本书以说故事讲原理的方式介绍LTE技术原理。内容按照从总体到细节、从原理到实践的顺序提纲挈领地介绍LTE无线侧工程师入门时需要掌握的关键技术。通过与其他多种无线制式的对比，便于已具备无线基础的人理解LTE与固有知识的异同，在不知不觉中掌握LTE的精髓及发展趋势。随着LTE的全面深入，本书将是您面对未来广阔的职场空间、掌握无限商机的葵花宝典。

前 言 写作背景 移动通信的永恒追求是高速、可靠、便捷。为了这一追求，无线制式已经经历了三代的发展。第一代移动网络已经进入了博物馆，第二代移动网络正在服务着地球上为数最多的用户，而第三代移动网络正在以新颖丰富的业务应用吸引着日益壮大的用户群。 对未来的展望和探索，人类从来没有停止过。为了提供更高的业务速率、更高的频谱利用效率、更低的建设运营成本，3GPP推出了移动网络的长期演进项目——LTE，计划使之成为在未来10年内持续领先的无线制式。3GPP LTE（简称LTE）在全球已经有了数十个实验网，中国也启动了多个城市的TD-LTE规模试验。 随着LTE的脚步声越来越近、越来越急促，LTE的知识，你储备好了吗？面对未来广阔的职场空间、无限的商机，LTE的知识，你掌握好了吗？ 写作特点 有志于了解和掌握LTE知识的人，一定是对当今移动通信的发展有初步认识的人。已有的移动通信知识可能是你进一步掌握LTE知识的垫脚石，也有可能成为你理解LTE知识的拦路虎。 首先，本书在写作过程中，大量使用对比的手法。有很多人想知道“和其他无线制式相比，LTE到底有哪些不同？”通过对比LTE与其他多种无线制式的技术特点，可以找到它们的共同点和差异点。有一个成语是“相形见绌”，通过对比，可以区别其高低；还有一个成语是“相得益彰”，通过对比，可以发挥各自的优势。有一定移动知识的读者在比较中学习，使已有的无线知识成为掌握LTE知识的桥梁，而不是学习LTE的鸿沟。 其次，本书通过故事连载、拟人比喻的方式阐述LTE的技术原理和技术特点。生活中的故事和技术原理在哲理层面上是相通的，只不过技术原理“披”上了数学符号、物理定律的外衣，使得它神秘莫测、难以接近。幽默的故事、通俗化的语言，使读者阅读起来轻松愉快、毫不费力。在不知不觉中，你已掌握了LTE的精髓。 在LTE知识点的选择上，摒弃了晦涩难懂的LTE技术，选择了在多数工作岗位上能够用到的LTE知识进行阐述。初学LTE的人，最忌讳的就是一开始碰到大量的专业术语、复杂的数学公式，就好比一进门，被抡了一闷棍，顿时丧失了走进去的信心。 本书采用从总体到细节、从原理到实践的顺序提纲挈领地介绍了LTE无线侧工程师需要掌握的关键技术，主要的目的是把复杂的东西讲清楚、讲明白，而不是面面俱到、事无巨细地介绍一切LTE知识。LTE的知识点之间相互渗透、错综复杂。本书的内容安排如同软件程序设计一样，做到模块化，对知识点间的相互依赖进行充分解耦，让读者步步为营地攻克LTE的堡垒。 本书如同一本纵贯全国的交通地理手册，靠着这个手册，能够方便地找到某个乡镇，但这个乡镇里的小路就得自己熟悉了。也就是说，本书是从应用的角度来讲LTE的，是给初学开车（LTE这辆时代列车）的人使用的，而不是给设计车的人使用的。 故事梗概 本书各章通过介绍三吉皮皮国无形货物贸易过程中涉及的一系列问题，来牵引出每章LTE相应的技术原理。读者可以逐章阅读，也可以将各章三吉皮皮国的故事作为一个整体，先统一阅读，对全书介绍的内容大致做一了解。 三吉皮皮国是3GPP组织的化身；三吉皮皮国的核心主导者有两个：国王塞地安莫尔（正文中称为国王）和接班人奥夫地安莫尔（正文中称为接班人奥先生）。这两个主导者分别代表无线通信技术中两个重要的多址技术：CDMA和OFDMA。 国王塞地安莫尔发现本国的贸易体系的效率已经不再领先的时候，就确定了以接班人奥先生为首的新贸易体系构建与推行小组。 国王和接班人奥先生就无形货物贸易体系的关键问题交换了意见。之后，接班人奥先生在组织架构变革、标准文书传递、消除地方贸易保护、规范进出口贸易模式、提高贸易效率、建立标准化物流渠道、改善百姓服务流程、提高资源配给效率等方面做了详细的讨论。这一部分对应着LTE无线侧的关键技术。 最后，接班人奥先生的视角从微观转向宏观，从提高团队成员素质转移到了打造高素质团队。打造高素质团队包括需要多少个团队成员、各安排什么位置、新团队成员如何与老体系成员共存、新组织如何防腐的问题。这一部分对应着LTE规划与优化的技术问题。 本书结构 本书分为三篇。 第一篇，站在一定的高度，拉开一定的距离，看LTE的技术。正像我们观察一个人从远处走来一样，你先看到的是他的轮廓、衣着。