第二章_TD-LTE關(guān)鍵技術(shù)

1、第二章第二章TD-LTE TD-LTE 關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)LTE無(wú)線技術(shù)要點(diǎn)無(wú)線技術(shù)要點(diǎn) 1個(gè)架構(gòu)：E-UTRAN扁平架構(gòu) 2個(gè)幀結(jié)構(gòu)：FS1（FDD）、FS2（TDD） 3個(gè)關(guān)鍵技術(shù)：OFDMA/SC-FDMA、MIMO、小區(qū)間干擾抑制 4種資源分配方式：下行集中式、下行分布式、上行集中式、上行跳頻。 5個(gè)物理過(guò)程：小區(qū)搜索、隨機(jī)接入、功控、測(cè)量、共享信道過(guò)程 6+1個(gè)天線端口： 下行4天線MIMO、MBSFN、Beamforming 上行單天線 7+2個(gè)傳輸模式： 下行7個(gè)MIMO傳輸模式 上行單天線+MU-MIMO 8個(gè)物理信道：PDSCH、PDCCH、PBCH、PCFICH、PHICH、

2、PUSCH、PUCCH、PRACH2目錄目錄vTD-LTE無(wú)線關(guān)鍵技術(shù)1個(gè)架構(gòu)2個(gè)幀結(jié)構(gòu)3個(gè)核心技術(shù)4種資源分配方式5個(gè)物理過(guò)程6+1個(gè)天線端口7+2個(gè)傳輸模式8個(gè)物理信道3扁平扁平RAN架構(gòu)架構(gòu)4LTE接入網(wǎng)絡(luò)的簡(jiǎn)化接入網(wǎng)絡(luò)的簡(jiǎn)化5目錄目錄vTD-LTE無(wú)線關(guān)鍵技術(shù)1個(gè)架構(gòu)2個(gè)幀結(jié)構(gòu)3個(gè)核心技術(shù)4種資源分配方式5個(gè)物理過(guò)程6+1個(gè)天線端口7+2個(gè)傳輸模式8個(gè)物理信道62種幀結(jié)構(gòu)種幀結(jié)構(gòu)72種種TDD幀結(jié)構(gòu)的融合幀結(jié)構(gòu)的融合8TD-LTE幀結(jié)構(gòu)上下行配比幀結(jié)構(gòu)上下行配比9TD-LTE幀結(jié)構(gòu)特殊時(shí)隙結(jié)構(gòu)幀結(jié)構(gòu)特殊時(shí)隙結(jié)構(gòu)10目錄目錄vTD-LTE無(wú)線關(guān)鍵技術(shù)1個(gè)架構(gòu)2個(gè)幀結(jié)構(gòu)3個(gè)核心技術(shù)4種資源

3、分配方式5個(gè)物理過(guò)程6+1個(gè)天線端口7+2個(gè)傳輸模式8個(gè)物理信道11LTE所依賴的所依賴的3個(gè)核心技術(shù)個(gè)核心技術(shù)vOFDMA/SC-FDMA 簡(jiǎn)潔的寬帶擴(kuò)展能力 獲得高峰值速率的“正交傳輸” MIMO技術(shù)的“最佳搭檔”vMIMO LTE高頻譜效率的主要來(lái)源v小區(qū)間干擾抑制 解決OFDMA同頻組網(wǎng)的潛在問(wèn)題 縮小MIMO帶來(lái)的數(shù)據(jù)率差異性12為什么寬帶數(shù)據(jù)接入要采用為什么寬帶數(shù)據(jù)接入要采用OFDM和和MIMO？vOFDM和MIMO的優(yōu)勢(shì)正是數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)所需要的峰值速率和短時(shí)用戶感受 OFDM是正交系統(tǒng)，無(wú)用戶間干擾，有利于MIMO MIMO是目前提高峰值速率的主要手段 用戶希望“網(wǎng)速快”，哪怕只在某

4、些環(huán)境下快也行vOFDM和MIMO的劣勢(shì)是對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)相對(duì)次要的因素覆蓋和公平性 OFDM系統(tǒng)的小區(qū)間干擾和高峰平比將造成更嚴(yán)重的小區(qū)邊緣性能下降 使用MIMO的環(huán)境主要出現(xiàn)在小區(qū)中心或熱點(diǎn) 但I(xiàn)nternet用戶已經(jīng)習(xí)慣了“盡力而為”的QoS/QoE13目錄目錄vTD-LTE無(wú)線關(guān)鍵技術(shù)1個(gè)架構(gòu)2個(gè)幀結(jié)構(gòu)3個(gè)核心技術(shù)OFDMA/SC-FDMA4種資源分配方式5個(gè)物理過(guò)程6+1個(gè)天線端口7+2個(gè)傳輸模式8個(gè)物理信道14OFDM是新技術(shù)嗎？是新技術(shù)嗎？不是不是vOFDM（正交頻分復(fù)用）的本質(zhì)就是一個(gè)頻分系統(tǒng)，而頻分是無(wú)線通信最樸素的實(shí)現(xiàn)方式 多采用幾個(gè)頻率并行發(fā)送，實(shí)現(xiàn)寬帶傳輸 生活中的頻分系統(tǒng)：

