本书系统地介绍了TD-SCDMA第三代移动通信系统标准的主要内容。书中首先简要回顾了第三代移动通信系统标准的发展过程及TD-SCDMA标准的产生，并对WCDMA、CDMA 2000和TD-SCDMA三大主流标准的技术性能进行了比较。因为第三代移动通信系统标准的主要区别在于空中接口的物理层，所以本书在详细介绍了第三代移动通信系统的网络结构和接入网基本结构的基础上，重点介绍了TD-SCDMA的物理层、无线接口协议和无线射频特性等内容。同时，对TD-SCDMA所采用的先进技术，如智能天线、接力切换、动态信道分配及其对系统性能的改进进行了详细分析。本书最后，简单地讨论了第三代移动通信系统核心网络的发展和TD-SCDMA的组网方式。
本书可供从事移动通信的工程技术人员、网络设计和运营管理人员阅读，也可供高等院校相关专业的师生参考。
第一章 概述 1
1.1 移动通信发展简述 1
1.2 第三代移动通信系统标准的发展 3
1.2.1 第三代移动通信的应用 3
1.2.2 第三代移动通信的标准化过程 4
1.2.3 三大主流标准的技术比较 6
1.3 TD-SCDMA标准的形成 9
第二章 第三代移动通信的网络结构 11
2.1 IMT-2000的目标和要求 11
2.2 UMTS的物理结构模型 12
2.2.1 用户设备域 12
2.2.2 基本结构域 13
2.2.3 UMTS域间通信 13
2.3 IMT-2000的功能结构模型 15
2.3.1 RRC平面包括的功能实体 15
2.3.2 CC平面包括的功能实体 16
2.4 IMT-2000系统功能模块组成 17
2.5 TD-SCDMA网络结构 18
2.5.1 设计UMTS网络的基本原则 18
2.5.2 UMTS结构 18
第三章 接入网的基本结构 21
3.1 UTRAN结构及其接口的通用协议模型 21
3.2 UTRAN的主要功能 23
3.3 UTRAN通用协议结构模型 26
3.4 Iu接口 28
3.4.1 Iu-CS协议结构 29
3.4.2 Iu-PS协议结构 30
3.4.3 RANAP协议及用户平面 31
3.4.4 Iu-BC及SABP协议 32
3.4.5 Iu接口的发展——Iu-flex 33
3.5 Iub接口 35
3.6 Iur接口 39
3.7 接口Iupc和Iur-g 44
3.7.1 Iupc接口 44
3.7.2 Iur-g接口 46
第四章 TD-SCDMA物理层 47
4.1 概述 48
4.2 物理信道及传输信道到物理信道的映射 48
4.2.1 传输信道 48
4.2.2 物理信道 49
4.2.3 传输信道对物理信道的映射关系 57
4.3 信道编码和复用 58
4.3.1 概述 58
4.3.2 信道编码和复用 60
4.3.3 不同传输信道到一个CCTrCH的复用及一个CCTrCH对物理信道的映射 61
4.3.4 物理层控制信息的编码 62
4.3.5 业务复用示例 63
4.4 扩频与调制 65
4.4.1 数据调制 66
4.4.2 扩频调制 67
4.4.3 同步码 69
4.5 物理层处理 71
4.5.1 功率控制 71
4.5.2 上行同步 73
4.5.3 下行发射分集 74
4.5.4 小区搜索 77
4.5.5 随机接入过程 77
4.6 物理层测量 79
4.6.1 小区选择/重选测量 80
4.6.2 切换准备测量 80
4.6.3 DCA测量 81
4.6.4 时间提前的测量 82
第五章 无线接口协议 83
5.1 概述 83
5.2 空中接口结构 84
5.3 MAC协议 85
5.3.1 MAC层介绍 85
5.3.2 信道结构及映射 86
5.3.3 MAC层功能描述 87
5.3.4 MAC层数据流操作 89
5.4 RLC协议 89
5.4.1 RLC层结构及业务 89
5.4.2 RLC功能描述 92
5.4.3 RLC确认模式操作过程 93
5.4.4 RLC透明/非确认/确认模式的性能比较 94
5.5 PDCP 95
5.5.1 PDCP结构 95
5.5.2 PDCP功能 96
5.6 BMC协议 97
5.6.1 BMC概述及结构 97
5.6.2 BMC功能 98
5.7 RRC协议 99
5.7.1 概述 99
5.7.2 RRC结构与功能 100
5.7.3 RRC状态 102
5.7.4 RRC过程 105
5.8 接入网安全 113
5.8.1 系统安全结构 113