LTE知识的轮廓包括LTE的演进目标、LTE用到的部分无线原理、LTE的一个组网架构和三个无线侧接口。 第二篇，LTE已经走到了我们的面前，给我们呈现出了丰富多彩的个性。这里介绍的LTE无线侧关键技术，包括两个基本的物理层技术OFDM和MIMO，两个帧结构FDD和TDD，三个上行物理信道，六个下行物理信道，六个物理层过程，七个无线资源管理模块等内容。 第三篇，我们已经决定与LTE共舞。如何充分发挥LTE的作用，是需要我们考虑的内容，包括如何规划、如何建设、如何优化等内容。 适合读者 本书适合具有一定无线基础知识的LTE入门者使用，如LTE项目管理者、LTE营销人员、售前支持人员、工程服务人员、管理人员、在校大学生。如果是LTE的某一方面的研发人员，本书只适合他了解LTE的关键技术，具体的实现细节还需参考协议类书籍。 致谢 本书的写作前后持续一年半的时间。我在这个漫长的写作过程中，得到很多亲人和朋友的关心和帮助。 首先感谢我的父亲和母亲，是他们的持续鼓励和默默支撑，使我能够长时间专注于无线通信的通俗写作。其次，要感谢我的妻子和孩子，温暖的家庭生活是我持续奋斗的原动力。尤其要感谢的是赵文超先生，他的漫画构思不仅折射出他对无线通信行业的深刻理解，而且体现了他在生活中乐观和幽默的特质，我非常享受和赵文超先生默契合作的过程。两年半前，我就收到本书编辑的约稿邀请，直到今天才完成写作，感谢本书编辑追求卓越的工作精神，感谢她充分为读者考虑的持续付出。最后，感谢所有的读者朋友，你们的持续关注是原创作者最大的欣慰。 由于作者水平有限，书中难免疏漏和错误之处，敬请批评指正。 王振世 2017年8月

第一篇 LTE总体 第1章 凤凰台上凤凰游——LTE的演进目标/2 1.1 LTE网络在中国的发展现状/4 1.2 移动宽带化与宽带无线化/5 1.2.1 移动宽带化/5 1.2.2 宽带无线化/6 1.2.3 LTE的产生动因/6 1.3 LTE标准化/7 1.3.1 LTE标准化进程/8 1.3.2 LTE的设计目标/10 1.3.3 EDGE+、HSPA+、 LTE/LTE-A标准的比较/12 1.4 LTE协议族/15 第2章 国王答疑——咀嚼几个无线术语/18 2.1 正交性、相关性/19 2.1.1 正交码/20 2.1.2 正交子载波/21 2.2 复用、分集、多址/22 2.2.1 复用与分集/22 2.2.2 复用与多址/24 2.3 自适应/25 2.3.1 功率自适应/26 2.3.2 速率自适应/26 2.4 共享和专用/27 2.5 竞争方式、调度方式/29 2.5.1 基于竞争的资源分配方式/29 2.5.2 基于调度的资源分配方式/30 2.6 业务面和控制面/31 2.7 集中和分布/32 2.8 层级化、扁平化、网状网/33 2.8.1 组织结构/33 2.8.2 无线组网架构/34 第3章 机构变革、职能转换——扁平化的组网架构/36 3.1 从四层到三层/37 3.1.1 少一层/38 3.1.2 多一口/39 3.2 “胖”基站/39 3.3 中央机构EPC/41 3.3.1 EPC的演进/42 3.3.2 职能划分/43 3.4 VoLTE多一域/45 3.4.1 业务和路由的分离/46 3.4.2 IMS域的成员/47 第4章 沟通无障碍——接口协议/49 4.1 接口协议栈/50 4.1.1 三层/50 4.1.2 两面/51 4.2 空中接口Uu/51 4.2.1 层二功能模块/52 4.2.2 层三功能模块/53 4.3 地面接口/55 4.3.1 同级接口——X2/55 4.3.2 上下级接口——S1/56 4.4 VoLTE接口/57 4.4.1 VoLTE的主要接口/58 4.4.2 VoLTE协议栈与LTE 协议栈的关系/59 4.5 LTE和UMTS接口协议栈的比较/60 第二篇 无线关键技术 第5章 部门墙要不得——OFDM/64 5.1 OFDM技术原理/65 5.1.1 OFDM与CDMA/65 5.1.2 OFDM本质/66 5.2 OFDM系统实现/69 5.2.1 并行传输/69 5.2.2 FFT/71 5.2.3 加入CP/71 5.3 OFDM参数/73 5.4 OFDM多址接入/75 5.4.1 OFDMA/75 5.4.2 SC-FDMA/77 5.4.3 虚拟资源块VRB/79 5.5 OFDM特点/80 5.5.1 OFDM优点/80 5.5.2 OFDM缺点/82 第6章 进出口物流模式——两种帧结构/84 6.1 