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【资料名称】：WCDMA关键技术详解
【资料作者】：姜波
【资料日期】：2008年
【资料语言】：中文
【资料格式】：PDF
【资料目录和简介】：本书全面、深入地介绍了WCDMA系统核心技术的各个方面。本书所涉及的技术细节分析包括：系统结构与网络结构、传输技术、空中接口、物理层、网络选择／小区选择、接入过程、同步技术、功率控制、切换和测量、系统安全、呼叫信令流程、分组域过程、HSDPA技术、SIP、IMS技术等。本书力图以移动终端与网络的交互过程为主线，生动形象地介绍所涉及的WCDMA关键技术。本书侧重点在于WCDMA，而WCDMA与TD-SCDMA的共通部分，如呼叫信令流程、系统结构、IMS、系统安全等部分，也可供TD-SCDMA学习者参考。本书适合移动通信行业的从业技术人员阅读，如通信运营商或者设备厂商的技术部门和研发机构的从业人员。同时，相关专业的高等院校的在校学生也可以通过阅读本书对WCDMA通信系统有全面感性的认识。

1.1 移动通信发展历史..................................................................................1
1.23G的发展历史........................................................................................3
1 .3移动迎信基础.........................................................................................5
1.3.1FDMA、TDMA 和 CDMA...........................................................6
1.3.2FDD 与 TDD.................................................................................7
1.42G系统向3G系统的演进......................................................................8
1.5CDMA及其关键技术...........................................................................12
1.5.1CDMA 概念................................................................................12
1.5.2直接序列扩频技术......................................................................13
一1,5.3CDMA关键技术简介.................................................................15
1-63GPP的标准化工作..............................................................................17
1.73G频谱划分..........................................................................................20
第2章WCDMA系统结构................................................................................21
2.1WCDMA业务和业务模型....................................................................21
2.1J电信业务和附加业务..................................................................23
2.1.2WCDMA的承载业务..................................................................24
2.1.3QoS 分类.....................................................................................25
2.2WCDMA系统网络糢型.........................................................................27
2,2.1 移动通信网的一般体系结构.......................................................28
2.2.2空中接D的三层分层结构.......................................................... 29
2.23WCDMA的版本网络结构..................................................30
2.2.4WCDMA的R4版本网络结构....................................................35
2.2.5WCDMA的R5版本网络结构....................................................39
2.2.6智能网的体系结构......................................................................42
2.2.7IMS中的业务体系结构....................;.........................................43
2.2.80SA的简要介绍.........................................................................44
2 .3用户标识以及网络的区域划分.............................................................45
2.3.1鳴标识.....................................................................................45
2.3.2WCDMA中移动用户的标识......................................................47
2 .4栘动性管理...........................................................................................50
2.5UE被叫信令流程..................................................................................52
第3章UTRAN中的传输技术..........................................................................54
3.1ATM技术在WCDMA中的应用..........................................................54
3.2ATM层简介...........................................................................................55
3.2.1ATM协议的参考模型.................................................................57
3.2.2ATM 反向复用^—' -IMA.............................................................58
3.2.3ATM信元结构............................................................................59
3.2.4ATM 交换....................................................................................61
3.3ATM适配层简介...................................................................................62
3.3.1AAL 的功能...............................................................................62
3.3.2AAL服务的分类........................................................................63
3.3.3AAL层的分层模型.....................................................................65
3.3.4AAL1 简介..................................................................................66
�?
