LTE及LTE-Advanced无线协议

本书系统地介绍了LTE及LTE-Advanced标准近期新进展情况，并阐述了LTE层2/3的无线协议、LTE-Advanced的新技术特征；系统阐述了设计原则及3GPP标准定义的LTE无线协议的功能，也提供了移动网络与移动终端之间互操作的基本知识。本书主要内容包括无线协议（Idle模式过程、RRC、PDCP、PLC、MAC等）和LTE-Advanced新技术特征（VoLTE、HeNB、PWS、MBMS、CA、Relay、MDT、eICIC、MTC）等。

尹圣君（SeungJune Yi），拥有首尔国立大学电子工程学硕士学位，1999年加入LG电子公司，并且自2000年以来一直积极参与3GPP无线接入网技术规范组（Techni-calSpecificationGroupRadioAccessNetwork，TSGRAN）的第二工作组的工作，为UMTS、HSDA、高速上行分组接入（HighSpeedUplinkPacketAccess，HSUPA）、多媒体广播多播服务（MultimediaBroadcastMulticastService，MBMS）、LTE以及LTE-A贡献了许多的专利。他作为LG电子公司无线协议标准化团队的组长也参加了3GPPTSGRAN全体会议。从2008开始，他成为了LTE分组数据汇聚协议（PacketDataConvergenceProtocol，PDCP）规范（TS36.323）的记录员，从2011年8开始，他成为了RANWG2的副。他是许多专利的发明者，并获得了2000年、2002年、2008年的“LG电子公司年度发明者”奖。在2009年，他从韩国知识产权局获得了“专利技术奖”，并在2010年被授予“韩国年度发明者”称号，从2008年开始，他参与了“LTE：UMTS的长期演进”这本书“用户平面协议”部分的编写。
钱尚达（Sungduck Chun），拥有麻省理工学院斯隆管理学院的MBA学位，首尔国立大学电子工程学理学学士学位。他曾在首尔国立大学移动式通信实验室攻读理科硕士学位。2000年加入LG电子公司，他现在是首席研究工程师，积极参与了HSD-PA、HSUPA、MBMS、LTE以及LTE-A的标准化工作，并为了3GPP做出了许多的贡献。由于成功地领导了LG电子公司的标准化活动，他被授予“表现很好个人”称号，并得到了职业发展机会。他也指导过UMTS系统和码分多址（CodeDivisionMultipleAccess，CDMA）系统移动手持终端的软硬件发展，并参与和咨询过电信运营商的准基点测试。他也参与了“LTE：UMTS的长期演进”这本书“用户平面协议”部分的编写。
李永代（Yongdae Lee），1998年获得首尔国立大学电子工程学硕士学位，同年加入LG电子公司（韩国安阳市），从1999起积极参与3GPP的工作，并为3GPPTSGRAN靠前、二、三工作组和3GPPTSGRAN全本会议的宽带码分多址的接入（WidebandCodeDivisionMultipleAccess，W-CDMA）、HSDA、MBMS、LTE以及LTE-A标准化贡献了许多技术资料。从2004～2006年，他领导了LG电子公司的无线协议标准化团队，从2007～2010年，他作为不错标准经理在LG电子公司的法国移动分部（位于法国的维勒班特）工作。他也是“在UTRAN中改善MBMS可行性研究（TS25.905）”的记录员，并作为MBMS部分（TS36.300靠前5节）的编辑参与了LTE第二阶段的规范化工作。2000年，他被评为“LG电子公司年度发明者”。从2008起，他参与了“LTE：UMTS的长期演进”这本书“用户平面协议”部分的编写。
白尚俊（SungJun Park），2003年毕业于韩国汉阳大学，并于2005年获得了该学校的计算机科学与工程硕士学位。他目前是LG电子公司的一名不错研究工程师，并从2005年开始参与3GPP标准化的工作。他为HSUPA、LTE以及LTE-A的工作做出了许多贡献。

译者序
前言
引言
作者介绍
第1章简介1
1.13GPP1
1.23GPP系统的演变过程4
1.2.1GSM5
1.2.2GPRS/EDGE6
1.2.3UMTS7
1.2.4HSPA8
1.2.5LTE9
1.3市场趋势9
1.4LTE的要求10
1.5LTE架构的概述13
1.5.1网络架构14
1.5.2QoS架构17
1.5.3LTE无线协议架构19
1.6UE功能22
参考文献23
第2章空闲模式过程24
2.1空闲模式功能24
2.2服务和小区分类26
2.3UE状态及状态转换27
2.4PLMN选择28
2.4.1PLMN选择的触发29
2.4.2可用PLMN的搜索29
2.4.3PLMN选择29