5、 CDMA是具有較深理論內(nèi)涵的技術(shù)，很難用現(xiàn)實(shí)生活中的實(shí)例解釋。15OFDM是新技術(shù)嗎？是新技術(shù)嗎？是是 傳統(tǒng)傳統(tǒng)FDM系統(tǒng)中，載波之間需要很大的保護(hù)帶，頻系統(tǒng)中，載波之間需要很大的保護(hù)帶，頻譜效率很低。譜效率很低。vOFDM系統(tǒng)允許載波之間緊密相臨，甚至部分重合，可以實(shí)現(xiàn)很高的頻譜效率子載波。 如何做到這一點(diǎn)？依賴FFT（快速傅立葉變換） 為什么直到最近20年才逐漸實(shí)用？有賴于數(shù)字信號(hào)處理（DSP）芯片的發(fā)展。16OFDM發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)vOFDM發(fā)射機(jī)的兩個(gè)核心模塊： IFFT（逆FFT）：將大量的窄帶（子載波）頻域信號(hào)（頻域上映射的信號(hào)），經(jīng)過(guò)IFFT后形成時(shí)域信號(hào) 加入循環(huán)前綴（C

6、P）：將每個(gè)OFDM符號(hào)的尾部一段復(fù)制到符號(hào)之前17OFDM調(diào)制的核心操作調(diào)制的核心操作18OFDM是為了用于多徑衰落信道而設(shè)計(jì)的是為了用于多徑衰落信道而設(shè)計(jì)的19應(yīng)對(duì)頻選衰落：窄帶并行傳輸應(yīng)對(duì)頻選衰落：窄帶并行傳輸v化零為整，簡(jiǎn)化接收機(jī)的信道均衡操作v避免符號(hào)間干擾和天線間干擾相互混雜，有效分離信道均衡和MIMO檢測(cè)20應(yīng)對(duì)符號(hào)間干擾：插入應(yīng)對(duì)符號(hào)間干擾：插入CP21OFDM的優(yōu)勢(shì)的優(yōu)勢(shì)22OFDM的潛在問(wèn)題的潛在問(wèn)題23OFDM參數(shù)設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)v需要設(shè)計(jì)的參數(shù)：頻域：子載波間隔、資源塊大小CP長(zhǎng)度、時(shí)隙/子幀長(zhǎng)度24OFDM子載波間隔子載波間隔f設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)f不能太小：必須能容忍需要支持的車速

7、下的多普勒頻移（器件相位噪聲相對(duì)影響很小）f不能太大：T過(guò)小，則CP開(kāi)銷過(guò)大典型f值：10-20kHz LTE：15kHz（符號(hào)長(zhǎng)度66.67s）；WiMAX：10.98kHz；UMB：9.6kHz25OFDM CP長(zhǎng)度設(shè)計(jì)長(zhǎng)度設(shè)計(jì)CP不能太?。罕仨毮芨采w主要多徑的時(shí)延擴(kuò)展，容忍一定的定時(shí)誤差。CP不能太大：開(kāi)銷過(guò)大CP可以采用多個(gè)選項(xiàng)：LTE：常規(guī)CP：4.687ms擴(kuò)展CP：16.67ms超長(zhǎng)CP：33.33ms26復(fù)用和多址的概念復(fù)用和多址的概念27從從FDM/FDMA到到OFDM/OFDMA28目錄目錄vTD-LTE無(wú)線關(guān)鍵技術(shù)1個(gè)架構(gòu)2個(gè)幀結(jié)構(gòu)3個(gè)核心技術(shù)MIMO4種資源分配方式5個(gè)

8、物理過(guò)程6+1個(gè)天線端口7+2個(gè)傳輸模式8個(gè)物理信道29MIMO的定義的定義v 廣義定義：多進(jìn)多出（Multiple-Input Multiple-Output）多個(gè)輸入和多個(gè)輸出既可以來(lái)自于多個(gè)數(shù)據(jù)流，也可以來(lái)自于一個(gè)數(shù)據(jù)流的多個(gè)版本。 按照這個(gè)定義，各種多天線技術(shù)都可以算作MIMO技術(shù)v 狹義定義：多流MIMO提高峰值速率 多個(gè)信號(hào)流在空中并行傳輸 按照這個(gè)定義，只有空間復(fù)用和空分多址可以算作MIMOv 特例：SIMO（單進(jìn)多出）和MISO（多進(jìn)單出）30MIMO技術(shù)的分類技術(shù)的分類v 從MIMO的效果分類： 空間分集（Spatial Diversity） 利用較大間距的天線陣元之間或賦形

9、波束之間的不相關(guān)性，發(fā)射或接收一個(gè)數(shù)據(jù)流，避免單個(gè)信道衰落對(duì)整個(gè)鏈路的影響。 波束賦形（Beamforming） 利用較小間距的天線陣元之間的相關(guān)性，通過(guò)陣元發(fā)射的波之間形成干涉，集中能量于某個(gè)（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。 空分復(fù)用（Spatial Multiplexing） 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(gè)終端/基站并行發(fā)射多個(gè)數(shù)據(jù)流，以提高鏈路容量（峰值速率）。 空分多址（SDMA） 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，向多個(gè)終端并向發(fā)射數(shù)據(jù)流，或從多個(gè)終端并行接收數(shù)據(jù)流，以提高用戶容量。v 從是否在發(fā)射端有信