3.3.5AAL3/4.......................................................................................69
3.3.6AAL5..........................................................................................70
3.3.7SAAL............................................................................-.............71
3.3.8AAL2..........................................................................................74
3.3.9AAL2层的复用机制...................................................................76
第4章WCDMA的空中接口............................................................................79
4.1空中接口结构概述................................................................................79
4.2- 空中接口的分层结构............................................................................80
4 .3无线资源控制层(RRC)....................................................................82
4.3.1RRC 连接....................................................................................83
4.3.2RAB、SRB' RB以及逻辑信道.................................................83
4.3.3RRC在呼叫过程中的应用.........................................................83
4.3.4RRC层的参考模型.....................................................................84
4.3.5RRC状态和状态转移.................................................................86
4 ,4空中接口的RLC层...............................................................................88
4.4.1RLC 层概述.................................................................................88
4.4.2RLC月艮务模型.............................................................................91
WCDMA关键技术详解和… 州 • -~ ----------------------------------—
4.4.3RLC PDU数据报文类型与结构.................................................93
4.4.4RLC有回应模式的重传示例.....................................................99
4.5MAC 层简介.........................................................................................99
4.5.1MAC 实体.................................................................................101
4.5.2MAC PDU的数据结构.............................................................104
4 .6空中接口倌道类型及其映射关系........................................................106
4.6.1无线接入承载...........................................................................】07
4.6.2无线承载...................................................................................108
4.6.3逻辑信遒...................................................................................109
4.6.4传输信道...................................................................................U0
4.6.5物理信道...................................................................................113
4.6.6各层信道在实际网络中的实现.................................................114
4.6.7信道映射...................................................................................116
4,6.8各个物理信道的时序关系........................................................118
第S章物理层的功能......................................................................................121
5.1WCDMA中上行和下行无线链路的结构...............................*...........121
5 .2数据由MAC层到物理层的发送和接收............................................. 123
5 .3上行物理信道和下行物理信道............................................................126
5.3.1上行传输信遒和物理信道.........................................................126
5.3.2下行传输信道和物理信道.........................................................127
5.3.3TFI 和 TFCI...............................................................................128
5 .4传输信道到物理信道的映射以及物理层中的数据处理过程..............128
5.4.1CRC 的添加....................................... ^.....................................130
5.4.2传输块的级联和码块分段........................................................ 130
5A3信道编码...................................................................................131
5,4.4无线帧的尺寸均衡....................................................................132
5.4.5第一次交织...............................................................................132
5.4.6速率匹配...................................................................................132
5 A J传输信遒的复用和DTX指示位的插入....................................134
5.4.8物理信道的分段和第二次交织............................;...................135
5.4.9传输信遒、CCTrCH、物理信道之间的映射............................136
5.5TFC1在空中接口使用..........................................................................136
5.5.1AMR语音编码的结构.................-............................................138
5.5.2AMR语音业务中TFCI的使用................................................139
3
WCDMA关键技术详解
5 .6扩频和调制..........................................................................................141
5.6.1信道码的产生...........................................................................142
5.6.2上行扰码...................................................................................143
5.6.3下行扰码...................................................................................145
5.6.4上行专用物理信遒的扩频........................................................149
5.6,5下行专用物理信道的扩频........................................................152
5 .7物理信道的结构..................................................................................153
5.7.1上行物理信遒结构....................................................................154
5.7.2下行物理信遒结构....................................................................156
5 .8传输信道到物理信道映射的实例.......................................................162
第6章 WCDMA接入网结构与信令...............................................................167
6 .1接口协议分层设计原理.......................................................................167
6.2WCDMA接入网概述..........................................................................170
6.2.1空中接D和lub、Iur的关系.....................................................172
6.2.2UTRAN接口协议设计的基本原则..........................................173
6.3iu 接口................................................................................................175
6.3.1Iu接口协议栈...........................................................................丨76
6.3.2SCCP 在 Iu 接口 的使用...........................................................178
6.3.3RANAP 过程.............................................................................179
6.3.4NAS信令在Iu接口的传输.......................................................179
6.3.5Iu接口上呼叫资源的建立与释放.............................................180
6.3.6其他 RANAP 过程....................................................................182
6.4lub 接 0 ...............................................................................................183
6.4.1lub接口的协议栈概述..............................................................1 S3
6.4.2lub接口上NodeB的逻辑模型.................................................184
6.4.3lub接P上的数据传输..............................................................185
6.4.4NBAP 的功能............................................................................186
6.4.5lub接口的公共资源配置过程...................................................187
6A.6无线链路建立、删除、重配置过程......................................... L90
6.5Iur 接口................................................................................................192
6.5.1lur接口功能概述.......................................................................194
6.5.2lur接口信令传输过程...............................................................194
6.5.3Iui■接口的无线链路过程...........................................................195
6.5.4其他 RNSAP 过程.....................................................................196
4
6.6lur与lub接口的用户面帧协议.......................................................... 196
6.7WCDMA接口协议综述.......................................................................198
6.7.1CS域协议栈概述.......-.............................................................柳
