盖范围的影响 202
9.7 总结 202
参考文献 202

第10章 分层的小区结构 205
10.1 概述 205
10.2 非线性功率放大器 206
10.2.1 功率放大器特性 206
10.2.2 功率放大器效率 207
10.3 同一频率的微小区和宏小区 207
10.4 不同频率的微小区和宏小区 208
10.4.1 邻信道干扰和链路级性能 208
10.4.2 HCS网络的系统级仿真 209
10.4.3 频谱效率结果 211
参考文献 212

第11章 技术实现 213
11.1 概述 213
11.2 优化标准 213
11.2.1 功耗、成本和尺寸 214
11.2.2 评估方法 214
11.3 模块化考虑 215
11.4 基带部分 216
11.4.1 基带接收机 216
11.4.2 基带发射机 228
11.5 RF部分 231
11.5.1 线性和功耗的考虑 232
11.5.2 接收机结构 233
11.5.3 发射机结构 235
11.6 软件无线电 237
11.7 典型的WCDMA移动终端的结构 238
11.8 多模终端 239
11.8.1 非扩频系统和扩频系统 240
11.8.2 时隙系统和连续系统 240
11.8.3 FDD系统和TDD系统 241
参考文献 241

第12章 网络规划 243
12.1 概述 243
12.2 业务量强度 243
12.3 性能 244
12.4 无线网络规划过程 246
12.4.1 准备阶段 246
12.4.2 小区估算 247
12.4.3 详细的网络规划 251
12.5 CDMA中微小区网络规划 255
12.5.1 拐角效应 255
12.5.2 同一频率的微小区和宏小区 255
12.6 室内规划 256
12.7 扇形分区和智能天线 256
12.8 网络计算 257
12.8.1 BTS信道单元规划 257
12.8.2 BSC和交换机数目、HLR和VLR信令业务量 258
12.8.3 传输容量 258
12.8.4 传输网络优化 258
12.9 共存 258
12.9.1 互调（IM） 259
12.9.2 保护频段和保护带 260
12.10 频率共享 261
参考文献 261

第13章 IP基本概念 263
13.1 概述 263
13.2 IP基础 263
13.3 拥塞控制 265
13.4 IP路由协议 265
13.5 IPv4与IPv6 266
13.6 IP和服务质量 267
13.7 无线网络中IP的发展 268
13.8 Internet电话 272
13.8.1 H.323 272
13.8.2 SIP 273
13.9 TCP/IP的安全性 274
13.10 IETF的标准化 275
13.11 结论 276
参考文献 276

第14章 网络结构 278
14.1 概述 278
14.2 基本技术 278
14.2.1 异步转移模式 278
14.2.2 7号信令 279
14.2.3 移动应用协议 279
14.3 GSM/GPRS网络 280
14.3.1 参考结构 280
14.3.2 协议栈 283
14.4 3GPP网络 285
14.4.1 系统结构 286
14.4.2 接口和协议 286
14.5 IS-41/IS-95网络结构 290
14.5.1 IS-41/IS-95标准 290
14.5.2 参考结构 290
14.5.3 协议栈 292
14.5.4 IS-41/IS-95向第三代演进 295
14.6 全IP网络 296
14.6.1 发展全IP网络的推动力 297
14.6.2 全IP网络的发展目标 297
14.6.3 全IP结构 297
14.6.4 全IP网络中的无线问题 298
参考文献 299

第15章 标准化 300
15.1 概述 300
15.2 标准化体系和工业利益群 300
15.2.1 3GPP 300
15.2.2 3GPP2 302
15.2.3 欧洲 302
15.2.4 美国 303
15.2.5 日本 305
15.2.6 韩国 306
15.2.7 中国 306
15.2.8 与全IP相关的组织 307
15.2.9 ITU 307
15.3 准则 308
15.3.1 UMTS频谱认证 309
参考文献 309

第16章 未来方向 310
16.1 概述 310
16.2 技术前景 310
16.2.1 蜂窝无线接入的进展 310
16.2.2 无线局域网 311
16.2.3 蓝牙（Bluetooth） 312
16.2.4 卫星 312
16.3 可用的技术 313
16.4 市场考虑 314
16.5 发展模式 316
16.6 无线时代 316
16.7 总结 317
参考文献 317