10、道先驗(yàn)信息分（CQI不算）： 閉環(huán)（Close-Loop）MIMO：通過(guò)反饋或信道互異性得到信道先驗(yàn)信息 開(kāi)環(huán)（Open-Loop）MIMO：沒(méi)有信道先驗(yàn)信息31空間分集基本原理空間分集基本原理32空間分集的分類空間分集的分類通過(guò)天線之間的不相關(guān)性（天線間距通常10以上），采用多個(gè)天線發(fā)射或接收一個(gè)數(shù)據(jù)流，避免單個(gè)信道衰落對(duì)整個(gè)鏈路的影響。分集的目的是提高鏈路質(zhì)量（BLER），而非提高鏈路容量，但可以通過(guò)改進(jìn)鏈路預(yù)算，增大小區(qū)覆蓋。接收分集：采用多個(gè)天線接收一個(gè)信號(hào)流，避免單個(gè)天線陷入深度衰落。最廣泛采用的MIMO技術(shù)發(fā)射分集：采用多個(gè)天線發(fā)送一個(gè)信號(hào)流，避免單個(gè)天線陷入深度衰落。 簡(jiǎn)單分集：

11、多個(gè)天線發(fā)送完全相同的樣本（不需要標(biāo)準(zhǔn)化） 編碼分集：多個(gè)天線發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)流的不同版本（如不同相位） 選擇分集：在同一時(shí)間只選擇一個(gè)信道較好的天線發(fā)送（經(jīng)常用于終端側(cè)，適于只有一個(gè)發(fā)射功放的終端） 波束分集：由預(yù)編碼賦形波束，而非實(shí)體天線進(jìn)行分集操作發(fā)射分集一般采用開(kāi)環(huán)方式，所以非常適合在廣播信道/控制信道中及高速移動(dòng)場(chǎng)景中采用（此時(shí)尚無(wú)法獲得信道反饋）。33空間分集算法空間分集算法v 最常用的發(fā)射分集技術(shù)包括： 空時(shí)塊碼（STBC，Space-Time Block Codes） 空頻塊碼（SFBC，Space-Frequency Block Codes） 循環(huán)延遲分集（CDD，Cyclic

12、Delay Diversity） 天線陣元之間采用不同的發(fā)射延遲，加強(qiáng)信道的頻率選擇性，以獲得更大的頻域調(diào)度增益和頻率選擇性增益。34空間復(fù)用基本原理空間復(fù)用基本原理35空間復(fù)用要求的天線類型空間復(fù)用要求的天線類型36空間復(fù)用的干擾問(wèn)題空間復(fù)用的干擾問(wèn)題v 可以看到：空間復(fù)用的應(yīng)用效果取決于是否能有效區(qū)分多個(gè)天線，如果天線間干擾過(guò)大，甚至性能差于單天線發(fā)送。解決方法： 事后處理：干擾消除（性能好的算法復(fù)雜度較高，如迭代干擾消除 事前處理：自適應(yīng)MIMO（在天線相關(guān)性較高的場(chǎng)景，降低復(fù)用流數(shù)，甚至退化到單流，此時(shí)多余的天線還可以用來(lái)進(jìn)行空間分集或波束賦形）37空間復(fù)用的應(yīng)用場(chǎng)景空間復(fù)用的應(yīng)用場(chǎng)景

13、拉大天線間距也不能保證天線信道之間的低相關(guān)性，還取決于是否有足夠的散射體為多個(gè)天線提供足夠的信道差異： 富散射環(huán)境：基站或/和終端周圍的散射體很多，存在相當(dāng)數(shù)量的NLOS徑，角度擴(kuò)展較大，比較容易生成信道差異。 非富散射環(huán)境：基站和終端周圍的缺乏足夠的散射體，NLOS徑很少，角度擴(kuò)展較小，很難生成信道差異。觀點(diǎn)：MIMO只能用于室內(nèi)？MIMO只能用于微小區(qū)？對(duì)傳統(tǒng)網(wǎng)規(guī)的挑戰(zhàn)：選址的原則可能改變。38空間復(fù)用技術(shù)分類空間復(fù)用技術(shù)分類解決空間復(fù)用適用性，靈活實(shí)現(xiàn)空間復(fù)用和空間分集/波束賦形的切換和整合，需采用閉環(huán)自適應(yīng)MIMO方法： 開(kāi)環(huán)（Open-Loop）空間復(fù)用 不管信道條件，采用固定的復(fù)用

