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第1章 引言1

1.1 移动通信发展历史1

1.2 3G的发展历史3

1.3 移动通信基础5

1.3.1 FDMA、TDMA和CDMA6

1.3.2 FDD与TDD7

1.4 2G系统向3G系统的演进8

1.5 CDMA及其关键技术12

1.5.1 CDMA概念12

1.5.2 直接序列扩频技术13

1.5.3 CDMA关键技术简介15

1.6 3GPP的标准化工作17

1.7 3G频谱划分20

第2章 WCDMA系统结构21

2.1 WCDMA业务和业务模型21

2.1.1 电信业务和附加业务23

2.1.2 WCDMA的承载业务24

2.1.3 QoS分类25

2.2 WCDMA系统网络模型27

2.2.1 移动通信网的一般体系结构28

2.2.2 空中接口的三层分层结构29

2.2.3 WCDMA的R99版本网络结构30

2.2.4 WCDMA的R4版本网络结构35

2.2.5 WCDMA的R5版本网络结构39

2.2.6 智能网的体系结构42

2.2.7 IMS中的业务体系结构43

2.2.8 OSA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 网络标识45

2.3.2 WCDMA中移动用户的标识47

2.4 移动性管理50

2.5 UE被叫信令流程52

第3章 UTRAN中的传输技术54

3.1 ATM技术在WCDMA中的应用54

3.2 ATM层简介55

3.2.1 ATM协议的参考模型57

3.2.2 ATM反向复用——IMA58

3.2.3 ATM信元结构59

3.2.4 ATM交换61

3.3 ATM适配层简介62

3.3.1 AAL的功能62

3.3.2 AAL服务的分类63

3.3.3 AAL层的分层模型65

3.3.4 AAL1简介66

3.3.5 AAL3/469

3.3.6 AAL570

3.3.7 SAAL71

3.3.8 AAL274

3.3.9 AAL2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

4.3.1 RRC连接83

4.3.2 RAB、SRB、RB以及逻辑信道83

4.3.3 RRC在呼叫过程中的应用83

4.3.4 RRC层的参考模型84

4.3.5 RRC状态和状态转移86

4.4 空中接口的RLC层88

4.4.1 RLC层概述88

4.4.2 RLC服务模型91

4.4.3 RLC PDU数据报文类型与结构93

4.4.4 RLC有回应模式的重传示例99

4.5 MAC层简介99

4.5.1 MAC实体101

4.5.2 MAC PDU的数据结构104

4.6 空中接口信道类型及其映射关系106

4.6.1 无线接入承载107

4.6.2 无线承载108

4.6.3 逻辑信道109

4.6.4 传输信道110

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5章 物理层的功能121

5.1 WCDMA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 上行传输信道和物理信道126

5.3.2 下行传输信道和物理信道127

5.3.3 TFI和TFCI128

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

5.4.1 CRC的添加130

5.4.2 传输块的级联和码块分段130

5.4.3 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

5.4.7 传输信道的复用和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 传输信道、CCTrCH、物理信道之间的映射136

5.5 TFCI在空中接口使用136

5.5.1 AMR语音编码的结构138

5.5.2 AMR语音业务中TFCI的使用139

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 上行专用物理信道的扩频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 上行物理信道结构154