两种双工模式/85 6.1.1 FDD与TDD/86 6.1.2 频段分配/87 6.1.3 我国的4G频段分配/89 6.2 LTE帧结构/89 6.2.1 FDD帧结构/90 6.2.2 TDD帧结构/92 6.3 LTE与UMTS帧结构对比/95 第7章 货物的多点装卸——MIMO多天线 技术/97 7.1 MIMO基本原理/99 7.1.1 数学模型/100 7.1.2 极限容量/103 7.1.3 多天线技术增益/106 7.2 MIMO的工作模式/107 7.2.1 空分复用模式/108 7.2.2 空间分集模式/109 7.2.3 多天线工作模式对比/112 7.2.4 MIMO工作模式小结/114 7.3 MIMO系统的实现/115 7.3.1 信息处理过程/116 7.3.2 多码字/119 7.3.3 层映射/120 7.3.4 预编码/124 7.4 自适应MIMO/126 7.4.1 实现难点/127 7.4.2 用户反馈/128 7.5 多用户MIMO/129 7.5.1 下行MU-MIMO/129 7.5.2 上行MU-MUMO/131 7.6 Massive/3D MIMO/133 7.6.1 MIMO技术的演进/133 7.6.2 Massive MIMO技术/134 7.6.3 Massive/3D MIMO在LTE上的 应用/135 第8章 渠道为王——LTE的信道/136 8.1 信道结构/137 8.1.1 信道的含义/137 8.1.2 三类信道/138 8.1.3 LTE与UMTS信道总体比较/139 8.2 逻辑信道/139 8.2.1 五个控制信道/139 8.2.2 两个业务信道/140 8.2.3 LTE与UMTS逻辑信道的比较/140 8.3 传输信道/141 8.3.1 四个下行信道/141 8.3.2 两个上行信道/142 8.3.3 LTE与UMTS传输信道的比较/143 8.4 物理信道/144 8.4.1 两大处理过程/144 8.4.2 六个下行物理信道/145 8.4.3 三个上行物理信道/147 8.4.4 LTE与UMTS物理信道的比较/148 8.5 物理信号/149 8.5.1 下行参考信号/149 8.5.2 下行同步信号/150 8.5.3 上行参考信号/152 8.6 信道映射/154 第9章 办事的关键流程——物理层过程/156 9.1 物理层过程/158 9.2 小区搜索过程/159 9.2.1 三个信道、四个步骤/159 9.2.2 在合适的位置寻找合适的信息/161 9.3 随机接入过程/162 9.3.1 Preamble结构/163 9.3.2 LTE与UMTS随机接入过程对比/164 9.4 功率控制过程/166 9.4.1 LTE与CDMA功率控制对比/166 9.4.2 LTE功率控制/167 9.4.3 小区间功率控制/168 9.5 寻呼过程/169 9.5.1 不连续接收/170 9.5.2 LTE和WCDMA寻呼过程对比/170 9.6 测量过程/171 9.6.1 手机侧测量/171 9.6.2 基站侧测量/173 9.6.3 测量小结/175 9.7 共享信道物理过程/176 9.7.1 数据传输过程/176 9.7.2 盲检测过程/178 9.7.3 HARQ重传合并机制/181 9.7.4 LTE HARQ过程/184 9.7.5 链路自适应过程/188 第10章 听得见炮声的指挥所——无线 资源管理RRM/192 10.1 LTE的无线资源管理RRM/194 10.1.1 分布式RRM/195 10.1.2 RRM的影响要素/197 10.2 RRM模块之间的关系/199 10.2.1 部门职能分工/199 10.2.2 工作配合关系/200 10.3 无线准入控制（RAC）/202 10.3.1 RAC工作配合关系/203 10.3.2 QoS保证/203 10.3.3 VoLTE 承载/207 10.3.4 准入控制法则/208 10.4 无线承载控制（RBC）/209 10.4.1 RBC功能/209 10.4.2 RBC工作配合关系/211 10.5 动态资源分配（DRA）/212 10.5.1 DRA及其关系网/213 10.5.2 动态调度三要素/214 10.5.3 下行资源调度/216 10.5.4 上行资源调度/218 10.5.5 载波聚合（CA）/219 10.6 小区间干扰协调（ICIC）/221 10.6.1 小区间干扰控制技术/223 10.6.2 