LTE教程：結構與實施(第2版)（簡體書）

“LTE叢書之學好LTE系列”是專為LTE學習而打造的系列教材，內容脫胎于作者深受好評的LTE在線培訓課程，並加以完善和增補，循序漸進，娓娓道來，非常適合LTE學習。本書是“LTE叢書之學好LTE系列”的第二冊，專為LTE入門學習而編寫，全書分為結構篇和實施篇兩部分，詳細介紹了LTE物理層的結構以及LTE無線網絡的部署策略和實施方法，可幫助讀者快速瞭解和理解LTE的結構與實施。本書適合LTE初學者和LTE的實施人員，如LTE的網絡規劃設計人員和LTE的網絡優化人員閱讀，目標讀者為運營商、設計院的工程技術人員，網絡優化從業人員以及相關大專院校師生。

孫宇彤，LTE學習大使，移動通信技術以及IT技能傳播者。擁有多年的技術寫作經驗，出版了多部通信技術專著。建立了《空中接口學園》和《讀懂通信》網站。製作和主講了LTE技術以及IT實用技能的在線培訓課程。

第2版前言
《LTE教程：結構與實施》出版以來，承蒙讀者的喜愛，有了修訂的機會。
這次修訂本著興利除弊的原則。
（1）除弊
首先改正了第1版中出現的bug和筆誤，這樣即使再有漏網之魚，也是鳳毛麟角了。
其次大幅簡化了實施篇的內容，刪除了很多中間結果，不再介紹孤立小區的相關內容。這樣實施篇的內容更精練，重點更突出。
最後，第1版中子載波帶寬的講法不夠全面，因此這次修訂就刪除了，關於子載波帶寬，大家可以閱讀《LTE教程：原理與實現（第2版）》的附錄。
（2）興利
首先，由於“LTE叢書之學好LTE系列”已經出齊，第2版增加了與“LTE叢書之學好LTE系列”其他書籍的聯繫，同聲共氣，方便讀者擴展學習。
其次，在物理層結構中引入了現網配置的信息，方便讀者對號入座、學以致用。相關的配置信息可以在《LTE教程：機制與流程》一書的附錄中找到。
最後，優化了重點內容，例如ZC序列的特點和PUCCH的處理過程；增加了讀者關注的內容，比如子載波頻率和TD-LTE峰值速率的計算方法。
另外，第1版中的《LTE自學指南》2015版由於內容已經過時，這次調整為《LTE入門指南》2018版的摘要。
參與第2版修訂的有汪洲、孫沛然、楊慧瑞、汪中位、張秋娥、朱美根、蔣中定、查昊、陳文濤、王興志，諸多熱心網友提出了不少改進的建議，在此表示感謝。我還要感謝家人為本書修訂做出的貢獻，最後還要感謝電子工業出版社宋梅編審對本書修訂的大力支持。
至此，“LTE叢書之學好LTE系列”又進行了一次更新。“LTE叢書之學好LTE系列”借鑒了IT產品開發的迭代思想，不求畢其功於一役，而是講求協同，每本教材都相當於一個學習的臺階，不斷上升，希望能把讀者帶到LTE技術的更高境界，幫助讀者成為LTE技術的行家裡手。
在“LTE叢書之學好LTE系列”中，《LTE教程：原理與實現（第2版）》和《LTE教程：結構與實施（第2版）》特別適合LTE的初學者，可以作為入門學習的首選教材；而《LTE教程：機制與流程（第2版）》和《LTE教程：業務與信令》適合用於LTE技術的 深造。
除了“LTE叢書之學好LTE系列”，作為LTE學習大使，我還開發了配套的LTE在線培訓課程，包括入門、進階和實戰三個層次，已經在網易雲課堂等在線教育平臺發佈。課程體系完整，內容透徹深入，與教程相輔相成，配合使用能取得LTE學習的更好效果。
讀者想瞭解“LTE叢書之學好LTE系列”，可以訪問http://www.readhere.cn/site/l_ course.htm；想瞭解LTE在線培訓課程，可以訪問http://www.readhere.cn/site/l_training.htm；想學習LTE在線培訓課程，可以訪問http://m.study.163.com/m/provider/2763210/index.htm。讀者還可以掃描下面的二維碼，直達相關的內容。



