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第1章 概述1

1.1 引言1

1.2 LTE场景1

1.3 LTE在移动通信中的角色2

1.4 LTE/SAE部署过程3

1.5 本书的内容6

参考文献8

第2章 LTE/SAE驱动力分析9

2.1 引言9

2.2 移动通信系统发展历程9

2.3 数据业务演进12

2.3.1 发展到3G12

2.3.2 多媒体要求12

2.3.3 商业LTE部署15

2.3.4 LTE频率重用改善的发展15

2.4 部署LTE的原因17

2.4.1 概述17

2.4.2 可选方案之间的关系17

2.4.3 TD-LTE和FD-LTE18

2.5 LTE/SAE的下一步18

2.6 LTE的优点总结19

参考文献20

第3章 LTE/SAE概况21

3.1 引言21

3.2 LTE/SAE标准21

3.3 从规范中获取信息22

3.4 LTE的演进路径25

3.5 LTE的关键参数26

3.6 LTE和WiMAX26

3.7 漫游架构模型27

3.7.1 漫游功能27

3.7.2 运营商面临的挑战27

3.7.3 CS语音回落28

3.7.4 运营商之间安全因素29

3.7.5 语音业务方式的选择30

3.7.6 LTE/SAE漫游和互连32

3.8 LTE/SAE业务33

3.8.1 数据34

3.8.2 语音36

3.8.3 多媒体广播多播业务36

3.9 LTE-Advanced——下一代LTE37

3.9.1 LTE-Advanced关键因素37

3.9.2 3G和4G比较38

3.9.3 提高LTE-Advanced性能的驱动力38

参考文献39

第4章 性能需求40

4.1 引言40

4.2 LTE关键特征40

4.2.1 R8版本40

4.2.2 R9版本41

4.2.3 R10版本41

4.3 标准LTE需求44

4.3.1 LTE早期思路44

4.3.2 LTE的标准无线需求46

4.3.3 数据性能47

4.3.4 LTE UE需求49

4.3.5 回传时延需求50

4.3.6 系统架构演进51

4.4 需求对LTE/SAE网络部署的影响53

4.4.1 演进的环境53

4.4.2 频谱效率54

参考文献55

第5章 LTE与SAE架构56

5.1 引言56

5.2 网元56

5.2.1 eNodeB57

5.2.2 服务网关60

5.2.3 PDN网关61

5.2.4 移动管理单元61

5.2.5 GSM和UMTS域62

5.2.6 分组数据网62

5.3 接口63

5.3.1 Uu接口63

5.3.2 X2接口63

5.3.3 S1接口63

5.3.4 S3接口63

5.3.5 S4接口63

5.3.6 S5接口63

5.3.7 S6a接口63

5.3.8 S11接口63

5.3.9 SGi接口63

5.3.10 Gn/Gp64

5.4 协议栈64

5.4.1 用户面64

5.4.2 控制面65

5.4.3 层165

5.4.4 层266

5.4.5 层366

5.5 层2结构67

参考文献68

第6章 传输网和核心网69

6.1 引言69

6.2 传输实体功能69

6.2.1 传输模块69

6.2.2 LTE传输协议栈69

6.2.3 以太网传输70

6.2.4 IP地址分类70

6.2.5 IP层业务优先级70

6.2.6 以太网层业务优先级70

6.2.7 基于VLAN的业务分类71

6.2.8 IPsec协议71

6.2.9 同步71

6.2.10 时序分组72

6.2.11 同步以太网72

6.3 传输网72

6.3.1 承载以太传输73

6.3.2 S1-U接口传输73

6.4 核心网74

6.5 IP多媒体子系统74

6.5.1 IMS结构74

参考文献82

第7章 LTE无线网络83

7.1 引言83

7.2 LTE无线接口83

7.3 LTE频谱84

7.4 OFDM和OFDMA86

7.4.1 基本原理86

7.4.2 OFDM收发流程87

7.4.3 循环前缀88

7.4.4 信道估计和均衡90

7.4.5 调制90

7.4.6 编码94

7.4.7 信号处理流程94

7.5 SC-FDM和SC-FDMA95

7.5.1 SC-FDM收发流程95

7.5.2 PAPR的优点95

7.6 报告97

7.6.1 CSI97

7.6.2 CQI97

7.6.3 RI98

