【原创连载】通俗4G原理和协议讲解

dailman

这个书稿其实前后整理了两年的时间，又拖了一年时间没动过，从4G拖到了5G，这拖延症绝对是晚期懒癌级别的了。最近转念想想，算了，不企求全部完成了，有多少放出来让有需要的朋友看看，也算是不枉费这一番功夫吧。

PS:其实也有20章内容，就差LTE和GSM之间的SRVCC没整理了。争取一星期更新一章内容，想想也得半年时间才能更新完，对我来说又是项考验，我的天。。。

本人水平有限，如果书稿中有任何错误的地方欢迎各位留言引导，拒绝谩骂，多谢各位支撑。

书稿目录如下：

一． 通信基础——从电磁波说起... 5

1.1天使or恶魔——令人恐惧的电磁辐射... 5

1.2 相信科学——基站辐射有多大？... 6

1.3 自食恶果——被过度宣传的基站辐射... 9

1.4 实事求是——说说基站辐射的几个误区... 11

1.5 频率幅度相位——电磁波三特性... 12

二． 电磁波如何携带信息：调制与解调... 15

2.1 模拟信号和数字信号... 16

2.2简易通信系统模型... 17

2.3 模拟信号调制和解调... 19

2.4 数字信号调制和解调... 22

2.5 关键看内涵——高阶调制... 24

2.6关于调制的效率问题... 29

三．粗谈无线信道... 31

3.1 九转十八弯——电磁波传播环境... 32

3.2 条条大路通罗马——电磁波多径效应... 35

3.3 电磁波干扰和噪声... 36

3.4 电磁波传播模型... 37

四． LTE时间和频率资源... 40

4.1 一心二用——LTE的双工方式... 40

4.2什么是载波？——LTE的频率划分... 42

4.3载波编号——频点计算... 43

4.4 剥洋葱——FDD-LTE的时间结构... 48

4.5 求同存异——TDD-LTE时间资源划分... 50

4.6道路交警——TDD-LTE的特殊子帧详解... 52

4.7 井田制——LTE时间频率资源... 55

五． 正交频分复用:OFDM... 59

5.1 人不犯我我不犯人——OFDM如何正交？... 59

5.2 老虎，老鼠，傻傻分不清楚——OFDM调制解调... 62

5.3安心做好备胎——循环前缀CP. 65

5.4集中管理效率高——SC-FDMA.. 69

六． 多进多出天线技术:MIMO.. 72

6.1万物皆有奇点——天线如何产生电磁波... 72

6.2多天线重出江湖——多通道天线... 74

6.3木桶原理——多天线如何增加传输速率... 77

6.4师夷长技以制夷——信道信息获取和补偿... 81

6.5因地制宜——天线模式选择... 85

七．信源编码和信道编码... 90

7.1 棒打鸳鸯——模拟数据离散化... 90

7.2 重在质量——信源编码... 94

7.3 绕圈的贪吃蛇——CRC编码... 96

7.4 真假孙悟空——Turbo编码... 99

7.5 无招胜有招——加扰... 101

7.6 信道容量-香农公式... 102

八． LTE网络接口... 104

8.1LTE网络结构... 104

8.2LTE网络接口... 107

8.3LTE网络接口协议栈... 109

九．LTE空中接口协议栈... 110

9.1LTE空中接口协议综述... 110

9.2基层跟上级的沟通渠道——NAS协议... 114

9.3 战时指挥部——RRC协议功能... 117

9.4UE的EMM/ECM/RRC状态及转换... 128

十． EPS承载和QOS体系... 131

10.1EPS承载... 131

10.2LTE Eps bearer 的QoS规则... 134

10.3基于Qos的EPS承载传输机制... 135

十一. LTE 的L2/L1协议详解... 138

11.1数据检测压缩机——PDCP子层... 138

11.2水运，陆运还是空运？——RLC子层... 140

11.3物资调配室——MAC 子层... 143

11.4数据包大熔炉——PHY 子层... 144

十二. LTE无线信道... 145

12.1LTE逻辑结构... 145

12.2LTE逻辑信道... 146

12.3LTE传输信道... 148

12.4LTE物理信道... 150

十三. X2和S1接口协议栈... 156

13.1X2接口协议栈... 156

13.2S1接口协议栈... 158

十四.上行和下行资源管理... 159

14.1上行资源调度... 159

14.2下行资源调度... 164

十五. LTE网络设备标识... 165

15.1小区覆盖概述... 165

15.2LTE 网络标识... 169

15.3UE的位置区... 170

15.4UE标识... 172

十六. UE小区搜索过程... 174

16.1PLMN注册... 175

16.2时间同步... 177

16.3系统广播消息... 179

十七. UE随机接入过程... 188

17.1随机接入过程简述... 188

17.2基于竞争的随机接入... 195

17.3基于非竞争随机接入... 198

17.4开机附着信令流程... 199

十八. 重选与切换... 203

18.1小区驻留... 203

18.2小区重选... 204

18.3LTE 切换概述... 210

18.4切换中的测量报告... 211

18.5切换中的测量事件... 214

18.6测量事件的上报... 219

18.7站内切换... 221

18.8基于X2的切换... 223

18.9基于S1的切换... 225

十九.非连续接收（DRX）... 227

19.1待机状态下的DRX. 228

19.2联机状态下的DRX. 230

19.3      DRX与寻呼... 233

二十. LTE安全机制... 237

20.1  LTE安全机制概述... 238

20.2  LTE网络鉴权... 240

20.3  LTE网络非接入层安全性... 242

20.4LTE网络接入层安全性... 243

20.5LTE安全模式信令说明... 244