讀者在學習過程有任何問題，想要與我聯繫，可以關注我的微信公眾號：“LTE學習大使”。大家還可以加入QQ群：“學好LTE”（291725936），交流學習中的各種問題。
採用本書作為教材的老師，可以加入QQ群：“LTE教學支持”（785627598），通過readhere@163.com與我聯繫，以獲得教學支持。
在修訂《LTE教程：結構與實施》的過程中，5G的R15技術規範已經發佈。通過研讀5G的技術規範，我再度體驗到只有學好了LTE，才能學好5G的道理。因此，我也希望各位讀者都能通過“LTE叢書之學好LTE系列”，讀懂LTE，學好LTE，為今後無論從事有關LTE方面的工作還是從事5G方面的工作打下良好的基礎。


LTE學習大使
孫宇彤
2018年初春

目 錄
結 構 篇

學習提示 2
第1章 時頻結構 3
本章導讀 4
1.1 概述 4
1.1.1 什麼是時頻結構 4
1.1.2 如何理解時頻結構 5
1.1.3 雙工方式 6
1.2 FDD的時間結構 8
1.2.1 FDD的時間結構：無線幀 8
1.2.2 FDD的時間結構：子幀 9
1.2.3 FDD的時間結構：時隙 9
1.2.4 更小的時間結構 10
1.2.5 時間同步 11
1.2.6 上、下行子幀對齊 12
1.3 TDD的時間結構 15
1.3.1 TDD的時間結構：總體 15
1.3.2 TDD的時間結構：特殊子幀 16
1.3.3 TDD的特殊子幀：GP 19
1.4 頻率結構 23
1.4.1 頻率結構：子載波 23
1.4.2 頻率結構：資源塊（RB） 24
1.4.3 頻率結構：頻點 25
1.4.4 頻率結構：頻段 27
1.5 時頻分佈 29
1.5.1 各種下行信號與信道的時間分佈 29
1.5.2 各種下行信號與信道的頻率分佈 32
1.5.3 各種上行信號與信道的時頻分佈 32
1.6 小結 35
第2章 參考信號 36
本章導讀 37
2.1 概述 37
2.1.1 什麼是參考信號 37
2.1.2 小區參考信號的發展史 38
2.1.3 小區參考信號的設計 39
2.1.4 小區參考信號的分佈 41
2.2 小區參考信號的生成 43
2.2.1 小區參考信號的生成過程 43
2.2.2 Gold序列的生成方式 44
2.2.3 Gold序列的初始值與生成 45
2.2.4 Gold序列的輸出過程 47
2.2.5 小區參考信號的時頻映射 49
2.3 小區參考信號相關的KPI 50
2.3.1 參考信號強度：RSRP 51
2.3.2 接收信號強度：RSSI 52
2.3.3 參考信號質量：RSRQ 53
2.3.4 參考信號信噪比：RS-SINR 54
2.3.5 KPI與小區 55
2.4 終端專用參考信號 56
2.4.1 什麼是終端專用參考信號 56
2.4.2 R8版本的終端專用參考信號 57
2.4.3 R9版本的終端專用參考信號 60
2.5 上行參考信號 61
2.5.1 上行參考信號的生成 61
2.5.2 上行參考信號的處理過程 64
2.6 小結 66
第3章 控制信道 67
本章導讀 68
3.1 概述 68
3.1.1 控制信息 68
3.1.2 LTE系統的控制信道 72
3.2 LTE系統的下行物理控制信道 73
3.2.1 下行物理信道（用於控制） 73
3.2.2 PBCH 73
3.2.3 PCFICH 76
3.2.4 PHICH 79
3.2.5 PDCCH 82
3.2.6 下行控制信道小結 88
3.3 LTE系統的上行物理控制信道 89
3.3.1 上行物理信道（用於控制） 89
3.3.2 PRACH 89
3.3.3 PUCCH 92
3.4 小結 98
第4章 業務信道 99
本章導讀 100
4.1 概述 100
4.1.1 業務信息 100
4.1.2 業務信道 101
4.1.3 移動通信系統中的業務信道 104
4.1.4 LTE系統中的信道 107
4.2 LTE下行共享物理信道 109
4.2.1 處理流程概述 109
4.2.2 資源映射 111
4.2.3 尋呼信道（PCH） 111
4.3 LTE上行共享物理信道 112
4.3.1 處理流程概述 112
4.3.2 資源映射 114
4.3.3 信號與底層指令的複用 114
4.4 小結 116
實 施 篇
學習提示 118
第5章 LTE無線網絡的部署 121
本章導讀 122
5.1 概述 122
5.1.1 中國LTE網絡的部署進程 122
5.1.2 中國LTE網絡的分步實施 123
5.2 部署LTE無線網絡的策略 126