5.7.2 下行物理信道结构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

6.2 WCDMA接入网概述170

6.2.1 空中接口和Iub、Iur的关系172

6.2.2 UTRAN接口协议设计的基本原则173

6.3 Iu接口175

6.3.1 Iu接口协议栈176

6.3.2 SCCP在Iu接口的使用178

6.3.3 RANAP过程179

6.3.4 NAS信令在Iu接口的传输179

6.3.5 Iu接口上呼叫资源的建立与释放180

6.3.6 其他RANAP过程182

6.4 Iub接口183

6.4.1 Iub接口的协议栈概述183

6.4.2 Iub接口上Node B的逻辑模型184

6.4.3 Iub接口上的数据传输185

6.4.4 NBAP的功能186

6.4.5 Iub接口的公共资源配置过程187

6.4.6 无线链路建立、删除、重配置过程190

6.5 Iur接口192

6.5.1 Iur接口功能概述194

6.5.2 Iur接口信令传输过程194

6.5.3 Iur接口的无线链路过程195

6.5.4 其他RNSAP过程196

6.6 Iur与Iub接口的用户面帧协议196

6.7 WCDMA接口协议综述198

6.7.1 CS域协议栈概述199

6.7.2 CS域中网络资源的映射关系201

6.7.3 PS域协议栈概述203

6.7.4 PS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

7.1.1 概述207

7.1.2 主信息块208

7.1.3 系统信息的调度209

7.1.4 SIB消息内容简介211

7.2 网络选择以及小区的选择和重选223

7.2.1 PLMN选择224

7.2.2 小区选择225

7.2.3 小区选择／重选的“S准则”227

7.2.4 小区重选228

7.3 随机接入过程241

7.3.1 与接入过程有关的资源241

7.3.2 随机接入过程245

7.3.3 PRACH与AICH的接入时隙时间偏移247

7.3.4 PRACH的接入前导（Preamble）部分249

7.3.5 AICH的回应机制251

第8章 WCDMA中的同步技术254

8.1 WCDMA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

8.3.1 UE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 空中接口同步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 软切换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

9.3 UE接入过程中的发射功率276

9.4 外环功率控制279

9.5 内换功率控制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10章 切换和测量297

10.1 切换297

10.1.1 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

10.2.3 UE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

10.6 系统间切换和系统间测量327

10.7 数据量测量和信道切换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

11.1 WCDMA系统安全的体系结构340

11.2 WCDMA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（AKA）过程349

11.5.1 鉴权过程简述349

11.5.2 在用户归属网络中的鉴权过程351

11.5.3 USIM中的鉴权过程353

11.5.4 鉴权失败信令流程354

11.5.5 漫游时的鉴权机制354

11.6 信令完整性保护过程355

11.7 信令和业务数据的加密359

第12章 WCDMA呼叫流程363

12.1 RRC连接的建立过程363

12.2 AMR语音建立过程376

12.2.1 AMR语音建立的信令流程376

12.2.2 AMR语音呼叫建立后的空中接口资源386

12.3 分组域呼叫流程387

12.4 语音呼叫释放流程393

12.5 WCDMA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

13.2.2 IP地址的获得和使用401

13.2.3 使用PPP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

13.3 分组域非接入层412

13.3.1 GPRS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

13.3.4 PDP上下文414

13.4 PS域的移动性管理过程421

13.4.1 附着过程421

13.4.2 去附着过程425

13.4.3 SRNS重定位过程426

13.5 会话管理过程430

第14章 HSDPA技术433

14.1 DSCH在R99中的应用433

14.1.1 DSCH时序434

14.1.2 PDSCH信道结构435

14.1.3 TFCI的用法436

14.1.4 功率控制437

14.1.5 UTRAN结构438

14.2 R5版本对HSDPA的引入440

14.3 HSDPA简介440

14.3.1 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（HybridARQ）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 快速小区选择445

14.4 HSDPA的信道结构446

14.4.1 下行HS-SCCH结构448

14.4.2 下行HS-DSCH451

14.4.3 上行HS-DPCCH457

14.4.4 HSDPA各个物理信道的定时关系459

14.4.5 UE的HSDPA能力461

14.5 HSDPA的UTRAN结构462

第15章 SIP466

15.1 SIP简介466

15.1.1 SIP的协议栈结构468

15.1.2 SIP使用的传输技术469

15.1.3 SIP命名和地址470

15.1.4 SIP网络结构471

15.1.5 SIP消息472

15.1.6 SDP简介473

15.1.7 SIP请求474

15.1.8 SIP响应476

15.1.9 SIP头字段477

15.2 SIP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

15.2.4 SIP对即时通信的支持486

第16章 IMS系统489

16.1 3GPP中IMS标准工作490

16.2 3GPP中IMS的网络结构491

16.2.1 IMS业务控制模型——归属网络控制491

16.2.2 IMS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

16.3 IMS中的业务平台503

16.3.1 IMS的业务模型504

16.3.2 S-CSCF和业务平台之间的接口505

16.3.3 IMS中的业务触发机制507

16.4 IMS用户标识510

16.4.1 私有用户标识510

16.4.2 公共用户标识511

16.4.3 不支持ISIM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

16.4.6 ISIM与UICC515

16.5 IMS会话过程516

16.6 IMS注册过程516

16.6.1 IMS注册过程说明518

16.6.2 UE注册消息流程521

16.7 IMS的会话建立过程528

16.7.1 IMS会话标识的使用531

16.7.2 SIP消息在IMS中的路由533

16.7.3 用于IMS会话中的SIP请求与响应537

16.7.4 IMS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——移动互联网548

缩略语550

参考文献557