LTE教程:原理与实现(第3版)

“LTE丛书之学好LTE系列”是专为LTE学习而打造的，内容脱胎于作者深受好评的LTE在线培训课程，并加以完善和增补，循序渐进，娓娓道来，非常适合LTE学习。本书是“LTE丛书之学好LTE系列”的开篇，浓墨重彩地介绍了LTE的两大关键技术：OFDM和多天线技术的原理以及实现方法。在OFDM原理部分，揭开了OFDM技术不为人知的许多内情，其中的能量正交概念会让读者耳目一新。在OFDM实现部分，还会发布很多颠覆性的内容，比如IFFT算法不是生成OFDM信号的专享算法，等等。在多天线原理部分，分门别类地介绍了多天线技术的三大特点。在多天线实现部分，作者定量分析了LTE中各种发射模式（TM）的差异，详细介绍了LTE中的多天线处理过程。作者的眼光并不局限在LTE上，本书同时还穿插介绍了各种移动通信系统和WiFi技术，让读者具有更全面的技术视野。本书适合从零起点到已经对LTE技术有所了解的人士阅读，并且可以作为LTE自学和培训的教材。

第1章LTE技术概述1
本章导读2
1.1LTE技术2
1.1.1什么是LTE2
1.1.2LTE：一统江湖5
1.1.3LTE：架构的革命6
1.1.4LTE：功能的演进7
1.1.5LTE：技术的突破8
1.1.6LTE：性能的飞跃10
1.1.7LTE：后浪推前浪11
1.1.8LTE：演进无极限12
1.1.9LTE-A：更高速率、更大容量13
1.1.10NB-IoT与5G：风云再起15
1.1.11强强对话：LTE与WiFi16
1.2LTE核心网17
1.2.1CS域与PS域18
1.2.2CS域与PS域的设备19
1.2.3EPC的组成20
1.2.4MME21
1.2.5SGW22
1.2.6PGW23
1.2.7EPC：漫游业务的处理24
1.2.8EPC：与其他网络的连接24
1.3LTE无线网络26
1.3.1LTE无线网络的组成26
1.3.2LTE无线网络的功能27
1.3.3LTE无线网络与信息传递28
1.3.4LTE空中接口的分层结构30
1.3.5基站物理层处理过程33
1.3.6基站的种类与结构33
1.4LTE终端35
1.4.1LTE终端的类别35
1.4.2LTE终端的频段37
1.4.3中国的LTE频段39
1.4.4LTE终端40
1.4.5LTE基带芯片41
1.5全书导读43
本章练习答案45
本章思考题45
第2章移动通信：从点对点到网络46
本章导读47
2.1点对点的无线通信47
2.1.1无线通信的模型47
2.1.2形形色色的信号49
2.1.3A/D：从模拟信号到数字信号52
2.1.4调制：从基带信号到射频信号54
2.1.5天线：从射频信号到无线电波63
2.1.6无线电波的传播67
2.1.7双工：接收与发送70
2.2干扰下的移动通信72
2.2.1噪声与干扰73
2.2.2移动信道特点76
2.2.3信道编码：优化传输性能77
2.2.4信道的容量79
2.3多用户的移动通信81
2.3.1复用与正交81
2.3.2多址技术86
2.3.3身份识别88
2.3.4安全90
2.4网络中的移动通信91
2.4.1蜂窝技术与频率规划92
2.4.2多区技术94
2.4.3小区广播98
2.4.4寻呼98
2.4.5切换99
2.4.6多网络100
2.5总结102
本章练习答案104
本章思考题104
第3章 OFDM原理105
本章导读106
3.1OFDM前传：FDM106
3.1.1OFDM与FDM106
3.1.2从单载波到多载波107
3.1.3从多载波到FDM110
3.1.4其实FDM也是正交技术112
3.2OFDM为什么是正交技术113
3.2.1OFDM正交的含义113
3.2.2OFDM为何是正交技术115
3.2.3深入理解OFDM的能量正交120
3.3为何使用OFDM122
3.3.1为什么要用OFDM122
3.3.2OFDM面临的挑战125