5.2.1 部署原則：多快好省 126
5.2.2 部署策略的關鍵因素 128
5.3 雙工方式 128
5.3.1 雙工方式的差異 128
5.3.2 雙工方式各自的優勢 129
5.3.3 FDD與TDD的協同 130
5.3.4 TDD天線的選型 131
5.4 工作頻段 132
5.4.1 LTE的工作頻段 132
5.4.2 中國的TD-LTE頻段 133
5.4.3 中國的FDD LTE頻段 135
5.5 2G/3G退網 137
5.5.1 昔日霸主 137
5.5.2 英雄遲暮 138
5.5.3 未雨綢繆 139
5.6 後續演進 140
5.6.1 10倍率：推動通信技術換代的力量 140
5.6.2 LTE的後續演進之路 141
5.7 小結 142
第6章 覆蓋設計 144
本章導讀 145
6.1 概述 145
6.2 設計條件 146
6.2.1 移動信道模型 146
6.2.2 傳播模型 148
6.2.3 區域類型 150
6.2.4 業務要求 150
6.3 覆蓋設計的指標 151
6.3.1 參考信號強度（RSRP） 151
6.3.2 參考信號質量RS-SINR 154
6.3.3 下行控制信道的SINR 155
6.3.4 下行業務信道的SINR 156
6.3.5 上行業務信道的SINR 157
6.4 鏈路預算 158
6.4.1 上行鏈路預算 158
6.4.2 上行鏈路預算的參數 159
6.4.3 上行鏈路預算的案例 162
6.4.4 下行鏈路預算 163
6.4.5 下行鏈路預算的參數 164
6.4.6 下行鏈路預算的案例 165
6.5 評估基站的覆蓋範圍 166
6.5.1 上行覆蓋範圍的計算 166
6.5.2 覆蓋設計校驗 168
6.6 小結 171
第7章 容量分析與評估 172
本章導讀 173
7.1 概述 173
7.2 下行峰值速率 173
7.2.1 下行峰值速率的RE計算法 174
7.2.2 下行峰值速率的精確值 177
7.3 上行峰值速率 178
7.3.1 上行峰值速率的RE計算法 178
7.3.2 上行峰值速率的精確值 180
7.4 最大用戶數量 181
7.4.1 用戶分類 181
7.4.2 PHICH支持的調度用戶數 182
7.4.3 PDCCH支持的調度用戶數 182
7.4.4 最大調度用戶數 185
7.4.5 最大排隊用戶數 186
7.5 邊界容量與覆蓋的評估 186
7.5.1 小區的最大吞吐率 187
7.5.2 網絡小區的邊界吞吐率 187
7.5.3 網絡小區的邊界速率 190
7.5.4 小區邊界在哪裡 192
7.5.5 邊界吞吐率的修正 194
7.5.6 FDD LTE對稱嗎 195
7.6 小結 196
第8章 TDD的設計與分析 197
本章導讀 198
8.1 TDD的速率與吞吐率 198
8.1.1 TDD速率的換算 198
8.1.2 精確的TDD峰值速率 200
8.1.3 TDD邊界吞吐率 200
8.2 TDD的鏈路預算 202
8.2.1 上行鏈路預算 202
8.2.2 TDD上行覆蓋 203
8.2.3 TDD下行鏈路預算 204
8.2.4 TDD下行覆蓋 206
8.3 TD-LTE與FDD LTE的覆蓋對比 207
8.3.1 對比分析條件 207
8.3.2 FDD LTE與TD-LTE主要參數的關係 208
8.3.3 FDD LTE與TD-LTE的覆蓋對比 209
8.3.4 綜合指標對比 211
8.3.5 性能對比 213
8.4 小結 215
第9章 VoLTE的部署 216
本章導讀 217
9.1 VOLTE概述 217
9.2 VOLTE的語音處理 217
9.2.1 語音數據處理 217
9.2.2 語音數據處理方式的差異 219
9.3 VOLTE與網絡規劃 220
9.3.1 覆蓋 220
9.3.2 最大用戶數 220
9.3.3 容量 221
9.4 VOLTE引發的問題 222
9.5 小結 223
附錄A　解碼CDMA技術 224
A.1 詳解CDMA 224
A.2 LTE系統拋棄了CDMA技術嗎 227
A.3 LTE系統是怎樣發揚CDMA技術的 228
附錄B　干擾分析 229
B.1 覆蓋模型與蜂窩模型 229
B.2 小區參考信號上的干擾 230
B.3 下行控制信道上的干擾 235
B.4 下行業務信道上的干擾 236
B.5 上行業務信道上的干擾 238
附錄C　TD-LTE的下行峰值速率 242
C.1 計算流程 242
C.2 計算示例 242
縮略語 245
參考文獻 250