14、流數(shù)。 由于MIMO信道的相關(guān)性有各種差異，能夠支持的復(fù)用層數(shù)也不同。所以開(kāi)環(huán)空間復(fù)用的流間串?dāng)_有時(shí)很難消除，性能很難保證，可能造成多流并行傳輸?shù)男阅鼙葐翁炀€傳輸還差。 閉環(huán)（Close-Loop）空間復(fù)用 發(fā)射端事先掌握信道的先驗(yàn)信息（通常通過(guò)基于Sounding RS的信道探測(cè)獲得），采用適合無(wú)線信道現(xiàn)實(shí)條件的復(fù)用流數(shù)。 可以靈活支持各種MIMO信道相關(guān)性，實(shí)現(xiàn)各種流數(shù)，保證空間復(fù)用的傳輸性能，簡(jiǎn)化接收端的干擾消除操作。最常用的閉環(huán)空間復(fù)用技術(shù)：預(yù)編碼（Precoding）技術(shù) 通過(guò)預(yù)編碼矩陣動(dòng)態(tài)配置各發(fā)射天線的發(fā)射權(quán)值和相位，形成和信道條件相匹配的流數(shù)（通常用信道相關(guān)矩陣的秩指示）的“波

15、束”（和“波束賦形”的波束生成方法相似，但內(nèi)在原理不同）。39預(yù)編碼空間復(fù)用預(yù)編碼空間復(fù)用v 碼本預(yù)編碼：主要用于FDD系統(tǒng)，系統(tǒng)將可能會(huì)使用的典型預(yù)編碼向量變成一個(gè)“碼本”（codebook），終端根據(jù)基站發(fā)送的RS對(duì)信道進(jìn)行探測(cè)，在碼本中選擇最適合的預(yù)編碼向量，將其編號(hào)（PMI）反饋給基站，基站根據(jù)PMI從碼本中選擇對(duì)應(yīng)的預(yù)編碼向量進(jìn)行傳輸。 非碼本預(yù)編碼：主要用于TDD系統(tǒng)，由于上下行信道具有互異性，激戰(zhàn)可以通過(guò)終端的探測(cè)RS對(duì)上行信道進(jìn)行探測(cè)，直接生成適合的預(yù)編碼矩陣（不受碼本容量的限制），用于下行預(yù)編碼傳輸。40波束賦形基本原理波束賦形基本原理利用較小間距的天線陣元之間的相關(guān)性（天線

16、間距通常為/2），通過(guò)陣元發(fā)射的波之間形成干涉，集中能量于某個(gè)（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。41其他類型的波束賦形天線其他類型的波束賦形天線42波束賦形的分類波束賦形的分類v 波束賦形包括：動(dòng)態(tài)波束賦形（俗稱智能天線）固定波束賦形（又稱高階扇區(qū)化）43波束賦形算法波束賦形算法和預(yù)編碼技術(shù)相似，波束賦形系統(tǒng)的波束也是通過(guò)預(yù)編碼方法生成的，但和碼本預(yù)編碼MIMO不同，動(dòng)態(tài)波束賦形的權(quán)值僅僅需要匹配信道的慢變化，比如來(lái)波方向（Direction Of Arrival，DOA）和平均路損。因此生成的是實(shí)際波束，而預(yù)編碼技術(shù)生成的是虛擬的波束。在TDD系統(tǒng)中，可以不依

17、賴終端來(lái)反饋所需信息，來(lái)波方向和路損信息可以在基站側(cè)通過(guò)測(cè)量上行接收信號(hào)獲得，比FDD系統(tǒng)更有利于波束賦形的使用。44多流波束賦形多流波束賦形v 基于波束賦形的空間復(fù)用45空分多址的原理空分多址的原理 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，向多個(gè)終端并向發(fā)射數(shù)據(jù)流，或從多個(gè)終端并行接收數(shù)據(jù)流，以提高用戶容量。 又可以稱為多用戶MIMO（MU-MIMO），相對(duì)單用戶MIMO（SU-MIMO），空分多址可以獲得更大的多用戶分集增益，也更適合于用戶數(shù)量較多，數(shù)據(jù)率較低的情況（如提高VoIP用戶容量）。46上行和下行空分多址上行和下行空分多址 下行空分多址：基站將多個(gè)空間復(fù)用流分給多個(gè)終

18、端，使其可以共享相同的時(shí)頻資源。 上行空分多址：多個(gè)終端共享相同的時(shí)頻資源向基站發(fā)送。47空分多址的實(shí)現(xiàn)空分多址的實(shí)現(xiàn) 基于預(yù)編碼的空分多址： 下行空分多址：如果2個(gè)終端反饋的PMI現(xiàn)實(shí)他們的預(yù)編碼向量具有較好的正交性（如兩個(gè)預(yù)編碼向量處于碼本的1個(gè)預(yù)編碼矩陣中），則可以將這2個(gè)用戶“配成一對(duì)”，進(jìn)行空間多址傳輸。 基站也可以根據(jù)需要，對(duì)選中不完全正交的PMI的用戶進(jìn)行強(qiáng)制配對(duì)（overriding）。雖然配對(duì)的效果會(huì)受到影響，但仍可能提高用戶容量。 上行空分多址：通常采用較簡(jiǎn)單的方法 上行空分多址：多個(gè)終端共享相同的時(shí)頻資源向基站發(fā)送。 當(dāng)每個(gè)用戶只采用單天線發(fā)送時(shí)，也可稱為“虛擬MIMO”