3.4OFDM信号的波形与频谱132
3.4.1OFDM信号的处理过程132
3.4.2发生过程的波形与频谱133
3.4.3接收过程的波形与频谱136
3.5总结137
本章练习答案139
本章思考题139
第4章OFDM技术的实现140
本章导读141
4.1OFDM信号的发生方法141
4.1.1分立器件发生方法141
4.1.2集成处理发生方法143
4.2OFDM中的IFFT145
4.2.1DFT：从合到分145
4.2.2IDFT：从分到合147
4.2.3IFFT的作用148
4.3OFDM信号的发生算法149
4.3.1离散余弦变换149
4.3.2反向离散哈特利变换（IDHT）157
4.3.3实数IDFT变换159
4.3.4复数IDFT变换160
4.3.5各种OFDM生成算法对比163
4.4基于复数IFFT的OFDM信号发生164
4.4.1输入参数的处理165
4.4.2输出结果的处理166
4.4.3发生OFDM信号的数据流程166
4.4.4射频信号的产生168
4.5WiFi、LTE与5G中的OFDM技术170
4.5.1WiFi中的OFDM170
4.5.2LTE中的OFDM172
4.5.35G中的OFDM174
4.5.4深入理解OFDM相关术语175
4.6总结177
本章练习答案178
本章思考题178
第5章 多天线技术原理179
本章导读180
5.1多天线概述180
5.1.1什么是多天线180
5.1.2什么是多天线系统180
5.1.3多天线系统的缺点181
5.1.4多天线系统的应用182
5.1.5多天线系统的优点182
5.1.6多天线技术的类型183
5.2波束赋形：提升信号强度184
5.2.1提升信号强度的方法184
5.2.2提升天线增益的原理185
5.2.3提升天线增益的方式186
5.2.4多振子天线的波束187
5.2.5多振子天线面临的挑战188
5.2.6进一步提升天线的增益188
5.2.7垂直面上的赋形190
5.2.8水平面上的赋形191
5.2.9波束赋形的发展192
5.2.10小结192
5.3分集：提升信号稳定性193
5.3.1什么是信号稳定性193
5.3.2信号为什么不稳定194
5.3.3如何提升信号的稳定性194
5.3.4分集信号的合并195
5.3.5支持分集的多天线197
5.3.6接收分集与发射分集198
5.3.7接收分集的实施199
5.3.8发射分集的实施199
5.4空间复用：提高频谱利用率202
5.4.1空间复用的效果202
5.4.2层：空间复用的关键202
5.4.3层的数量205
5.4.4分离各层的数据206
5.4.5是MIMO还是DEMO207
5.5总结208
本章练习答案210
本章思考题210
第6章 多天线技术的实现212
本章导读213
6.1WiFi中的多天线213
6.1.1WiFi2/3213
6.1.2WiFi4213
6.2LTE系统中的多天线214
6.2.1多天线的特点214
6.2.2FDDLTE系统中的天线215
6.2.3TD-LTE系统中的天线216
6.3LTE多天线技术中的TM217
6.3.1什么是TM217
6.3.2常用的发射模式（TM）219
6.3.3发射模式（TM）的定量分析219
6.3.4发射模式（TM）的应用场景222
6.3.5发射模式（TM）的选择223
6.4LTE多天线技术的处理过程224
6.4.1业务数据的处理过程224
6.4.22天线的处理过程227
6.4.38天线的处理过程230
6.4.4极化复用vs空间复用231
6.5总结233
本章练习答案234
本章思考题235
附录A常用数学公式236
附录B子载波带宽237
B.1多路信号的带宽237
B.2正交子载波的带宽238
B.3OFDM符号的带宽239
B.4解析OFDM信号时的带宽240
B.5小结：子载波的带宽240
参考文献