LTE關(guān)鍵技術(shù)分析

1、Created by gaochao Created by gaochao l高階調(diào)制技術(shù)lHARQ技術(shù)l快速M(fèi)AC調(diào)度技術(shù)l頻域多址技術(shù) OFDM/SC-FDMAlMIMO技術(shù)l鏈路自適應(yīng)技術(shù) AMC目錄TD-LTE制定了多種調(diào)制方案，其下行主要采用QPSK、16QAM和64QAM三種調(diào)制方式，上行主要采用位移BPSK、QPSK、16QAM和64QAM四種調(diào)制方式。HARQ的關(guān)鍵詞是存儲、請求重傳、合并解調(diào)。接收方在解碼失敗的情況下，接收方在解碼失敗的情況下，保存接收到的數(shù)據(jù)，并要求發(fā)送方重傳數(shù)據(jù)，接收方將重傳的數(shù)據(jù)和先前接保存接收到的數(shù)據(jù)，并要求發(fā)送方重傳數(shù)據(jù)，接收方將重傳的數(shù)據(jù)和先前接收

2、到的數(shù)據(jù)進(jìn)行合并后再解碼收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行合并后再解碼。這里面就有一定的分集增益，減少了重傳次數(shù)，進(jìn)而減少了時(shí)延。而傳統(tǒng)的ARQ技術(shù)簡單地拋棄錯誤的數(shù)據(jù)，不做存儲，也就不存在合并的過程，自然沒有分集增益，往往需要過多地重傳、過長時(shí)間地等待?；旌献詣又貍髡埱螅℉ybrid Automatic Repeat reQuest，HARQ），是一種將前向糾錯編碼（FEC）和自動重傳請求（ARQ）相結(jié)合而形成的技術(shù)。在在LTE 中，資源的分配是以中，資源的分配是以資源塊資源塊RB 給誰用來決定的，那么就牽扯到一個誰先用誰給誰用來決定的，那么就牽扯到一個誰先用誰后后用用，誰用的多和誰用的少的問題，這就需要，誰用

3、的多和誰用的少的問題，這就需要ENB 中的中的MAC 調(diào)度算法來調(diào)度算法來決定。決定。p 快速調(diào)度算法是在動態(tài)復(fù)雜的無線環(huán)境下，確定應(yīng)該給哪些用戶、以多大速率發(fā)送數(shù)據(jù)，使多用戶更有效地使用無線資源， 提高整個扇區(qū)的吞吐量。p 調(diào)度算法功能實(shí)現(xiàn)于基站。p 需要考慮兩個重要因素：吞吐量和公平性。p 調(diào)度基本原則：在短期內(nèi)，以信道條件為主；在長期內(nèi)，應(yīng)兼顧到對所有用戶的吞吐量和公平性p 常用的動態(tài)調(diào)度算法輪尋算法 Round Robin (RR) ： “大鍋飯”最大載干比算法 (Max C/I)： “強(qiáng)者更強(qiáng)”正比公平算法 Proportional Fair (PF)：“和諧社會” 持續(xù)持續(xù)調(diào)度調(diào)度

4、 半半持續(xù)持續(xù)調(diào)度調(diào)度 動態(tài)調(diào)度動態(tài)調(diào)度常用的三種調(diào)度方法都是動態(tài)調(diào)度的細(xì)分。調(diào)度根據(jù)時(shí)間分配上還分為持續(xù)調(diào)度和半持續(xù)調(diào)度。其中持續(xù)調(diào)度是電路域的思想，將資源一直給一個用戶，在LTE 里是不用的。而半持續(xù)調(diào)度在LTE 里是使用的，就是將一段很長時(shí)間的RB 都分給一個用戶，比較典型的業(yè)務(wù)就是VOIP，至少要保證通話這段時(shí)間我的RB 分配。p 小區(qū)內(nèi)的用戶按照某種確定的順序，循環(huán)占用無線資源來進(jìn)行通信優(yōu)點(diǎn)：不僅可以保證用戶間的長期公平性，還可以保證用戶的短期公平性，而且算法實(shí)現(xiàn)簡單缺點(diǎn)：由于沒有考慮到不同用戶無線信道的具體情況，因此系統(tǒng)吞吐量很低RR算法具有公平性的上界和算法性能的下界UE2UE2