7.6.4 PMI98

7.7 LTE无线资源管理99

7.7.1 引言99

7.7.2 QoS及相关参数100

7.8 UL和DL共有的RRM原则和算法101

7.8.1 连接移动性控制101

7.8.2 接纳控制103

7.8.3 HARQ104

7.8.4 链路自适应技术105

7.8.5 分组调度106

7.8.6 负载均衡109

7.9 上行RRM110

7.9.1 分组调度：具体的上行约束110

7.9.2 链路自适应111

7.9.3 支持调度和链路自适应的上行信令113

7.10 下行RRM114

7.10.1 信道质量、反馈和链路自适应114

7.10.2 分组调度115

7.10.3 小区间干扰控制116

7.11 LTE内切换117

参考文献119

第8章 终端和应用122

8.1 引言122

8.2 智能手机对LTE的影响122

8.2.1 概述122

8.2.2 LTE是否能应对这些挑战？123

8.2.3 LTE RRC状态123

8.3 互通124

8.3.1 同时支持LTE/SAE和2G/3G124

8.3.2 支持CS回落和VoLTE126

8.4 LTE终端需求127

8.4.1 性能127

8.4.2 LTE-UE类型128

8.4.3 HW架构129

8.4.4 一致性测试方面131

8.5 LTE应用133

8.5.1 非运营商应用133

8.5.2 丰富通信套件134

8.5.3 LTE/SAE和RCS138

参考文献139

第9章 LTE语音业务140

9.1 引言140

9.2 分组演进系统的CS回落机制141

9.3 基于SGs的SMS142

9.3.1 功能143

9.3.2 EPS/IMSI联合附着143

9.3.3 移动主叫短消息144

9.3.4 移动终端短消息144

9.3.5 部署前景145

9.4 SMS业务之外的语音和其他CS服务146

9.4.1 语音和视频呼叫147

9.4.2 非呼叫相关的附加服务和定位服务149

9.4.3 部署前景151

9.5 基于IP的语音和短消息服务151

9.5.1 IP多媒体子系统153

9.5.2 基于IP的语音和视频电话153

9.6 总结167

参考文献167

第10章 LTE/SAE功能169

10.1 引言169

10.2 状态169

10.2.1 切换170

10.2.3 连接管理171

10.2.4 鉴权175

10.2.5 跟踪区域175

10.2.6 寻呼过程177

10.3 端到端的功能178

10.4 LTE/SAE漫游178

10.4.1 概述178

10.4.2 漫游架构180

10.4.3 跨运营商连通性181

10.4.4 本地路由183

10.4.5 本地疏导184

10.4.6 本地路由对本地疏导186

10.4.7 其他特征187

10.4.8 APN的使用188

10.4.9 特定服务方面189

10.5 计费193

10.5.1 离线计费194

10.5.2 计费数据记录195

10.5.3 在线计费195

参考文献196

第11章 LTE/SAE安全197

11.1 引言197

11.2 LTE安全风险指标197

11.2.1 安全流程197

11.2.2 LTE/SAE中网络攻击的种类198

11.2.3 攻击的预处理199

11.2.4 认证201

11.2.5 LTE传输安全202

11.2.6 传输过滤203

11.2.7 无线接口安全203

11.3 LTE/SAE服务安全案例208

11.3.1 综述208

11.3.2 IPSec208

11.3.3 IPsec处理过程与安全网关209

11.3.4 基于专用隧道接口的单一隧道210

11.3.5 基于共享隧道接口的单一隧道211

11.3.6 基于专用隧道接口的多重隧道211

11.3.7 基于共享隧道接口的多重隧道211

11.3.8 总结211

11.4 验证与授权211

11.5 用户数据安全213

11.6 合法侦听213

参考文献215

第12章 SAE的规划与部署216

12.1 引言216

12.2 从2G/3G PS核心网向EPC的网络演进216

12.2.1 3GPP R8分组核心网为支持LTE需要具备的功能216

12.2.2 运营商网络中引入LTE217

12.3 进入商用阶段：通过R8早期版本中的SGSN支持多模LTE/3G/2G终端217

12.3.1 支持R8网络中的多模LTE/3G/2G终端218