5.8.2 接入网安全实现 114
第六章 TD-SCDMA无线射频特性 119
6.1 公共指标 119
6.1.1 工作频段 119
6.1.2 收发频率间隔 119
6.1.3 信道分配 119
6.2 无线基站特性 120
6.2.1 发射机特性 120
6.2.2 接收机特性 130
6.3 用户终端特性 133
6.3.1 发射机特性 133
6.3.2 接收机特性 142
第七章 无线资源管理 147
7.1 无线资源管理的基本概念 147
7.1.1 RRM模块的组成 147
7.1.2 主要功能模块在系统中的位置 148
7.1.3 TD-SCDMA系统RRM的特点 148
7.2 DCA 148
7.2.1 DCA概述 148
7.2.2 慢速DCA 149
7.2.3 快速DCA 150
7.2.4 几种DCA算法介绍 151
7.3 越区切换原理 151
7.3.1 概述 151
7.3.2 接力切换原理 155
7.3.3 TD-SCDMA系统间切换 157
7.4 智能天线对无线资源管理的影响 158
7.4.1 使用智能天线所带来的主要特点 158
7.4.2 智能天线对于DCA的影响 158
7.4.3 智能天线对功率控制的影响 160
7.4.4 智能天线对分组调度的影响 160
7.4.5 智能天线对切换控制的影响 161
第八章 HSDPA 162
8.1 物理层技术 162
8.1.1 AMC 162
8.1.2 HARQ 163
8.1.3 信道结构 165
8.2 MAC层技术 168
8.2.1 HSDPA MAC结构 169
8.2.2 HARQ协议 171
8.3 其他影响 172
第九章 第三代移动通信核心网络及TD-SCDMA灵活的组网方式 173
9.1 第三代移动通信网络的演进 173
9.2 第三代移动通信核心网的主要功能实体和接口 175
9.2.1 主要功能实体 175
9.2.2 核心网内的接口 178
9.3 TD-SCDMA核心网功能 180
9.3.1 功能平台简介 180
9.3.2 传输协议简介 181
9.3.3 智能网 182
9.3.4 第三代移动通信网络的QoS 183
9.4 TD-SCDMA灵活的组网方式 188
9.4.1 网络共享的必要性 188
9.4.2 TD-SCDMA系统的组网方式 189
英文缩略语 192
参考文献 201
改革开放二十多年来，我国的通信网络在相当落后的基础上发展成为世界上规模最大的通信网络，这是世界通信发展史上的大事，值得大书特书。
近十几年来，蜂窝移动通信异军突起。移动通信终端从最初贵族式的高档车载电话发展成为轻巧的大众化手机，移动通信用户数量也不断高速增长。在这个过程中我国并不落后。到2003年，我国移动电话用户总数超过了固定电话用户总数，并建成世界第一大移动通信网。
在网络发展的同时，我国的通信设备制造业也有了飞速的发展，并形成了一批有较高知名度的企业。在程控交换机、光纤光缆和通信系统等领域，一些国内产品和技术与国外相比已没有多大差别，在适应我国具体使用条件方面还有一定的优势。但在通信设备制造业的总体规模和水平上，我国与发达国家之间还是有相当的差距。
在移动通信领域，因为我国起步较晚，国外各制造商对其生产的设备中的某些接口标准又不开放，所以早期国内所用的设备几乎全部是进口的。近几年来，虽然情况有所变化，在第二代移动通信设备市场中国内厂商已占有一定的份额，但所生产的GSM和CDMA(1S-95)制式的设备在技术上完全受制于人。由于国外厂商专利的限制，国内的产品在成本上的竞争力也受到很大影响。
第三代移动通信系统的开发给我国提供了一个机遇。以本书作者为首的一批中青年科技工作者经过艰苦努力，首先开发出了S-CDMA无线接入系统，继之又在S-CDMA基础上开发出TD-SCDMA第三代移动通信系统。他们所在的电信科学技术研究院(大唐电信集团)尽其所能，筹集资金，全力以赴地组织了开发工作。在我国政府的支持和相关单位的共同努力下，TD-SCDMA第三代移动通信系统标准作为我国提出的标准被国际电联(1TU)接受，成为第三代移动通信系统主流标准之一，随后即被国际第三代移动通信标准化组织3GPP接受。在通信标准领域，我国首次取得了与美、日、欧等国家和地区平起平坐的地位。
TD-SCDMA系统具有其突出的特点：在第三代移动通信系统的三种主流标准中惟一采用时分双工(TDD)方式，在频谱利用上具有较大的灵活性。该系统综合采用了智能天线、同步CDMA、联合检测、软件无线电等无线通信中的先进技术，解决了这些技术应用中的各种问题，使系统具有较高的性能和频谱利用率。这些也是国际组织之所以采纳这个系统的原因。