5、UE1UE1UE2UE2UE1UE1UE1UE2p 對所有待服務(wù)移動臺依據(jù)其接收信號C/I預(yù)測值進(jìn)行排序，并按照從大到小的順序進(jìn)行發(fā)送優(yōu)點(diǎn)：整體小區(qū)吞吐量最大，效率最高，特別適用于服務(wù)用戶集中在NodeB附近的場景缺點(diǎn)：處于小區(qū)邊緣的用戶的由于C/I較低，將得不到服務(wù)機(jī)會，甚至出現(xiàn)所謂“餓死現(xiàn)象”最大C/I算法所得到的系統(tǒng)吞吐量可以作為其它調(diào)度算法的上界UE2UE1UE1UE1UE1UE1UE1UE1UE1UE2UE1UE2吞吐量吞吐量公平性公平性p 根據(jù)用戶的信道條件和其平均吞吐量進(jìn)行優(yōu)先權(quán)設(shè)置，兼顧系統(tǒng)“效率”與用戶“公平” 從統(tǒng)計(jì)意義上來看，每個用戶分配的資源是相同的，而系統(tǒng)容量高于RR

6、，接近Max C/I，適合于大部分應(yīng)用場景比例公平算法的初衷是既要考慮到用戶所處的C/I，保證一些優(yōu)質(zhì)用戶的網(wǎng)速，同時(shí)又要兼顧分配的公平，保證人人都有RB分U 代表這個用戶的權(quán)重，T 代表這個用戶的吞吐量，是我自己添加的，代表了用戶的Qos 等級。也就是說這個用戶的權(quán)重和C/I 成正比，和一定時(shí)期內(nèi)的歷史吞吐量成反比正交正交頻分復(fù)用頻分復(fù)用：它把系統(tǒng)帶寬分成多個的相互正交的子載波，在多個子載波上并行數(shù)據(jù)傳輸。 1、較高的峰均比、較高的峰均比(PAPR)，對，對RF功率放大器要求高功率放大器要求高 2、受頻率偏差的影響、受頻率偏差的影響:子載波間干擾子載波間干擾(ICI） 3、受時(shí)間偏差的影響、

7、受時(shí)間偏差的影響:ISI(符號間干擾符號間干擾） 從理論上思考，精確正交無干擾，但由于電子工藝、復(fù)從理論上思考，精確正交無干擾，但由于電子工藝、復(fù)雜無線環(huán)境還是不可避免地有各種類型干擾。雜無線環(huán)境還是不可避免地有各種類型干擾。廣義定義：MIMO=Multiple-Input Multiple-Output=多進(jìn)多出，即俗稱的“多天線技術(shù)多天線技術(shù)”:多個輸入和多個輸出既可以來自于多個數(shù)據(jù)流，也可以來自于一個數(shù)據(jù)流的多個版本。按照這個定義，各種多天線技術(shù)都可以算作MIMO技術(shù)狹義定義：多流MIMO提高峰值速率：多流MIMO,多個信號流在空中并行傳輸.按照這個定義，只有空間復(fù)用和空分多址可以算作M

8、IMO特例：SIMO（單進(jìn)多出）和MISO（多進(jìn)單出）空間分集（發(fā)射分集、傳輸分集）：利用較大間距的天線陣元之間或賦形波束之間的不相關(guān)性，發(fā)射或接收一個數(shù)據(jù)流，避免單個信道衰落對整個鏈路的影響?？臻g復(fù)用：利用較大間距的天線陣元之間或賦形波束之間的不相關(guān)性，向一個終端/基站并行發(fā)射多個數(shù)據(jù)流，以提高鏈路容量（峰值速率）。波束賦形：利用較小間距的天線陣元之間的相關(guān)性，通過陣元發(fā)射的波之間形成干涉，集中能量于某個（或某些）特定方向上，形成波束，從而實(shí)現(xiàn)更大的覆蓋和干擾抑制效果。單流波束賦形波束賦形多址多流波束賦形 LTE 支持BPSK、QPSK、16QAM 和64QAM 4 種調(diào)制方式和卷積、tur