19、（Virtual MIMO）。 可以采用各種技術(shù)實(shí)現(xiàn)： 預(yù)編碼配對(duì) 虛擬發(fā)射分集 虛擬天線選擇48LTE系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)對(duì)MIMO技術(shù)的使用技術(shù)的使用 映射關(guān)系（Mapping）： 天線端口（Antenna Port） 層（Layer） 碼字（Code Word） 4種技術(shù) 發(fā)射分集（下行）： 2天線：SFBC 4天線：SFBC+FSTD 空間復(fù)用（下行）：?jiǎn)斡脩鬗IMO（SU-MIMO） 開(kāi)環(huán)空間復(fù)用：大延遲CDD 閉環(huán)空間復(fù)用：自適應(yīng)預(yù)編碼（碼本） 最多4個(gè)層，2個(gè)碼字 波束賦形（下行）：非碼本預(yù)編碼 主要用于TD-LTE 單層（R9會(huì)擴(kuò)展到2層，R10（LTE-Advanced）會(huì)擴(kuò)展到多層）

20、 空間多址（上行、下行）：多用戶MIMO（MU-MIMO） 7種傳輸模式（Transmission Mode） 3種反饋：CQI、RI、PMI49目錄目錄TD-LTE無(wú)線關(guān)鍵技術(shù)1個(gè)架構(gòu)2個(gè)幀結(jié)構(gòu)3個(gè)核心技術(shù)小區(qū)間干擾抑制4種資源分配方式5個(gè)物理過(guò)程6+1個(gè)天線端口7+2個(gè)傳輸模式8個(gè)物理信道50OFDM小區(qū)間干擾抑制技術(shù)小區(qū)間干擾抑制技術(shù)v OFDM系統(tǒng)本身不提供小區(qū)間多址能力，可以通過(guò)幾種方法抑制小區(qū)間干擾：小區(qū)間加擾：包括擴(kuò)頻后加擾，如CDMA干擾協(xié)調(diào)：相鄰小區(qū)在小區(qū)邊緣使用不同的頻率資源干擾消除：多用戶檢測(cè)智能天線：自然具有一定干擾回避的效果正交序列：如零相關(guān)序列51干擾隨機(jī)化干擾隨機(jī)

21、化52干擾消除和智能天線干擾消除和智能天線53小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)v 靜態(tài)v 半靜態(tài)（下行）：基于X2接口v 動(dòng)態(tài)（上行）：基于X2接口54基于正交序列的小區(qū)間干擾抑制基于正交序列的小區(qū)間干擾抑制v CAZAC序列：多徑環(huán)境中的零相關(guān)/低相關(guān)序列Zadoff-Chu序列是最常用的CAZAC序列，采用不同的ZC序列或不同的ZC序列循環(huán)位移版本，可以獲得低相關(guān)性。用于LTE的參考信號(hào)、控制信道等。55目錄目錄vTD-LTE無(wú)線關(guān)鍵技術(shù)1個(gè)架構(gòu)2個(gè)幀結(jié)構(gòu)3個(gè)核心技術(shù)4種資源分配方式5個(gè)物理過(guò)程6+1個(gè)天線端口7+2個(gè)傳輸模式8個(gè)物理信道56LTE資源分配單位資源分配單位基本資源單位：RE（資

22、源粒子）=1個(gè)OFDM符號(hào)*1個(gè)子載波（顆粒度過(guò)細(xì)，無(wú)法使用）共享信道資源單位：資源塊（RB） 時(shí)隙長(zhǎng)度要滿足延遲要求 LTE：0.5ms 頻域上取決于最小數(shù)據(jù)流（如VoIP）的需要 LTE：12個(gè)子載波1個(gè)RB對(duì)=2個(gè)RB（1ms）下行控制信道資源單位： 資源粒度更小 1個(gè)REG=4個(gè)RE 1個(gè)CCE=9個(gè)REG57頻分系統(tǒng)資源分配方式頻分系統(tǒng)資源分配方式v 資源分配可分為2種：Localized和DistributedLocalized：通過(guò)頻域調(diào)度獲得調(diào)度增益和多用戶增益Distributed：通過(guò)擴(kuò)展頻譜獲得頻率分集增益v 可通過(guò)從虛擬資源塊（VRB）向物理資源塊（PRB）的映射實(shí)現(xiàn)。

23、PRB總是Localized的，VRB分為L(zhǎng)VRB和DVRB。58LTE的資源分配的資源分配v4種資源分配方式： 下行集中式分配（Localized） 下行分布式分配（Distributed） 上行集中式分配 上行跳頻v調(diào)度方式： 頻率選擇性調(diào)度 基于CQI反饋進(jìn)行調(diào)度 半持續(xù)調(diào)度（SPS，Semi-Persistent Scheduling） 在激活SPS時(shí)，系統(tǒng)固定使用預(yù)定的調(diào)度資源，直至SPS去激活。 主要用于VoIP業(yè)務(wù)。 類似用調(diào)度實(shí)現(xiàn)的“電路域傳輸”v調(diào)度算法： Round Robin MAX C/I Proportional Fair59PDSCH資源分配方式資源分配方式通過(guò)PR