2.5位置注册30
2.6小区选择31
2.6.1小区选择标准31
2.6.2基于RRC连接释放的小区选择32
2.7小区重选32
2.7.1测量规则33
2.7.2相邻小区的重选35
2.7.3移动状态依赖比例缩放37
2.8访问验证38
2.8.1小区禁止状态和小区保留状态38
2.9寻呼接收40
参考文献40
第3章无线资源控制42
3.1RRC功能和结构43
3.2系统信息46
3.2.1配置系统信息46
3.2.2系统信息更新48
3.3寻呼49
3.4连接建立50
3.4.1步骤1：应用访问类限制50
3.4.2步骤2：发送RRCConnectionRequest消息52
3.4.3步骤3：接收RRCConnectionSetup消息53
3.4.4步骤4：发送RRCConnectionSetupComplete消息53
3.5安全53
3.6RRC连接重配置56
3.6.1SRB2的建立57
3.6.2DRB的建立57
3.6.3与安全激活平行的过程57
3.7UE能力信息传输58
3.8EUTRA内切换59
3.8.1切换准备60
3.8.2切换执行62
3.8.3切换完成63
3.9测量控制65
3.9.1测量配置65
3.9.2测量报告触发66
3.9.3测量报告67
3.10RRC连接重建67
3.11RAT间移动性70
3.11.1进入或移除3GPP系统的RAT间移动性70
3.11.2进入／移出CDMA2000系统的RAT间移动性74
3.12RRC连接释放76
参考文献76
第4章分组数据汇聚协议77
4.1PDCP功能和结构77
4.2报头压缩78
4.3安全80
4.3.1完整性保护81
4.3.2加密82
4.4数据传输83
4.5SDU丢弃84
4.6切换84
4.6.1SRB在切换中的行为84
4.6.2UMDRB在切换中的行为85
4.6.3AMDRB在切换中的行为86
4.7PDCPPDU格式88
4.7.1PDCPDataPDU格式88
4.7.2PDCPControlPDU格式88
参考文献89
第5章无线链路控制层90
5.1RLC层的功能和架构90
5.1.1透明模式RLC90
5.1.2非确认模式RLC91
5.1.3确认模式RLC92
5.2成帧93
5.3重排序95
5.4ARQ操作97
5.4.1轮询97
5.4.2状态报告98
5.4.3重传98
5.4.4重分段99
5.5窗口操作101
5.5.1非确认模式窗口操作101
5.5.2确认模式窗口操作101
5.6SDU丢弃过程102
5.7RLC重建过程102
5.8RLCPDU的格式102
5.8.1TMDPDU格式103
5.8.2UMDPDU格式103
5.8.3AMDPDU格式104
5.8.4AMDPDU分段格式104
5.8.5状态PDU格式105
参考文献106
第6章媒体接入控制层107
6.1MAC层的功能和服务107
6.2MAC层架构108
6.3MAC信道及信道映射109
6.3.1传输信道109
6.3.2逻辑信道110
6.3.3信道映射110
6.4调度111
6.4.1动态调度111
6.4.2半持续调度112
6.5调度信息的传输114
6.5.1缓存状态报告114
6.5.2调度请求116
6.5.3功率余量报告117
6.6逻辑信道优先级117
6.7非连续接收120
6.8混合自动重传请求124
6.8.1上行链路中的HARQ126
6.8.2下行链路中的HARQ126
6.8.3TTIBundling126
6.8.4测量窗口128
6.9随机接入过程129
6.10时间校准130
6.11MACPDU格式131
6.11.1MAC控制单元133
6.11.2随机接入响应MACPDU134
参考文献135
第7章LTE及LTE-Advanced新特征综述136
7.1基于LTE网络的语音呼叫136
7.2家庭增强型基站137
7.3公共警报系统138
7.4多媒体广播多播服务138
7.5载波聚合139
7.6中继技术140
7.7最小化路测141
7.8增强型小区间干扰协调141
7.9机器模式通信142
第8章基于LTE网络的语音呼叫143
8.1LTE语音解决方案143
8.1.1终极语音解决方案143
8.1.2临时语音解决方案144
8.2IMSVoIP145
8.2.1IMS配置145
8.2.2双模单待无线语音呼叫连续性147
8.3电路交换回退技术150
8.3.1CSFB到UTRAN或GRAN152
8.3.2CSFB到CDMA20001xRTT156
8.4服务域选择162
8.4.1UE在IMSVoIP和CSFB之间的决定163
8.5IMSVoIP和CSFB的比较163
