马修·贝科（Matthew Baker）具有剑桥大学工程、电子和信息科学学位。马修先生在飞利浦研究院从事多重先进无线通信系统和技术研究超过10年，研究领域包括传播模型、DECT、Hiperlan及UMTS等。从1999年，马修先生致力于3GPP的UMTS WCDMA和LTE标准化活动，活跃在第一、第二、第四和第五工作组，提交了数百篇技术提案，同时领导飞利浦RAN标准化团队。2009年，马修先生加入阿尔卡特一朗讯公司并被选为3GPP RAN1主席，负责UMTS和LTE无线接入网物理层规范的制定工作。马修先生发表过众多国际会议论文，并拥有众多国际发明专利。马修先生是英国工程和技术协会特许工程师。
　　斯特芬妮娅·塞西亚（Stefania Sesia）于2005年从位于法国索菲亚安蒂波利斯的ENST Eurecom（厄尔电信）获得通信系统和编码理论博士学位。2002～2005年，斯特芬妮娅在巴黎摩托罗拉实验室工作，并攻读博士学位。斯特芬妮娅博士于2005年6月加入飞利浦／恩智浦半导体（现为ST-Ericsson无线，即意法－爱立信无线）位于法国索菲亚安蒂波利斯的研发中心，担任HSDPA算法开发的技术负责人。斯特芬妮娅博士参加3GPP RAN的第一和第四工作组，从2007年起被借调到欧洲电信标准协会（ETSI）作为工作组技术官员。斯特芬妮娅博士发表过数篇IEEE会议和期刊论文，向3GPP提交了多项技术提案，也拥有众多美国和欧洲专利。
　　伊萨姆·陶菲克（Issam Toufik）在两个学校获得电信工程学位（专业为移动通信系统），这两个学校分别是ENST-Bretagne（布列塔尼，法国）和Eurcom（索菲亚安蒂波利斯，法国）。2006年从法国Eurecom／ENST-Paris获得通信系统博士学位。2005年6～8月，伊萨姆博士作为LTE研究人员在韩国三星先进通信系统实验室工作。2007年1月，伊萨姆博士加入恩智浦半导体（现为ST-Ericsson无线，即意法一爱立信无线）位于法国索菲亚安蒂波利斯的研发中心，负责开发LIMTS和LTE算法。伊萨姆博士发表过数篇IEEE会议和期刊论文，向3GPP提交了多项技术提案，也拥有众多专利。
　　译者简介：
　　马霓，现为华为技术有限公司移动通信系统资深研发专家。1995年毕业于上海交通大学，获硕士学位。1998年毕业于华南理工大学无线电工程系，获博士学位。2001年获信息与通信工程学科博士后证书。2001～2008年任职于飞利浦亚洲研究院无线通信研究部高级研究员及主任研究员。发表SCI、EI等收录论文10余篇，申请国际PCT发明专利近50项，提交CCSA、3GPP、未来移动通信论坛等标准化提案和技术报告20余篇，参与“863”和国家重大专项等科研项目数项
　　邬钢，现为诺基亚（中国）投资有限公司无线通信系统资深研发专家。2002年毕业于东南大学无线电工程系，获博士学位。2002～2007年任职于飞利浦亚洲研究院无线通信研究部高级研究员。发表SCI、EI等收录论文20余篇，出版著作2部，申请国际PCT发明专利30余项，提交3GPP等标准化提案和技术报告20余篇，参与“863”和国家重大专项等科研项目数项
　　张晓博，现为上海贝尔股份有限公司研究专家。2004年毕业于上海交通大学无线电工程系，获硕士学位。2004～2008年任职于飞利浦亚洲研究院无线通信研究部研究员和高级研究员。发表SCI、EI收录论文5篇，申请国际PCT发明专利40余项，提交3GPP等标准化提案20余篇，参与“863”和国家重大专项等科研项目数项
　　张学军，现为飞利浦亚洲研究院高级研究员。2000年毕业于上海交通大学自动化系，获博士学位。先后在华为技术有限公司、UT斯达康、联想等知名公司研发部门从事无线通信系统研究开发工作，具有丰富的研究开发经验。发表SCI、EI收录论文10余篇，申请国际PCT发明专利30余项，提交3GPP等标准化提案数篇，参与“863”和国家重大专项等科研项目数项。
　　译者简介：
　　马霓，现为华为技术有限公司移动通信系统资深研发专家。1995年毕业于上海交通大学，获硕士学位。1998年毕业于华南理工大学无线电工程系，获博士学位。2001年获信息与通信工程学科博士后证书。2001～2008年任职于飞利浦亚洲研究院无线通信研究部高级研究员及主任研究员。发表SCI、EI等收录论文10余篇，申请国际PCT发明专利近50项，提交CCSA、3GPP、未来移动通信论坛等标准化提案和技术报告20余篇，参与“863”和国家重大专项等科研项目数项。
　　邬钢，现为诺基亚（中国）投资有限公司无线通信系统资深研发专家。2002年毕业于东南大学无线电工程系，获博士学位。2002～2007年任职于飞利浦亚洲研究院无线通信研究部高级研究员。发表SCI、EI等收录论文20余篇，出版著作2部，申请国际PCT发明专利30余项，提交3GPP等标准化提案和技术报告20余篇，参与“863”和国家重大专项等科研项目数项。
　　张晓博，现为上海贝尔股份有限公司研究专家。2004年毕业于上海交通大学无线电工程系，获硕士学位。2004～2008年任职于飞利浦亚洲研究院无线通信研究部研究员和高级研究员。发表SCI、EI收录论文5篇，申请国际PCT发明专利40余项，提交3GPP等标准化提案20余篇，参与“863”和国家重大专项等科研项目数项。
　　张学军，现为飞利浦亚洲研究院高级研究员。2000年毕业于上海交通大学自动化系，获博士学位。先后在华为技术有限公司、UT斯达康、联想等知名公司研发部门从事无线通信系统研究开发工作，具有丰富的研究开发经验。发表SCI、EI收录论文10余篇，申请国际PCT发明专利30余项，提交3GPP等标准化提案数篇，参与“863”和国家重大专项等科研项目数项。