24、B（物理資源塊）和VRB（虛擬資源塊）2階資源指示結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。集中式：1個(gè)VRB對(duì)映射到1個(gè)localized的PRB對(duì)分布式：1個(gè)VRB對(duì)映射到2個(gè)distributed的PRB對(duì) 仍以RB為單位，并沒(méi)有形成梳狀頻譜60PDSCH資源指示方式資源指示方式v 三種資源指示方式Type1：Bitmap方式，用于集中式映射Type2：分組指示方式，用于分布式映射Type3：Compact方式，樹(shù)狀指示，用于2種方式61PUSCH資源分配方式資源分配方式v 集中式分配v 跳頻分配Intra-TTI hoppingInter-TTI hopping62目錄目錄vTD-LTE無(wú)線關(guān)鍵技術(shù)1個(gè)架構(gòu)2個(gè)幀結(jié)

25、構(gòu)3個(gè)核心技術(shù)4種資源分配方式5個(gè)物理過(guò)程6+1個(gè)天線端口7+2個(gè)傳輸模式8個(gè)物理信道635個(gè)物理過(guò)程個(gè)物理過(guò)程v 無(wú)線系統(tǒng)的物理過(guò)程尤為復(fù)雜，也非常重要。因?yàn)椋哼m應(yīng)無(wú)線信道的不斷變化，調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)。針對(duì)各種自適應(yīng)操作，完成各種配置的預(yù)設(shè)和調(diào)整。當(dāng)終端移動(dòng)時(shí)，實(shí)現(xiàn)切換和漫游。在終端開(kāi)機(jī)、重新激活時(shí)，和系統(tǒng)“握手”。v LTE定義的物理過(guò)程：小區(qū)搜索隨機(jī)接入功率控制測(cè)量共享信道物理過(guò)程64目錄目錄vTD-LTE無(wú)線關(guān)鍵技術(shù)1個(gè)架構(gòu)2個(gè)幀結(jié)構(gòu)3個(gè)核心技術(shù)4種資源分配方式5個(gè)物理過(guò)程小區(qū)搜索6+1個(gè)天線端口7+2個(gè)傳輸模式8個(gè)物理信道65小區(qū)搜索和下行同步小區(qū)搜索和下行同步v 3種目的：下行同步：子

26、幀時(shí)鐘 - 幀時(shí)鐘小區(qū)ID獲取：504個(gè)ID=3*168BCH解調(diào)信息v 2種信號(hào)：PSS和SSS 時(shí)頻位置： 時(shí)域FDD和TDD的不同 頻域位于中央 序列設(shè)計(jì)： PSS：頻域Zadoff-Chu序列 SSS：2進(jìn)制M序列66同步信號(hào)時(shí)域位置同步信號(hào)時(shí)域位置67同步信號(hào)總是位于系統(tǒng)帶寬的中心同步信號(hào)總是位于系統(tǒng)帶寬的中心68目錄目錄vTD-LTE無(wú)線關(guān)鍵技術(shù)1個(gè)架構(gòu)2個(gè)幀結(jié)構(gòu)3個(gè)核心技術(shù)4種資源分配方式5個(gè)物理過(guò)程隨機(jī)接入6+1個(gè)天線端口7+2個(gè)傳輸模式8個(gè)物理信道69隨機(jī)接入和上行同步隨機(jī)接入和上行同步隨機(jī)接入的目的： 獲得上行同步信息：TA 獲得系統(tǒng)的上行傳輸資源分配信息隨機(jī)接入的場(chǎng)景：

27、開(kāi)機(jī) Idle - Active 切換隨機(jī)接入需要解決的問(wèn)題： 在上行失步情況下進(jìn)行上行發(fā)送，無(wú)法控制終端距離基站遠(yuǎn)近差異造成的接收窗錯(cuò)位。 時(shí)域采用特殊的Preamble結(jié)構(gòu) 多個(gè)終端同時(shí)發(fā)起接入，造成碰撞 采用低相關(guān)性序列：ZC序列（只用于同步，不攜帶信息）上行同步保持 TA的周期性獲取同步隨機(jī)接入：即上行資源請(qǐng)求70隨機(jī)接入設(shè)計(jì)隨機(jī)接入設(shè)計(jì)v 隨機(jī)接入Preamble的時(shí)頻資源頻域：PUCCH內(nèi)側(cè)時(shí)域：可配置隨機(jī)接入流程71目錄目錄vTD-LTE無(wú)線關(guān)鍵技術(shù)1個(gè)架構(gòu)2個(gè)幀結(jié)構(gòu)3個(gè)核心技術(shù)4種資源分配方式5個(gè)物理過(guò)程功率控制6+1個(gè)天線端口7+2個(gè)傳輸模式8個(gè)物理信道72OFDM系統(tǒng)中功控

