LTE小基站优化：3GPP演进到R13

内容概要

Dr.Harri Holma是诺基亚网络公司首席工程师，专注于UMTS/HSDPA性能研究。著有“WCDMA for UMTS”“LTE for UMTS”等书，业界专家。

Antti Toskala是诺基亚网络公司高级标准化经理，HSDPA首席架构师。著有“WCDMA for UMTS”“LTE for UMTS”等书。

堵久辉  北京邮电大学博士，研究方向为移动通信。曾在爱立信东北亚区的研发部和产品管理部工作，现任职诺基亚技术部技术总监。先后从事TD-SCDMA、LTE、小基站、5G的算法研究、标准制定、系统设计、产品管理、大规模技术试验、网络演进策略分析、创新管理与产业合作等方面的工作。曾翻译《3G系统演进：HSPA与LTE》和《4G系统演进：LTE与LTE-Advanced》，发表国际国内论文十余篇，并拥有国际授权专利十余项。

洪伟  北京邮电大学硕士，研究方向为移动通信。曾发表国际国内论文十余篇，并申请专利一百余项。曾任职于诺基亚、中国电信等国内外知名移动通信公司，主要负责无线空中接口技术（包括IEEE 802.11、LTE-A、5G）的研究和标准化工作，并担任多个3GPP RAN2研究项目报告人。