　　《LTE：UMTS长期演进理论与实践》系统、深入、全面地介绍了LTE的背景、动因和技术内容，涵盖了基本理论基础、物理层技术设计、网络协议架构以及系统部署和性能分析等方方面面。《LTE：UMTS长期演进理论与实践》理论基础分析完整深刻，技术描述翔实完备，协议介绍深入浅出，部署和实现则思考缜密。《LTE：UMTS长期演进理论与实践》重点对LTE所涉及的关键技术体系作了详细分析和介绍，对于规范的设计和相关技术的对应关系作了深刻描述，对读者理解和研究LTE及其未来技术发展有很大的帮助。
　　《LTE：UMTS长期演进理论与实践》读者对象可涵盖移动通信领域研究、开发、系统设计、网络运营等相关人员。同时也可供高校通信及相关专业师生参考。

　　1.1  UMTS长期演进的背景
　　1.1.1历史背景
　　UMTS（Universal Mobile Telecom System，通用移动通信系统）的长期演进（LTE），仅是一系列推动移动通信系统向前发展的最新进展。
　　可以说，至少针对陆地移动系统，该系列举措始于1947年，伴随着著名的美国贝尔实验室所提出的蜂窝小区概念的发展，通过把覆盖区域划分成多个小区，每个小区具有自己的基站，它们分别工作在不同的频率，从而使移动通信网络的容量大为提高。
　　最早的系统仅限在国家界之内使用，而且只吸引到少数的用户，因为所使用的移动终端设备非常昂贵、烦琐而且功耗很大，因而这一系统实际上仅仅应用在汽车上。
　　到20世纪80年代，被人们称为“第一代”的移动通信系统实现大规模商用。“第一代”系统由许多分布在世界各地的独立开发的系统组成（例如AMPS是用于美国的模拟移动电话系统，TACS是用于欧洲部分地区的全址通信系统，NMT也是用于欧洲部分地区的所谓北欧移动电话系统，J-TACS则是用于日本和中国香港地区的所谓日本全址通信系统），它们都使用模拟技术。
　　随着应用数字技术的“第二代”系统，即全球移动通信系统（Global System for Mobilecommunications，GSM。）的发展，全球范围的漫游首次成为可能。GSM能够取得成功，部分原因在于促使其发展的合作精神。在欧洲电信标准协会的主持下，一些企业共同协作，通过充分利用这些企业所提供的具有创造性的专业知识，GSM成为一个强有力的可实现互操作的标准，从而被广为接受。
　　手机技术的进步使终端设备更小巧、更时尚，同时电池的寿命也更长，因而促使GSM标准被用户广泛接受，远远超出最初的期望，这也有助于建立起一个庞大的新市场。GSM.手机在发达国家差不多完全的渗透提供了在以前绝无可能的便捷通信。首先是语音和短消息，随之是多样化的数据业务。与此同时，在发展中国家，那些偏远的地区没有固定线路连接，即使部署线路也要花费很高的代价，GSM技术则可以很好地把那里的社区和个人联系起来。
　　这种用户友好型移动通信变成了广泛存在，同时消费者对此技术越来越熟悉，在实际中对其依赖性逐渐增强，因而可提供更先进功能的新系统就应运而生。在下面一节中，概述了一系列GSM成功的里程碑，到LTE阶段达到顶峰，即LIMTS的长期演进。