28、的作用系統(tǒng)中功控的作用v 功控對(duì)小區(qū)內(nèi)性能貢獻(xiàn)不大：OFDM在小區(qū)內(nèi)為正交傳輸，不存在CDMA系統(tǒng)中的遠(yuǎn)近效應(yīng)功控只能用于補(bǔ)償路損和陰影，因此只需采用慢功控采用功控反而可能擾亂CQI（信道質(zhì)量指示）的反饋，和頻域調(diào)度有一定矛盾LTE下行不采用功控，上行采用慢功控v OFDM系統(tǒng)中的功控主要用于抑制小區(qū)間干擾適當(dāng)減小在可能對(duì)相鄰小區(qū)產(chǎn)生干擾的RB上的發(fā)射功率或者說(shuō)，避免在可能對(duì)相鄰小區(qū)產(chǎn)生干擾的RB上隨意增大功率對(duì)路損進(jìn)行補(bǔ)償部分功控73LTE系統(tǒng)中的功率控制系統(tǒng)中的功率控制v 下行無(wú)功控，采用功率分配：RS RE和數(shù)據(jù)RE的功率比 RS power boostingRNTP測(cè)量v 上行功控：用

29、于路損補(bǔ)償和小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)（部分功控）通過(guò)PDCCH中的TPC信令進(jìn)行功率控制PUSCH功控 UE上報(bào)功控余量PUCCH功控SRS功控：高層控制的半靜態(tài)功控PRACH功控：開(kāi)環(huán)功控74目錄目錄vTD-LTE無(wú)線關(guān)鍵技術(shù)1個(gè)架構(gòu)2個(gè)幀結(jié)構(gòu)3個(gè)核心技術(shù)4種資源分配方式5個(gè)物理過(guò)程測(cè)量6+1個(gè)天線端口7+2個(gè)傳輸模式8個(gè)物理信道75測(cè)量測(cè)量v 基站側(cè)：用于小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)的測(cè)量：HII測(cè)量OI測(cè)量v 終端側(cè)：和切換相關(guān)的測(cè)量：RSSI（系統(tǒng)帶寬內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)，主要用于干擾測(cè)量）RSRP（某些RB內(nèi)的接收功率，主要用于切換時(shí)判斷信號(hào)強(qiáng)度）RSRQ（某些RB內(nèi)的SINR，更精確的切換判據(jù)）同頻測(cè)量、異頻測(cè)量周期性

30、上報(bào)、事件觸發(fā)型上報(bào)76目錄目錄vTD-LTE無(wú)線關(guān)鍵技術(shù)1個(gè)架構(gòu)2個(gè)幀結(jié)構(gòu)3個(gè)核心技術(shù)4種資源分配方式5個(gè)物理過(guò)程共享信道物理過(guò)程6+1個(gè)天線端口7+2個(gè)傳輸模式8個(gè)物理信道77共享信道相關(guān)過(guò)程共享信道相關(guān)過(guò)程v 共享信道過(guò)程PDSCH相關(guān)過(guò)程PUSCH相關(guān)過(guò)程v 共享信道相關(guān)的主要操作是數(shù)據(jù)的傳輸和自適應(yīng)：數(shù)據(jù)收發(fā)調(diào)度頻域資源分配調(diào)度自適應(yīng)MIMO配置自適應(yīng)調(diào)制與編碼（AMC）HARQCQI/RI/PMI的反饋78AMC和CDMA系統(tǒng)不同，OFDM系統(tǒng)可以在不同頻帶采用不同的調(diào)制編碼方式（MCS）不同頻帶上分別測(cè)量、反饋CQI 選擇一：1個(gè)用戶的所有RB采用均一MCS，性能差一些，但信令少

31、 選擇二：1個(gè)用戶的不同RB采用不同MCS，性能好一些，但信令多 LTE采用選擇一，因?yàn)檫x擇二性能增益不明顯CQI是通過(guò)信道探測(cè)（Sounding，采用信道探測(cè)RS）得到的。AMC適合調(diào)度、功控、自適應(yīng)MIMO、HARQ等一起，由基站調(diào)度器同時(shí)實(shí)施的。79LTE采用的調(diào)制編碼方式采用的調(diào)制編碼方式v 調(diào)制：下行：BPSK、QPSK、16QAM、64QAM上行：BPSK、QPSK、16QAM、64QAM（可選）v 信道編碼：數(shù)據(jù)信道：Turbo碼控制信道：卷積碼80HARQv 在LTE系統(tǒng)中，采用Stop-And-Wait HARQ：v HARQ類型下行采用異步的自適應(yīng)HARQ上行采用同步HAR

32、Qv HARQ算法：CC（Chase Combining）： 數(shù)據(jù)重發(fā)，獲得能量積累，逐漸提高解碼SINR。IR（增量冗余）： 逐步發(fā)送不同的冗余版本，逐步降低信道編碼速率，逐漸提高編碼增益。81HARQ時(shí)序控制時(shí)序控制v HARQ進(jìn)程數(shù)：取決于一個(gè)HARQ進(jìn)程的RTTv Multiple ACK/NACK：由于TDD系統(tǒng)并非在希望反饋ACK/NACK時(shí)總能碰到合適的“時(shí)隙”，因此需要在將多個(gè)ACK/NACK一并發(fā)送。兩種方式： ACK/NACK multiplexing ACK/NACK Bundling82目錄目錄vTD-LTE無(wú)線關(guān)鍵技術(shù)1個(gè)架構(gòu)2個(gè)幀結(jié)構(gòu)3個(gè)核心技術(shù)4種資源分配方式5個(gè)