书籍目录

推荐序

译者序

原书前言

略缩语

第1章概述1

11导言1

12LTE全球部署与终端现状1

13移动数据业务量增长3

14LTE技术演进3

15LTE频谱5

16小站部署6

17网络优化7

18第13版之后的LTE演进8

19总结8

参考文献9

第2章第8版到第11版中的LTE及LTE-Advanced10

21导言10

22第8版和第9版LTE10

221第8版和第9版物理层10

222LTE架构15

223LTE无线协议16

23第10版和第11版中的LTE-Advanced17

231载波聚合18

232多入多出增强21

233异构网络增强的小区间干扰协调21

234协同多点传输23

24第8~11版中的UE能力等级24

25总结25

参考文献26

第3章第12版和第13版中的LTE-Advanced演进27

31导言27

32机器类通信27

33增强的CoMP31

34FDD-TDD载波聚合33

35WLAN无线交互34

36采用LTE的设备对设备通信37

37单小区点对多点传输38

38第12版UE能力等级39

39总结39

参考文献40

第4章第12版和第13版中的小站增强41

41导言41

42小站及双连接原理41

43双连接架构原理42

44双连接的协议影响43

45双连接的物理层影响和无线链路监测45

46其他的小站物理层增强47

461用于LTE下行的256QAM47

462小站开关切换和增强的小区发现48

463带有小站开关的节能功能50

464eNodeB之间的空口同步50

47第13版的增强51

48总结51

参考文献51

第5章小站部署方案52

51导言52

52小站驱动力52

53网络架构方案53

54频率使用56

55小站位置的选择57

56室内小站59

561分布式天线系统59

562Wi-Fi和飞站60

563飞站的架构61

564推荐63

57成本方面63

571宏网络的扩展63

572室外型小站64

573室外皮站簇64

574室内负荷分担64

58总结65

参考文献65

第6章小站产品66

61导言66

623GPP的基站类别66

63微站67

64皮站69

65飞站71

66低功率远端射频头73

661为室内应用设计的远端射频头可选方案74

67分布式天线系统75

68Wi-Fi集成75

69无线回传设备77

610总结78

参考文献78

第7章小站干扰管理79

71导言79

72分组调度方案80

73增强的小区间干扰协调84

731概念描述84

732性能和算法87

74增强的协同多点（eCoMP）96

75协同多点（CoMP）100

76总结103

参考文献104

第8章小站优化106

81导言106

82异构网络移动性管理106

83带有双连接的站间载波聚合110

831采用站间载波聚合的用户数据速率110

832带有双连接的移动性114

84超密集网络的干扰管理118

841超密集网络的特征118

842主动时域小区间干扰协调119

843应激的基于载波的小区间干扰协调121

85采用小站开关的节能123

86多厂商宏站和小站124

87总结125

参考文献126

第9章小站部署经验127

91导言127

92运营商的小站部署动机127

93小站挑战及解决方案128

94小站部署的经验总结129

95安装方面的考虑132

96小站案例研究举例133

961站址解决方案和回传133

962覆盖及用户数据速率133

963宏站分流及容量135

964网络统计中的KPI135

965移动性能137

966参数与射频优化138

97总结138

第10章LTE非授权频谱139

101导言139

102非授权频谱139

103操作环境140

104采用LTE非授权频谱的动机141

1055GHz频带共存的关键需求142

106LTE非授权频谱原理143

107非授权频带上的LTE性能144

108共存性能145

1095GHz频带的LTE覆盖148

1010标准化150

1011总结151

参考文献151

第11章LTE宏站演进153

111导言153

112网络辅助干扰消除153

113天线阵列技术的演进158

114天线阵列的部署场景161

115LTE支持的Massive-MIMO163

1151基于扇区化（垂直）的方法164

1152基于互易性的方法165

116LTE多天线的进一步标准化166

117第13版的先进接收机的增强168

118总结169

参考文献169

第12章LTE关键性能指标优化170

121导言170

122关键性能指标170

123物理层优化171

124呼叫建立174

1241随机接入建立176

1242RRC连接建立182

1243E-RAB建立187

125E-RAB掉话190

1251切换性能192

1252UE触发的RRC连接重建194

1253eNodeB触发的RRC连接重建199

126切换和移动性优化201

127吞吐量优化204

1271MIMO多流使用的优化206

128高速火车优化214

129网络密度基准分析218

1210总结219

参考文献219

第13章容量优化220

131导言220

132大事件中的业务特征221

133上行干扰管理225

1331PUSCH227

1332PUCCH234

1333RACH和RRC建立成功率235

1334集中式RAN237

134下行干扰管理239

1341PDSCH240

1342物理下行控制信道245

135信令负载以及连接用户数规划248

1351信令负载248

1352RRC连接状态用户250

136负载均衡254

137容量瓶颈分析254

138总结260

参考文献260

第14章VoLTE优化262

141简介262

142LTE智能手机的语音解决方案262

143电路交换回落方案263

1431基本概念263

1432CSFB呼叫建立时间，转换到目标RAT265

1433CSFB呼叫建立成功率271

1434CSFB呼叫后返回LTE系统271

144LTE语音276

1441建立成功率及掉话率277

1442TTI绑定和RLC分段279

1443半持续调度281

1444分组绑定283

1445带有无线准备过程的重建283

1446VoLTE语音质量284

145单待无线语音呼叫连续性290

1451信令流290

1452性能294

146总结299

参考文献299

第15章层间移动性优化300

151导言300

152层间空闲状态移动性和测量300

1521初始小区选择和UE驻留在一个小区的最低准则301

1522小区重选准则的总结302

1523空闲状态测量304

153层间连接状态测量310

154针对覆盖受限网络的层间移动性315

1541基本概念315

1542将吞吐量目标映射为SINR、RSRQ和RSRP318

1543层间移动示例#1（不同优先级不同带宽的LTE层）325

1544层间移动示例#2（相同优先级相同带宽的LTE层）332

155针对容量受限网络的层间移动性334

1551通过移动阈值的静态负载均衡336

1552通过eNodeB算法的实现动态负载均衡339

156总结341

参考文献341

第16章智能手机优化342

161导言342

162LTE网络中的智能手机业务分析342

1621数据量和不对称性342

1622业务相关的信令344

1623移动性相关的信令344

1624用户连接性345

163智能手机功耗优化346

1631下行载波聚合的影响346

1632非连续接收的影响348

164智能手机操作系统352

165消息类应用程序353

166流媒体类应用程序354

167LTE语音355

1671VoLTE系统架构356

1672VoLTE性能分析357

1673待机性能365

1674网络负载以及无线质量的影响366

168智能手机电池、基带以及射频设计368

1681电池容量的趋势368

1682蜂窝芯片功耗的趋势370

1683小站对于智能手机功耗的影响373

169总结381

参考文献382

第17章对LTE演进和5G的展望383

171导言383

172第13版之后LTE-Advanced的进一步演进383

173面向5G385

1745G频谱386

1755G的关键无线技术387

176期望的5G时间表389

177总结391

参考文献391

缩略语

作者简介

LTE网络能力随着小基站（简称小站）部署、优化以及新的3GPP功能得到增强。LTE商用网络正在承担更高的业务负荷，这需要更为先进的优化手段。尽管小站已经在通信产业内部讨论多年，但其实际部署才刚刚发生。3GPP第12版和第13版中的新功能进一步提升了LTE网络性能。本书及时地讨论了LTE小站和网络优化的相关研发和标准化工作，关注3GPP到第13版的演进内容。它涵盖了小站从规范到产品及外场测试结果、3GPP到第13版的演进技术，以及LTE优化和从商用网络中获得的经验总结。

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