当然，标准的被采纳只是一个开始，要实现这个标准，开发出完整的系统，建立起现场试验网络，进而批量地生产设备和终端，建立商用网络，还有大量艰苦的工作要做，还有很多困难要克服。
在第三代移动通信系统的三种主流标准中，TD-SCDMA是提出最晚的，也是投入最少的，我国企业的经济实力和国际上大的跨国集团相比，还有很大的差距。国内外一些人还对这个系统有这样那样的看法，不少人对系统还缺乏了解，信心不足。在这种情况下，对TD-SCDMA系统作详尽的介绍就显得尤为必要。本书就是在这种背景下完成的。作者本人是TD-SCDMA系统的主要开发者，在书中对系统的各个方面作了详尽而准确的介绍。可以说，本书是了解和掌握TD-SCDMA系统的必读图书。
目前，TD-SCDMA系统开发工作还在继续，系统的各种特点还要经过实践的验证，相信随着工作的进展，系统将会有相应的改进，所以本书以后还会再版。
借此机会，祝愿我国的通信标准工作取得更好的成绩，我国的移动通信事业得到更大的发展，使我国在不远的将来，在通信技术和通信设备制造方面取得与通信网规模相适应的地位。
自20世纪80年代以来，移动通信在全球范围内得到了迅速发展。截止到2002年底，全球移动通信用户数已经达到11．3亿，当年新增用户约1．84亿，增长速度为19．5％。
移动通信的发展经历了两代，第二代的GSM和窄带CDMA移动通信系统是正在全世界营运的主要移动通信系统。目前，移动通信又进入一个新的发展时期，主题就是人们普遍关注的第三代移动通信。早在1985年，国际电联就提出了第三代移动通信的概念，许多国家和地区的著名电信设备制造商先后提出了十多种无线接口建议。经过充分协商和融合，最后形成了三大主流标准，即欧洲与日本提出的WCDMA、美国提出的CDMA2000和中国提出的TD-SCDMA。
在建设和发展第一代、第二代移动通信系统的过程中，由于我国在技术方面处于被动地位，，国内大多数厂家只能组装国外产品，仅占很少的国内市场份额，绝大部分市场被外国公司所占有。通信产品市场之争关键在于技术标准之争。我国由于不掌握核心技术，不得不使用别人的专利，从而付出了上百亿美元的依附于移动通信标准的知识产权费。中国作为一个移动通信市场大国和经济快速崛起的国家，不希望也不能永远处于技术跟踪和模仿的位置，必须抓住第三代移动通信发展的有利时机，提出自己的国际标准。
1998年6月30日，是国际电联向全球征集第三代移动通信标准的最后一天，由大唐电信集团(电信科学技术研究院)代表中国提出的TD-SCDMA第三代移动通信系统标准，经国家主管部门批准，提交国际电联。2000年5月，在土耳其伊斯坦布尔召开的国际电联大会上，TD-SCDMA被国际电联接纳并成为第三代移动通信系统三大主流标准之一。2001年3月16日，在美国加里福尼亚州举行的3GPP TSG RAN第11次全会将TD-SCDMA列为第三代移动通信系统标准之一，包含在3GPPR'4中。这表明该标准已经被世界上许多运营商和设备厂家所接受。这是近百年来我国通信史上的第一次，是中国电信界的一大壮举，标志着我国在移动通信技术领域已经进入世界先进行列。
该标准的产生包含了我国电信运营商、设备制造商、科研单位、高等院校及相关单位的辛勤劳动，凝聚着我国移动通信专家的智慧，也是近几十年来，尤其是改革开放以来我国电信技术发展积累的结果。
TD-SCDMA采用了大量世界领先的技术。TD-SCDMA是第一个使用时分双工方式的第三代移动通信系统标准，同时采用了同步CDMA、智能天线、联合检测、接力切换、低码片速率和软件无线电等一系列高新技术，因此经得起国际电联的严格考验，成为世界标准。TD-SCDMA在系统性能方面具有明显的竞争优势：系统容量大，抗干扰能力强，频谱利用率高，单载波仅占1．6MHz，利用5MHz带宽就可以组网。不需要成对的工作频段，可以充分利用分散、零碎的空闲频段，这对缓解当前移动通信频率资源紧张的矛盾是极为重要的。由于节约了大量昂贵的频谱资源，同时采用低码片速率，以及对基站射频部件设计采取有效措施，显著地降低了硬件设备制造的技术难度，整个网络的投资费用大幅度降低。TD-SCDMA能够提供第三代移动通信系统标准所规定的各种业务，包括高质量的语音、宽带数据和多媒体业务，尤其适合今后将迅速发展的IP等非对称数据业务。