ICIC模块的关系网/224 10.6.3 ICIC的事前事后/224 10.6.4 频率软复用（SFR）/225 10.6.5 干扰协调员——HII、RNTP、OI/228 10.6.6 协作多点传输（CoMP）/229 10.7 负载均衡（LB）/231 10.7.1 LB工作配合关系/232 10.7.2 负载均衡算法/233 10.8 连接移动性控制（CMC）/233 10.8.1 CMC工作配合关系/233 10.8.2 CMC功能模块的组成/234 10.8.3 切换三步走/236 10.8.4 事件及触发条件/237 10.8.5 切换流程/244 10.9 中继（Relay）/249 10.10 小区间及系统间RRM（ICR ＆ inter-RAT RRM）/250 第11章 代理要不得——VoLTE无线侧关键 技术/252 11.1 VoLTE语音编码方式/253 11.1.1 AMR业务模型/253 11.1.2 VoLTE编码方式/254 11.2 VoLTE的无线技术/254 11.2.1 半持续调度/254 11.2.2 TTI绑定/255 11.2.3 RoHC/256 11.2.4 SRVCC/257 11.2.5 DRX/259 11.3 VoLTE的语音质量/259 11.3.1 MOS值/259 11.3.2 影响VoLTE MOS值的主要 因素/260 第三篇 LTE规划与优化 第12章 家园的宏伟规划——LTE网络规划/264 12.1 LTE规划的特殊性/265 12.2 LTE覆盖估算/268 12.2.1 LTE覆盖能力的影响因素/269 12.2.2 链路预算/271 12.3 LTE容量估算/275 12.3.1 LTE容量能力的影响因素/276 12.3.2 LTE容量估算/278 12.4 LTE规划仿真/279 12.4.1 LTE规划仿真的指标要求/281 12.4.2 LTE规划仿真的主要输入参数/282 12.4.3 LTE仿真分析/284 12.5 小区参数规划/286 12.5.1 小区CGI规划/286 12.5.2 邻区规划/287 12.5.3 PCI规划/290 12.5.4 频率规划/294 12.5.5 TA规划/296 12.5.6 ZC根序列规划/298 12.6 S1、X2接口规划/299 12.7 五高一地场景规划/302 12.7.1 高铁场景/304 12.7.2 高速场景/306 12.7.3 高层场景/307 12.7.4 高架场景/307 12.7.5 高校场景/308 12.7.6 地铁场景/309 第13章 共存与隔离——LTE共站址建设/311 13.1 系统间干扰/312 13.1.1 干扰三要素/313 13.1.2 共站干扰模型/315 13.1.3 LTE共站干扰/316 13.2 共站干扰规避/318 13.2.1 干扰规避手段/318 13.2.2 空间隔离需求/319 13.2.3 TD-LTE共站址建设/321 第14章 防腐与养生——LTE网络优化维护/324 14.1 LTE网络优化的总体思路/325 14.1.1 三个步骤/325 14.1.2 三个视角/326 14.1.3 四个层次/328 14.2 SON/329 14.2.1 自配置/330 14.2.2 自优化/332 14.3 业务质量提升/336 14.3.1 业务质量基础——信噪比/338 14.3.2 业务级优化的三多一少问题/339 14.4 VoLTE优化/343 14.4.1 衡量VoLTE体验的重要指标/343 14.4.2 VoLTE端到端优化/345 14.4.3 VoLTE MOS值提升/347 14.5 多网互操作问题/349 14.5.1 多网覆盖协同优化/350 14.5.2 多网话务分流/351 第15章 LTE入场样题解析/354 附录 LTE常用术语/367 后记/378 参考文献/379

? 曾在一家世界500强的中国通信设备企业供职15年，历任移动系统部无线解决方案总工、无线网优项目总监、三大战役无线工程交付总监、无线网络规划设计总监等职位，多次获得该企业金牌员工、解决方案金牌交付团队等荣誉。__eol__? 出版过《实战无线通信应知应会》、《LTE轻松进阶》、《无线室内分布实战必读》等多部著作。__eol__? 现就职于北京信世为科技有限公司，担任企业ICT集成工程及培训咨询服务部总监。主要研究领域：5G网络演进、物联网技术及应用、工程交付规范及管理、网络信息安全技术等。