前言

2009年新年伊始，工业和信息化部分别向中国移动、中国联通和中国电信三家运营商发放了TD-SCDMA、WCDMA和cdma2000第三代移动通信系统（3G）运营牌照，标志着中国移动通信产业迈入了3G时代，2009年也成为中国的3G元年。时间回溯到20世纪90年代中期，国际电信联盟（ITU）启动IMT-2000标准化工作，提出的目标是工作在2GHz频段，最高业务速率可达2Mbps，预期在2000年商用第三代移动通信系统（现已实现商用）。2000年IMT-2000的无线接口技术规范的颁布，开启了无线移动通信的宽带时代。

自第三代移动通信标准化出台以来，宽带无线移动通信呈现飞速发展的势态。在移动通信领域，3GPP提出从宽带码分多址（WCDMA）到高速分组接入（HSPA）再到HSPA+的中期演进以及长期演进（LTE）路线。3GPP2提出从cdma2000到单载频数据演进A版本（1x EV-DO Rev A）的短期演进以及从1x EV-DO Rev B到1x EV-DO Rev C，也称为超移动宽带（UMB）的长期空中接口演进（AIE）。在无线接入领域，IEEE委员会于2004年年末制定了固定WiMAX（IEEE 802.16d）标准，并于2006年年初颁布了移动WiMAX（IEEE 802.16e）标准。针对2008年2月ITU启动IMT-Advanced标准化工作，三大国际标准化组织基于已有的技术基础，又各自提出了IMT-Advanced演进路线图。3GPP提出从LTE到LTE+的演进方案，IEEE委员会则提出从802.16e到802.16m的演进路线，而3GPP2刚开始时也提出从UMB到UMB+的演进路线，但由于其主要倡导者高通公司的退出，最终导致该演进路线终止。从各无线通信系统的演进路线可见，尽管3GPP和3GPP2 沿着移动宽带化的方向发展，而IEEE 802.16系列标准沿着宽带移动化的方向发展，但两条演进路线最终是殊途同归。

纵观宽带无线通信技术的演进，空中接口的革新是演进的基础，而多址传输技术是空中接口的核心。如为提高系统容量和频谱效率，3G系统摒弃了2G系统的TDMA技术而采用CDMA技术；而为了进一步提高系统的吞吐量和频谱效率，3GPP-LTE、3GPP2 UMB和IEEE 802.16e均不约而同地采用基于OFDM的FDMA技术和多天线技术；对于正在标准化的IMT-Advanced系统，为更进一步改善系统频谱效率，尤其是小区边缘的频谱效率，则普遍采用中继技术和协作传输技术，而为了实现高达1 Gbps的吞吐量，则采用了阶数更高的多天线技术和载波聚合技术。由空中接口技术的演进可见，多址技术和相应的传输技术，尤其是物理层传输技术，是相辅相成的关系。事实上，多址技术解决的是无线资源的分配和共享问题，传输技术是用于支持该无线资源分配和共享方式的通信信号处理手段。多址技术为传输技术提供了应用平台，而传输技术的应用又体现多址技术的特性，两者相互合理搭配才能充分展示空中接口的性能优势。

本书围绕3GPP、3GPP2和IEEE 802系列等宽带无线通信系统在演进和标准化过程中采用和提出的多址技术，以及相应的特有物理层传输技术展开深入的阐述和研究。本书第1章简要介绍了宽带无线移动通信系统演进过程和标准化情况，以及国内外各公司和研究机构所提出的多址传输技术；第2 章介绍了第三代移动通信系统多址传输技术，包括WCDMA、cdma2000和TD-SCDMA多址技术和相应的调制扩频、帧结构、功率控制、多用户联合检测和切换等特有的传输技术；第3章叙述了第三代移动通信短中期演进系统多址传输技术，包括数据调制与链路自适应技术、多媒体广播多播服务（MBMS）传输技术、HSPA-MIMO技术等；第4章详细介绍了第三代移动通信长期演进系统多址传输技术，主要是3GPP-LTE和3GPP2 UMB的多址传输方案，以及标准化过程中提出的其他备选多址传输技术；第5章主要介绍了IEEE 802系列通信系统多址传输技术，涉及超宽带（UWB）、移动WiMAX、移动宽带无线接入（MBWA）和认知无线电等标准技术；第6章对IMT-Advanced系统多址传输技术进行详细阐述，主要有3GPP-LTE+及IEEE 802.16m标准化提出的多址传输方案及频谱聚合和协作多点传输等特有技术；第7章对在宽带无线通信发展过程中出现的其他多址传输技术进行详细介绍。

综观全书，本书具有如下特色。

全面性：本书围绕目前国际上宽带无线通信系统三大主流标准化方向，系统分析了各演进系统所采用的多址传输技术，基本上涵盖了宽带无线通信系统采用的主流技术。

新颖性：本书不仅介绍了已经完成标准化的第三代移动通信中、长期演进系统的多址传输技术，而且详细阐述了正在标准化过程中的IMT-Advanced系统的多址传输技术。

实用性：本书将多址技术和相应的传输技术进行联合阐述，不仅反映了当前宽带无线通信领域最新研究成果，而且凝聚了作者们长期参与LTE/LTE+标准化以及多址传输技术设计的成果，可为多址传输技术的设计和分析提供借鉴。

本书编写过程中得到了中国科学院上海微系统与信息技术研究所宽带无线移动通信研究室和上海瀚讯无线技术有限公司等的帮助，在此表示感谢。

除本书作者之外，黄飞和杨程博士后，以及罗银辉、杨曾和夏俊等研究生也参与了部分章节的资料收集和整理工作，在此一并表示感谢。

由于作者水平有限，加之宽带无线移动通信仍处于不断演进和发展之中，且部分内容在标准化过程中还未有定论，而本书所涉及的技术标准又较多，书中难免有不妥和错误之处，恳请广大读者批评指正。

编著者