8.6针对VoIP的RAN优化164
8.6.1鲁棒性报头压缩164
8.6.2TTI捆绑164
8.6.3HARQ的半持续调度165
参考文献165
第9章家庭增强型基站166
9.1架构框架167
9.1.1接入方式167
9.1.2应用案例167
9.1.3高层需求169
9.1.4网络体系结构169
9.2闭合用户组配置170
9.2.1CSG订阅数据170
9.2.2CSG成员状态171
9.3与CSG相关的系统信息171
9.3.1CSG识别信息171
9.3.2CSG小区部署信息172
9.4CSG的识别173
9.4.1自动CSG搜索173
9.4.2手动CSG选择173
9.5CSG小区的移动性174
9.5.1RRC_IDLE的移动性174
9.5.2RRC_CONNECTED的移动性176
9.6对混合小区的支持180
9.6.1动机180
9.6.2特点180
参考文献182
第10章公共警报系统183
10.1警报系统架构183
10.2警报信息185
10.3警报信息在网络上的传递186
10.3.1警报信息传递程序186
10.3.2警报信息取消程序188
10.4警报信息取消程序189
10.4.1在系统信息中的PWS通知190
10.4.2PWS通知在寻呼过程的指示性191
10.4.3警报信息的分割191
参考文献192
第11章多媒体广播多播服务193
11.1MBMS193
11.2MBMS的结构和功能194
11.3MBMS单频网传输196ⅩⅦ
11.4MBMS的无线协议198
11.4.1MBMS的第一层和第二层198
11.4.2MBMS的第三层200
11.5MBMS过程201
11.5.1MBMS会话开始201
11.5.2MCCH信息获取和MRB配置203
11.5.3MBMS会话更新204
11.5.4MBMS会话终止205
11.5.5MRB释放205
11.6MBMS在R10版本和R11版本中的增强206
11.6.1MBMS计数206
11.6.2MBMS持续性208
参考文献209
第12章载波聚合210
12.1频谱和部署场景212
12.1.1频谱场景212
12.1.2部署场景214
12.2小区管理215
12.2.1主服务小区和辅服务小区215
12.2.2配置信息信令216
12.2.3连接和参考217
12.2.4跨载波调度218
12.2.5扩展测量219
12.2.6SCell（辅服务小区）管理222
12.2.7载波聚合的移动性222
12.3MAC扩展功能223
12.3.1辅服务小区的激活和失活223
12.3.2功率余量报告224
12.3.3逻辑信道优先级227
12.3.4缓冲区状态报告228
12.3.5非连续接收229
12.3.6半持久调度229
参考文献230
第13章中继技术231
13.1场景部署231
13.2中继节点的网络架构232
13.3中继节点类型234
13.3.1中继技术的分层执行234
13.3.2Uu和Un链路的频率分离236
13.4特定中继节点的操作236
13.4.1承载映射237
13.4.2UnDRB的完整性保护238
13.4.3RN子帧配置239
13.4.4系统信息的更新240
13.4.5RN重新配置过程241
13.5中继节点的启动过程241
13.6R10版本中继节点的简化操作243
参考文献244
第14章最小化路测245
14.1结构框架245
14.1.1用户案例247
14.1.2结合UE选择的MDT任务初始化247
14.1.3MDT测量结果的收集248
14.2LoggedMDT248
14.2.1配置阶段249
14.2.2记录阶段251
14.2.3报告阶段253
14.3ImmediateMDT255
14.3.1配置阶段256
14.3.2测量与评价阶段256
14.3.3报告阶段256
14.3.4MDT上下文环境转发257
参考文献257
第15章增强型小区间干扰协调258
15.1异构网络部署259
15.1.1异构网络中的干扰260
15.1.2频域ICIC限制260
15.2基于CA的ICIC262
15.3时域ICIC263
15.3.1限制测量264
15.3.2Macro-Pico小区场景265
15.3.3Macro-Femto小区场景266
15.3.4网络配置267
参考文献268
第16章机器模式通信269
16.1MTC的超载控制269
16.1.1R8版本的超载控制269
16.1.2R10版本中的核心网超载控制271
16.1.3R11版本中的RAN超载控制274
16.2在3GPP中的MTC特性274
参考文献275
缩略语276