第1章 背景介绍
1.1 UMTS长期演进的背景
1.1.1 历史背景
1.1.2 移动无线电环境中的LTE技术
1.1.3 3GPP的标准化流程
1.2 LTE的需求和目标
1.2.1 系统性能需求
1.2.2 部署成本和互操作性
1.3 LTE关键技术
1.3.1 多载波技术
1.3.2 多天线技术
1.3.3 分组交换无线接口
1.3.4 用户设备能力
1.4 从理论到实践
参考文献

第1部分 网络架构和协议
第2章 网络架构
2.1 引言
2.2 总体框架概述
2.2.1 核心网
2.2.2 接入网
2.2.3 漫游架构
2.2.4 与其他网络的互操作
2.3 协议架构
2.3.1 用户平面
2.3.2 控制平面
2.4 QoS和EPS承载
2.5 E-UTRAN网络接口：S1接口
2.5.1 S1协议结构
2.5.2 S1接口初始化
2.5.3 S1接口的上下文管理
2.5.4 S1接口的承载管理
2.5.5 通过S1接口的寻呼
2.5.6 S1接口上的移动性
2.5.7 S1接口上的负荷管理
2.6 E-UTRAN的网络接口：X2接口
2.6.1 X2接口的协议结构
2.6.2 X2接口的初始化
2.6.3 X2接口上的移动性
2.6.4 X2接口上的负载和干扰管理
2.6.5 X2接口上的UE历史信息
2.7 小结
参考文献

第3章 控制平面协议
3.1 引言
3.2 无线资源控制（RRC）协议
3.2.1 简介
3.2.2 系统信息
3.2.3 LTE内的连接控制
3.2.4 连接模式下RAT间的移动性
3.2.5 测量
3.2.6 其他RRC信令
3.3 PLMN和小区选择
3.3.1 简介
3.3.2 PLMN选择
3.3.3 小区选择
3.3.4 小区重选
3.4 寻呼
3.5 小结
参考文献

第4章 用户平面协议
4.1 引言
4.2 分组数据汇聚协议
4.2.1 功能和结构
4.2.2 报头压缩
4.2.3 安全性
4.2.4 切换
4.2.5 数据包丢弃
4.2.6 PDCP PDU格式
4.3 无线链路控制（RLC）协议
4.3.1 RLC实体
4.3.2 RLC PDU格式
4.4 媒体接入控制（MAC）协议
4.4.1 MAC结构
4.4.2 MAC功能
4.5 小结
参考文献

第2部分 物理层下行链路
第5章 正交频分多址
5.1 引言
5.2 OFDM
5.2.1 正交复用原理
5.2.2 峰均功率比和非线性灵敏度
5.2.3 对载波频偏和时变信道的灵敏度
5.2.4 定时偏移和循环前缀计算
5.3 OFDMA
5.3.1 参数计算
5.3.2 LTE的物理层参数
5.4 小结
参考文献

第6章 下行物理层设计简介
6.1 引言
6.2 传输资源结构
6.3 信号结构
6.4 下行链路操作简介
参考文献

第7章 同步和小区搜索
7.1 引言
7.2 LTE同步序列和小区搜索
7.2.1 Zadoff-Chu序列
7.2.2 主同步信号（PSS）序列
7.2.3 辅同步信号（SSS）序列
7.2.4 小区搜索性能
7.3 相干与非相干检测
7.3.1 相干检测
7.3.2 非相干检测
参考文献