9、bo 等編碼方式，自適應(yīng)編碼就是可以根據(jù)無根據(jù)無線環(huán)境和數(shù)據(jù)本身的要求來自動選擇調(diào)制和編碼方式線環(huán)境和數(shù)據(jù)本身的要求來自動選擇調(diào)制和編碼方式。 4G 摒棄了之前通過功率控制方式來改善無線信道的做法，而采用了速率控制，也就是說既然功率無法改變，那么無線信道衰落了我怎么補(bǔ)償呢？就是通過不同的調(diào)制和解碼方式來適應(yīng)信道環(huán)境。改主動改變信道環(huán)境為去適應(yīng)信道環(huán)境。信道質(zhì)量的信息反饋，即Channel Quality Indicator （CQI） UE測量信道質(zhì)量，并報(bào)告（每1ms或者是更長的周期）給eNodeB eNodeB基于CQI來選擇調(diào)制方式，數(shù)據(jù)塊的大小和數(shù)據(jù)速率 UE 會周期性的測量無線信道，

10、并上報(bào)CQI（信道質(zhì)量的信息反饋），PCI 和RANK（步驟1）,其中CQI 就是UE 對無線環(huán)境的一個判斷，ENB 會根據(jù)上報(bào)的CQI 選擇相應(yīng)的調(diào)制和編碼方式，同時(shí)兼顧緩存中的數(shù)據(jù)量（步驟2 和3），最后決定調(diào)制方式，HARQ，資源塊大小等發(fā)射給終端（步驟4 和5）。CQICQI的選取準(zhǔn)則是UE接收到的傳輸塊的誤碼率不超過10。因此，UE上報(bào)的CQI不僅與下行參考信號的SINR有關(guān)，還與UE接收機(jī)的靈敏度有關(guān)信號與干擾加噪聲比 （Signal to Interference plus Noise Ratio）是指接收到的有用信號的強(qiáng)度與接收到的干擾信號（噪聲和干擾）的強(qiáng)度的比值；可以簡單的

11、理解為“信噪比”。SINR=Signal / (Interference+Noise);S：測量到的有用信號的功率，主要關(guān)注的信號和信道包括：RS、PDSCH；I：測量到的信號或信道干擾信號的功率，包括本系統(tǒng)其他小區(qū)的干擾，以及異系統(tǒng)的干擾：N：低噪，與具體測量帶寬和接收機(jī)噪聲系數(shù)有關(guān)。協(xié)議沒有規(guī)定SINR與CQI之間的關(guān)系，由芯片廠家自有算法決定。仿真結(jié)果MCS:LTE中速率的配置通過MCS（Modulation and Coding Scheme，調(diào)制與編碼策略）索引值實(shí)現(xiàn).也就是說，實(shí)際上，是通過MCS來選擇調(diào)制方式來選擇調(diào)制方式CQI通過芯片廠家自定義的映射關(guān)系獲得MCS。BLER大于

12、10%，MCS需要降低保障傳輸可靠性表示表示1個子幀的傳輸速率個子幀的傳輸速率。How much bits are transferred in this 1ms transport block size? TBS_L1TBS_L2TBS_L1TBS_L2TBS_L1TBS_L2TBS_L1TBS_L21544311237527480102962061628336573361608324038807736106802138429296592561672336840087992110642215230576616641736349641368248114482292031704637761800

13、362442648504118322368832856665921864375243928760122162449634008688081928388045849144125762545635160711121992400847769528129602545636696737122024400849689912135362737637888762082088413651601029614112283363923278704215242645352106801468829296405768117622164392554411064152643057642368847602280458457361

14、14481584031704438168793623444776599211832164163285645352908162408477662001257616992340084688893800 2472496864561296017568351604893697896 25365160671213536183363669651024101840260051606968141121908037888527521055282664535272241468819848392325505611013627285544748014688206164057657336115040279255447736152642138442368592561198162856573679921584022152438166166412446429845992824816416229204535263776128496311262008504169922368846888665921332083240645687601756824496489