6.7.2CS域中网络资源的映射关系......................；...........................201
6.7.3PS域协议栈概述.......................................................................203
6.7.4PS域中网络资源的映射关系....................................................205
第7章 UE在空闲模式下的动作......................................................................207
7 .1小区的系统信息广播..........................................................................207
7?A1 概述...........................................................................................207
7?A2主信息故...................................................................................208
7.L 3系统信息的调度........................................................................209
7.1.4SIB消息内容简介.....................................................................211
7 .2网络选择以及小区的选择和茧选........................................................223
7.2.1PLMN 选择...............................................................................224
7.2.2小区选择...................................................................................225
7.2.3.小区选择/重选的“S准则7’.....................................................227
7.2.4小区重选...................................................................................228
7 .3随机接入过程.....................................................................................241
7.3」与接入过程有关的资源............................................................241
7.3.2随机接入过程...........................................................................245
7.3.3PRACH与AICH的接入时隙时间偏移....................................247
7.3.4PRACH 的接入前导（Preamble)'部分.....................................249
7.3.5AICH的回应机制......................................................................251
第8章 WCDMA中的同步技术.......................................................................254
8.1WCDMA系统同步概述.......................................................................254
8.2同步相关的重要概念..........................................................................255
8 . 3时隙同步和帧同步..............................................................................257
8.3.1UE开机时的小区搜索过程......................................................257
8.3.2相邻小区的小区搜索................................................................259
8.4节点同步.............................................................................................259
8 .5传输信道同步................................................... :................................262
8.6 空中接□同步......................................................................'............264
8.6 .1单条无线链路建立时的空中接口同步............:........................266
8.6,2 同时建立多条无线链路时的空中接口同步..............................268
8.6.3软切換时的空中接口同步过程.................................................271
第9章 WCDMA系统的功率控制...................................................................274
9 .1功率控制的分类..................................................................................274
9 .2下行公共物理信道的功率设定...........................................................276
9,3UE接入过程中的发射功率.................................................................276
9 .4夕卜环功率控韦!J......................................................................................279
9.5内換功率控制......................................................................................280
9.5.1下行链路内环功率控制............................................................281
9.5.2上行链路内环功率控制............................................................285
9.6小区选择分集发射（SSDT).............................................................292
9 .7发射分集技术......................................................................................293
9.7.1用于SCH的时间切换的发射分集........................................... 293
9.7,2基于空时码的发射天线分集.....................................................294
9.7.3 闭环模式发射分集.......................:............................................295
第1 0章 切换和测量........................................................................................297
10.1切换...................................................................................................297
10.LI切换分类.................................................................................298
10.1.2切换过程.................................................................................300
10.2测量............................................................................-.....................301
10.2.1测量目的.................................................................................301
10.2.2测量机制.................................................................................302
10.2.3UE如何获得测量控制信息.....................................................302
10.2.4物理层测量模型......................................................................307
10.2.5测量项目.................................................................................308
10.3软切换和同频测量............................................................................312
10,3.1同频测量.................................................................................312
10.3.2同频测量的报告事件..............................................................314
10.3.3改善同频（/异频/系统间）测量报告行为的可用机制...........317
10.4压缩模式..........................................................................................320
10.5异频测量和硬切换............................................................................323
10.5.1异频测量事件类型..................................................................324
10.5.2异频测量和压缩模式..............................................................325
WCDMA 关键技术详解4 ~ _—--------——
10.6系统间切换和系统间测量.................................................................327
10.7数据量测量和倍道切換.....................................................................330
10-8其他测量...........................................................................................332
10.9切换信令流程....................................................................................332
10-9.1更软切换流程.........................................................................332
10.9.2软切换流程.............................................................................334
10,9,3系统间硬切换信令流程..........................................................336
第11章WCDMA系统的安全........................................................................339
11」WCDMA系统安全的体系结构.........................................................340
11.2WCDMA网络接入安全简述.............................................................342
11-3安全模式的建立过程344
11.4临时身份标识的使用.................................. .............- .......................347
11.5鉴权和键值协商CAKA) 过程......................................................... 349
J 1 . 5 . 1鉴权过程简述................................................................................ 349
11.5.2在用户归属网络中的鉴杈过程...............................................351
11.5.3USIM中的鉴权过程...............................................................353
11.5.4鉴权失败信今流程..................................................................354
11.5.5漫游时的鉴权机制..................................................................354
11.6 倌令完整性保护过程.........................................................................355
11.7信令和业务数裾的加密.....................................................................359
第12章WCDMA呼叫流程............................................................................363
12.1RRC连接的建立过程........................................................................363
12.2AMR语音建立过程..........................................................................376
12.2.1AMR语音建立的信令流程.....................................................376
12.2.2AMR语音呼叫建立后的空中接口资源..................................386
1 2 3分组域呼叫流程................................................................................387