33、物理過(guò)程6+1個(gè)天線端口7+2個(gè)傳輸模式8個(gè)物理信道83下行下行6個(gè)天線端口個(gè)天線端口v 天線端口以參考信號(hào)（RS）進(jìn)行區(qū)分v UE可以根據(jù)RS區(qū)分不同的“天線”84OFDM參考符號(hào)設(shè)計(jì)參考符號(hào)設(shè)計(jì)v信道估計(jì)是接收機(jī)均衡、檢測(cè)、解調(diào)接收信號(hào)的基礎(chǔ)：發(fā)射機(jī)通過(guò)一組接收機(jī)已知的導(dǎo)頻（又稱參考符號(hào)，RS）對(duì)信道進(jìn)行探測(cè)。接收機(jī)基于參考符號(hào)逆向解出信道響應(yīng)OFDM系統(tǒng)需要估計(jì)信道的頻域響應(yīng)和時(shí)域變化為了降低開(kāi)銷，只能在少數(shù)RE上放置RS沒(méi)有放置RS的RE上的信道響應(yīng)可以通過(guò)內(nèi)插等擬合方法估計(jì)根據(jù)時(shí)域和頻域響應(yīng)變化的劇烈程度不同，可參用不同的RS結(jié)構(gòu)85LTE下行參考信號(hào)設(shè)計(jì)下行參考信號(hào)設(shè)計(jì)v 在典型場(chǎng)

34、景下，通常信道在時(shí)域和頻域上都具有一定的相干時(shí)間和相干帶寬，只要到RS的間隔不小于相干時(shí)間和相干帶寬，都可以通過(guò)內(nèi)插獲得比較準(zhǔn)確的信道響應(yīng)，因此LTE系統(tǒng)普遍采用離散結(jié)構(gòu)RSLTE單天線下行RS結(jié)構(gòu)如下：86MIMO系統(tǒng)參考信號(hào)設(shè)計(jì)系統(tǒng)參考信號(hào)設(shè)計(jì)MIMO系統(tǒng)中，接收機(jī)需要估計(jì)MIMO信道，因此需要對(duì)OFDM RS進(jìn)行擴(kuò)展，適應(yīng)MIMO信道估計(jì)的需要：發(fā)送分集、空間復(fù)用由于采用扇區(qū)全向天線發(fā)送，因此通常采用公共RS（向小區(qū)內(nèi)所有用戶發(fā)送）用于MIMO解調(diào)。MIMO RS設(shè)計(jì)的核心，是如何區(qū)分多個(gè)天線的RS，使接收端可以對(duì)各個(gè)天線的無(wú)線信道進(jìn)行估計(jì)。由于信道估計(jì)是信號(hào)解調(diào)的基礎(chǔ)，因此多個(gè)天線的R

35、S之間應(yīng)該盡可能避免干擾。多個(gè)天線的RS可以采用TDM（時(shí)分復(fù)用）、FDM（頻分復(fù)用）或CDM（碼分復(fù)用）方式區(qū)分，但一般采用正交性更好的TDM和FDM方式。 但是，當(dāng)考慮很多數(shù)量的天線時(shí)（如8個(gè)發(fā)射天線），單純采用TDM和FDM方式可能開(kāi)銷太大，也可以輔助以CDM方法。87天線端口天線端口0-3v 天線端口0-3：用于4天線端口的空間復(fù)用公共導(dǎo)頻（cell-specific RS）端口0-1同時(shí)可用于PDCCH6個(gè)頻域位移位置：最近6個(gè)小區(qū)可FDM更大數(shù)量小區(qū)的參考符號(hào)采用擾碼進(jìn)一步區(qū)分。88天線端口天線端口0-3相鄰小區(qū)之間的頻域位移相鄰小區(qū)之間的頻域位移89天線端口天線端口4v 天線端口

36、4：用于MBSFN頻域上更密集用于SFN更強(qiáng)的頻率選擇性廣播和單播混合系統(tǒng)的RS 15kHz子載波，前兩列單播RS保留，用于PDCCH解調(diào)獨(dú)立載波MBMS系統(tǒng)的RS 7.5kHz90天線端口天線端口5v 天線端口5：用于Beamforming專用導(dǎo)頻（UE-specific）BeamformedRS：從終端側(cè)看來(lái)，等效于單天線主要用于TDD系統(tǒng)，上行Sounding結(jié)果可用于下行91上行天線端口上行天線端口參考符號(hào)設(shè)計(jì)參考符號(hào)設(shè)計(jì)v 為了保證上行SC-FDMA的單載波特性，上行RS和PUSCH采用TDM復(fù)用。v 上行DM RS位于每個(gè)5ms時(shí)隙的第3個(gè)符號(hào)，占用所有等效子載波。92上行參考符號(hào)序列設(shè)計(jì)上行參考符號(hào)序列設(shè)計(jì)v LTE小區(qū)內(nèi)用戶間上行RS可采用FDM自然區(qū)分（MU-MIMO除外）v 上行RS序列設(shè)計(jì)主要實(shí)現(xiàn)小區(qū)之間的復(fù)用采用Zadoff-Chu序列采用ZC序