TD-SCDMA系统的一个重要设计思想，是大胆应用20世纪90年代出现的新技术，在空间接口物理层上有一系列的创新，最大限度地提高频谱利用率。在系统网络方面，考虑到我国和世界上大多数国家约80％左右的用户正在使用GSM系统，TD-SCDMA系统后向兼容GSM系统，支持与GSM／MAP(以后还将支持CDMA／IS-41)核心网连接，网络能够由GSM平滑演进到TD-SCDMA。同时，TD-SCDMA与WCDMA具有相同的高层信令和网络结构，两种制式可以使用同一个核心网。对于用户终端，在建网·的第一阶段可以使用TD-SCDMA和GSM／GPRS的双频双模，第二阶段则可以基于软件定义无线电的概念，在一个硬件平台上实现多模、多频段工作，实现全国乃至全世界范围内的自动漫游。TD-SCDMA系统同样支持第三代移动通信系统核心网逐步向全IP方向发展。
TD-SCDMA标准的产生为我国通信产业在第三代移动通信大潮中的群体腾飞创造了宝贵的机遇。未来中国的第三代移动通信大约有1万亿元的市场，由于我们有了自己的标准及核心技术，在建设和发展第三代移动通信系统时可与国际上发达国家的大公司处于平等的地位，国内制造商和运营商也将获得更加明显的经济效益，广大移动通信用户将成为最终的受益者。
国际标准之争不仅是技术之争，而且也是经济实力的竞争。TD-SCDMA能成为第三代移动通信系统国际标准，说明我国改革开放20多年来，经济实力已明显增强，具有参与国际先进技术竞争的实力。这也进一步促进我们通过技术创新，更多地参与那些能带动整体产业发展的关键技术和具有战略意义的核心技术的竞争，把我国建设成一个强大的国家。
目前，介绍WCDMA和CDMA2000两个第三代移动通信系统标准的技术资料已大量出版。为了使广大读者和科技界人士能够进一步了解拥有我国自主知识产权的TD-SCDMA标准的基本内容和技术特点，我们撰写了((TD-SCDMA第三代移动通信系统标准》。本书以3GPP文本(英文版)为基础，并结合我国国情和工程实际，对其中的一些内容进行了比较深入的论述和拓展。
本书首先简要回顾了第三代移动通信系统标准的发展过程以及TD-SCDMA标准的产生，并且对WCDMA、CDMA 2000和TD-SCDMA三大主流标准的基本性能进行了比较。第二章和第三章系统地介绍了第三代移动通信网络结构和接入网的基本结构。因为第三代移动通信系统标准的主要区别在于空中接口的物理层及其相关的关键技术，所以第四章详细阐述了TD-SCDMA的物理层结构，其中包括信道结构、编码复用技术、扩频调制以及物理层的过程与测量。第五章介绍了TD-SCDMA空中接口协议和接入网的安全结构，重点讨论了空中接口的二、三层结构。第六章介绍了TD-SCDMA的射频特性，包括基站和终端的射频特性。无线资源管理也是TD-SCDMA技术的重要组成部分，其算法的好坏直接影响系统的整体性能。第七章对越区切换、动态信道分配和智能天线的基本原理及其对无线资源管理的影响等作了一些研究。第八章介绍了TD-SCDMA如何使用高速下行分组接入更好地支持未来的高速数据业务。本书的第九章概括介绍了第三代移动通信系统的核心网络结构及其主要的功能实体和接口，并对网络的演进、组网、网络共享及TD-SCDMA灵活的组网方式等有关问题进行了探讨。另外，本书给出了书中出现的常用英文缩略语的英文全拼及中文释义，供读者阅读时参考。
因为第三代移动通信系统标准及其技术的发展和完善是一个长期的过程，所以今后对TD-SCDMA标准还将不断地修改和补充。由于水平所限，本书的出版仅能起到抛砖引玉的作用。
值此本书问世之际，我谨向参与和支持TD-SCDMA标准制订的所有工作人员及各级领导表示衷心的感谢。对在本书的撰写过程中做出突出贡献的王可、王大润、胡金玲、周德锁、赵瑾波、杨华、蒋守宁、杨运年、李芳、罗云中、孙成振、王靖宇、沙枫艳、贺敬、张忠江、杨贵亮、尹丽燕、乌娜、张孟、冯庆国、姚春海、李晨光等同志表示由衷的敬意。这些同志夜以继日地投身于TD-SCDMA技术的研发，孜孜以求、无私奉献，在高强度、大负荷的工作之余积极参与本书的起草和校改，表现出了很高的专业精神和民族责任感。本书凝结了包括这些同志在内的中国移动通信界专业人士的集体智慧，是几代人的技术积累。希望我国移动通信界的所有同仁团结一致，共同努力，为促进TD-SCDMA标准的不断发展和完善，带动我国移动通信产业进入新的时代而拼搏向前。
第二书店&China-pub战略联盟提供专业服务
第二书店联系方式 010-64348411 webmaster@dearbook.com