第8章 参考信号和信道估计
8.1 参考信号和信道估计简介
8.2 LTE参考信号设计
8.2.1 小区专用参考信号
8.2.2 UE专用参考信号
8.3 参考信号辅助信道建模和估计
8.3.1 时频域相关：WSSUS信道模型
8.3.2 空间域相关：克罗内克（Kronecker）模型
8.4 频域信道估计
8.4.1 信道插值估计
8.4.2 线性信道估计的通用方法
8.4.3 性能比较
8.5 时域信道估计
8.5.1 有限和无限长度MMSE
8.5.2 归一化最小均方估计
8.6 空域信道估计
8.7 先进技术
参考文献

第9章 下行链路物理数据和控制信道
9.1 引言
9.2 下行数据传输信道
9.2.1 物理广播信道（PBCH）
9.2.2 物理下行链路共享信道（PDSCH）
9.2.3 物理多播信道（PMCH）
9.3 下行链路控制信道
9.3.1 控制信道设计需求
9.3.2 控制信道结构和内容
9.3.3 控制信道操作
9.3.4 控制信道的调度过程
参考文献

第10章 信道编码和链路自适应
10.1 引言
10.2 链路自适应和反馈计算
10.3 信道编码
10.3.1 信道编码的理论分析
10.3.2 LTE数据信道的信道编码
10.3.3 LTE控制信道编码
10.4 小结
参考文献

第11章 多天线技术
11.1 多天线基本理论
11.1.1 概述
11.1.2 MIMO信号模型
11.1.3 单用户MIMO技术
11.1.4 多用户技术
11.2 LTE的MIMO方案
11.2.1 实践中的考虑
11.2.2 单用户方案
11.2.3 多用户方案
11.2.4 物理层MIMO性能
11.3 小结
参考文献

第12章 多用户调度和干扰协调
12.1 引言
12.2 资源分配策略的常规考虑
12.3 调度算法
12.3.1 遍历容量
12.3.2 时延受限容量
12.3.3 调度策略性能
12.4 LTE中资源调度的考虑
12.5 干扰协调和频率复用
12.6 小结
参考文献

第13章 无线资源管理
13.1 引言
13.2 UE移动性行为概述
13.3 小区搜索
13.3.1 LTE小区搜索
13.3.2 UMTS小区搜索
13.3.3 GSM小区搜索
13.4 驻留在LTE中的测量
13.4.1 LTE测量
13.4.2 UMTS FDD测量
13.4.3 UMTS TDD测量
13.4.4 GSM测量
13.4.5 cdma2000测量
13.5 RRC_IDLE状态下的LTE移动性——邻小区监视和小区重选
13.5.1 基于优先级的小区重选
13.5.2 空闲模式下的测量
13.6 RRC_CONNECTED状态下的LTE移动性——切换
13.6.1 监视间隔模式特征
13.6.2 测量上报
13.6.3 切换到LTE
13.6.4 切换到UMTS
13.6.5 切换到GSM
13.7 小结
参考文献

第14章 广播模式操作
14.1 引言
14.2 广播模式
14.2.1 广播和多播
14.2.2 UMTS R6版MBMS业务和传输系统
14.3 LTE中的MBMS
14.3.1 MBMS单频网
14.3.2 MBMS部署
14.3.3 MBMS架构和协议
14.4 UE的MBMS接收性能
14.4.1 双接收机能力
14.4.2 紧急业务支持
14.5 移动广播模式的比较
14.5.1 蜂窝网络传送
14.5.2 广播网传送
14.5.3 业务和应用
参考文献

第3部分 物理层上行链路
第15章 上行物理层设计
15.1 引言
15.2 SC-FDMA原理
15.2.1 SC-FDMA传输原理
15.2.2 时域信号生成
15.2.3 频域信号生成
15.3 LTE中的SC-FDMA设计
15.3.1 LTE传输处理
15.3.2 SC-FDMA参数
15.3.3 SC-FDMA中的直流子载波
15.3.4 脉冲成形
15.4 小结
参考文献