12.4语音呼叫释放流程............................................................................393
12.5WCDMA系统其他信令流程............................................................395
第13章分组数据业务在WCDMA中的实现................................................397
13.1分组域网络结构和协议栈.................................................................397
13.2通过分组域实现移动终端对IP网络的接入.....................................399
13.2.1透明接入方式........................................................................ 400
13.2.2IP地址的获得和使用..............................................................401
13.2.3使用PiT拨号接入..................................................................406
13,2.4 移动IP在WCDMA中的应用.................................................407
13.2.5分组域中用户IP数据报文的传输..........................................409
⑴分组域非接入层................................................................................412
13.3.1GPRS 移动性管理........................*.........................................412
13.3.2分组移动性管理......................................................................412
13.3.3会话管理................................................................*...............413
13.3.4PDP 上下文.............................................................................414
13.4PS域的移动性管理过程....................................................................421
13A 1附着过程.................................................................................421
13.4.2去附着过程.............................................................................425
13,4,3SRNS重定位过程...................................................................426
13.5会话1?理过程...................................................................................430
第14章HSDPA技术.....................................................................................433
14.1DSCH在R99中的应用.....................................................................433
14.1.1DSCH 时序..............................................................................434
14.1.2PDSCH 信道结构....................................................................435
14.1.3TFCt 的用法.......................................................................…"436
14.1.4功率控制.................................................................................437
14?A5UTRAN 结构.........................................................................438
14.2R5版本对HSDPA的弓|入.................................................................440
14.3HSDPA 简介......................................................................................440
H .3.1扩频和复用技术......................................................................441
14,3.2自适应编码调制技术..............................................................442
14.3.3基于HARQ ( Hybrid ARQ)的物理层混合自动重传技术•443
14.3.4快速数据调度机制..................................................................444
14.3.5十夬速/|、区选择.........................................................................445
14.4HSDPA的信道结构...........................................................................446
14A1下行 HS-SCCH 结构...............................................................448
14.4.2下行 HS-DSCH........................................................................45]
14.4.3上行 HS-DPCCH.....................................................................457
14.4.4HSDPA各个物理信道的定时关系..........................................459
14.4.5UE 的 HSDPA 能力.................................................................461
WCDMA^—-----------------------------------一.. ■— — -------------------^一•^一一
第 15 章S IP.....................................................................................................466
15.1SIP 简介.............................................................................................466
15.1.1SIP的协议栈结构....................................................................468
15.1.2SIP使用的传输技术..................................:.............................469
15.13SIP命名和地址.......................................................................470
15.1.4SIP 网络结构...........................................................................471
15.1.5SIP 消息...................................................................................472
15.1.6SDP 简介.................................................................................473
15.1.7SIP 请求...................................................................................474
15.1.8SIP 响应...................................................................................476
15.1.9SIP 头字段..............................................................................477
15.2SIP会话流程......................................................................................481
15.2.1注册过程.................................................................................481
15.2.2会话建立过程.........................................................................483
15.2.3重定向呼叫过程......................................................................485
15.2.4SIP对即时通信的支持....................:.......................................486
第1 6章 IM S系统...........................................................................................489
16.13GPP中IMS标准工作......................................................................490
16.23GPP中IMS的网络结构..................................................................491
16.2.1IMS业务控制模型—— 归属网络控制....................................491
16.2.2IMS各个网络实体的功能.......................................................492
16.2.3各个网络逻辑功能实体的功能及接口....................................502
16.3IMS中的业务平台............................................................................503
16.3.1-IMS的业务模型......................................................................504
16.3.2S-CSCF和业务平台之间的接口.............................................505
1633IMS中的业务触发机制..........................................................507
16.4TMS 用户标识....................................................................................510
16A1私有用户标识..........................................................................510
16.4.2公共用户标识.........................................................................511
16.4.3不文持1STM的终端的用户标识.............................................512
16.4.4私有用户标识与公共用户标识的关系....................................513
16.4.5多个用户终端共用同一个用户标识........................................515
14,5HSDPA 的 UTRAN 结构......................................................................... 462
WCDMA关键技术详解
16.4.6ISIM 与 UICC.........................................................................515
16.5IMS会话过程....................................................................................516
16.6IMS注册过程....................................................................................516
16.6.1IMS注册过程说明..................................................................518
16.6.2UE注册消息流程....................................................................521
16.7IMS的会话建立过程........................................................................528
16.7.1IMS会话标识的使用..............................................................531
16.7.2SIP消息在IMS中的路由......................................................533
16.7.3用于IMS会话中的S[P请求与响应.......................................537
16.7.4IMS会话的媒体协商与资源预留过程....................................539
第17章移动通信的发展趋势................................................................546
17.1无线通信网络技术的发展趋势.........................................................546
17.2移动终端产品的发展趋势..............................................................547
17.3移动应用的未来发展趋势一一移动互联网.......................................548

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