12.3.2 从架构的角度来看2G/3G SGSN和MME的最优解决方案219

12.4 SGSN/MME演进221

12.4.1 LTE网络中的MME功能需求221

12.5 案例：商业的SGSN/MME提供221

12.5.1 诺基亚西门子网络公司的灵活网络服务器221

12.5.2 SGSN/MME演进规划中考虑的因素222

12.6 移动网关演进222

12.6.1 移动宽带网络中移动网关的需求222

12.7 案例：商业GGSN/S-GW/P-GW提供223

12.7.1 诺基亚西门子网络公司的灵活网络网关223

12.7.2 GGSN/S-GW/P-GW演进规划中需要考虑的因素224

12.8 EPC网络部署和拓扑的考虑224

12.8.1 EPC拓扑选项224

12.8.2 EPC拓扑演进224

12.9 LTE接入尺寸计算225

第13章 无线网络规划228

13.1 引言228

13.2 无线网络规划流程228

13.3 常规网络规划231

13.3.1 服务质量231

13.4 容量规划234

13.5 覆盖规划235

13.5.1 无线链路预算235

13.5.2 无线传播模型240

13.5.3 频率规划241

13.5.4 其他方面的规划242

13.6 自优化网络242

参考文献243

第14章 LTE/SAE测量244

14.1 引言244

14.2 概述244

14.2.1 测量点244

14.3 无线接口测量准则245

14.3.1 LTE测量245

14.3.2 LTE业务仿真器247

14.3.3 典型的LTE测量248

14.3.4 型式认证测量249

14.3.5 调制误差测量250

14.3.6 LTE性能仿真250

14.4 LTE外场测量251

14.4.1 典型的外场测试环境251

14.4.2 测试网络配置252

14.4.3 测试用例选择255

14.4.4 几点说明256

14.5 演进改变测试规则256

14.6 LTE空中接口的一般测试要求与方法258

14.6.1 OFDM无线测试258

14.6.2 MIMO测试260

14.6.3 L1测试262

14.6.4 LTE中的L2/L3测试262

14.6.5 UE测试环回模式263

14.7 SAE中的测试要求263

14.7.1 网络服务等级的测试265

14.8 吞吐量测试265

14.8.1 端到端网络革新266

14.8.2 基站调度器成为无线资源的关键控制者266

14.8.3 L1性能与L3/PDCP吞吐量267

14.8.4 OTA测试269

14.8.5 总结270

14.9 自组织网络的测试技术270

14.9.1 自组织网络的定义和基本原理270

14.9.2 技术问题和对网络规划的影响271

14.9.3 网络装置的影响、试行和优化策略272

14.9.4 结论272

14.10 外场测试272

14.10.1 LTE覆盖和功率质量测量274

14.10.2 LTE测量的指南281

参考文献286

第15章 推荐方案288

15.1 引言288

15.2 向LTE过渡——用例289

15.2.1 全替换289

15.2.2 热点289

15.3 频谱方面290

15.3.1 通观频谱分配290

15.3.2 与GSM共存297

15.4 先进GSM特征对LTE平滑部署的影响305

15.4.1 公共BCCH305

15.4.2 全速率和半速率AMR308

15.4.3 单天线干扰消除310

15.4.4 正交子信道311

15.4.5 天线跳频316

15.4.6 EGPRS2和下行双载波317

15.4.7 动态频率和信道分配319

15.4.8 信令改善322

15.5 可选的网络演进路线（多运营商场景）326

15.5.1 网络共享介绍327

15.5.2 MORAN与MOBSS328

15.5.3 MOCN330

15.5.4 国内漫游、地理漫游及基于IMSI的切换332

15.6 硬件迁移路线334

15.6.1 共置天线系统334

15.6.2 共享多射频基站336

15.7 移动回程——“全IP”传输337

15.7.1 移动回程中IP演进的动机337

15.7.2 数据回程传输方面339

15.8 LTE与传统网络的互通优化语音和数据业务340

15.8.1 数据业务的系统间移动性管理340

15.8.2 CS回落348

15.8.3 空闲模式信令减少357

参考文献358

缩略语表360