第16章 上行链路参考信号
16.1 引言
16.2 参考信号序列生成
16.2.1 基站基本参考信号和参考信号分组
16.2.2 通过基序列循环时间移位获取正交参考信号
16.3 序列组跳变及规划
16.3.1 序列组跳变
16.3.2 序列组规划
16.4 循环移位跳变
16.5 解调参考信号
16.6 上行探测参考信号
16.6.1 SRS子帧的配置和位置
16.6.2 SRS传输间隔和周期
16.6.3 SRS符号结构
16.7 小结
参考文献

第17章 上行物理信道结构
17.1 引言
17.2 上行共享数据信道结构
17.3 上行控制信道设计
17.3.1 物理上行控制信道结构
17.3.2 PUCCH上的信道质量指示器的传输
17.3.3 PUCCH上来自UE的CQI和HARQACK/NACK的复用
17.3.4 PUCCH上的HARQACK/NACK传输
17.3.5 同一个PUCCH RB上CQI和HARQ ACK/NACK复用
17.3.6 PUCCH上的调度请求传输
17.4 上行控制信令和UL-SCH数据共享信道的复用
17.5 多天线技术
17.5.1 闭环切换的天线分集
17.5.2 多用户“虚拟”MIMO或SDMA
17.6 小结
参考文献

第18章 上行容量和覆盖
18.1 引言
18.2 上行容量
18.2.1 影响上行容量的因素
18.2.2 LTE上行容量评估
18.3 LTE上行覆盖和链路预算
18.4 小结
参考文献

第19章 随机接入
19.1 引言
19.2 LTE中随机接入的使用和需求
19.3 随机接入过程
19.3.1 基于竞争的随机接入过程
19.3.2 无竞争随机接入过程
19.4 物理随机接入信道设计
19.4.1 PRACH和PUSCH以及PUCCH的复用
19.4.2 PRACH结构
19.4.3 前导序列原理和设计
19.5 PRACH实现
19.5.1 UE发射机
19.5.2 eNode B PRACH接收机
19.6 TDD模式的PRACH
19.7 小结
参考文献

第20章 上行传输过程
20.1 引言
20.2 上行定时控制
20.2.1 概述
20.2.2 定时提前过程
20.3 功率控制
20.3.1 概述
20.3.2 详细功控流程
20.3.3 UE功率余量上报
20.3.4 上行功控策略小结
参考文献

第4部分 实际部署
第21章 无线传播环境
21.1 引言
21.2 SISO和SIMO信道模型
21.2.1 ITU信道模型
21.2.2 3GPP信道模型
21.2.3 扩展ITU信道模型
21.3 MIMO信道
21.3.1 空间相关性的影响
21.3.2 SCM信道模型
21.3.3 扩展SCM信道模型
21.3.4 WINNER信道模型
21.3.5 LTE评估模型
21.3.6 MIMO信道模型比较
21.3.7 具有空间相关性的扩展ITU信道模型
21.4 针对IMT-Advanced的ITU信道模型
21.5 MIMO信道模拟
21.5.1 性能和一致性测试
21.5.2 针对一致性测试的LTE信道模型
21.5.3 信道仿真器需求
21.5.4 MIMO一致性测试
21.6 小结
参考文献

第22章 射频方面
22.1 引言
22.2 频带及其安排
22.3 发射机RF要求
22.3.1 期望发射的要求
22.3.2 多余辐射要求
22.3.3 功率放大器考虑
22.3.4 发射机射频需求小结
22.4 接收机射频需求
22.4.1 接收机总体需求
22.4.2 发射信号泄漏
22.4.3 最大输入电平等级
22.4.4 小信号需求
22.4.5 选择性和阻塞性规范
22.4.6 杂散辐射
22.4.7 交调要求
22.4.8 动态范围
22.4.9 接收机要求小结
22.5 射频损耗
22.5.1 发射机RF损耗
22.5.2 主要RF损耗模型
22.6 小结
参考文献

第23章 成对和非成对频谱
23.1 引言
23.2 双工模式
23.3 非成对频谱的干扰问题
23.3.1 邻近信道干扰场景
23.3.2 干扰场景小结
23.4 半双工系统设计考虑
23.4.1 发射/接收切换的调节
23.4.2 异构系统共存
23.4.3 HARQ和控制信令
23.4.4 半双工FDD（HD-FDD）物理层操作
23.5 互易性
23.5.1 互易性条件
23.5.2 互易性应用
23.5.3 互易性小结
参考文献

第5部分 结束语
第24章 后LTE时代

缩略语