(4G學(xué)習(xí))-LTE關(guān)鍵技術(shù)分析課件

LTE關(guān)鍵技術(shù)分析LTE關(guān)鍵技術(shù)分析培訓(xùn)目標(biāo)學(xué)完本課程后，您應(yīng)該能：了解LTE高階調(diào)制、AMC、HARQ和宏分集技術(shù)分析掌握OFDM的基本原理了解OFDM和CDMA技術(shù)各自的優(yōu)缺點(diǎn)掌握LTE的下行多址方式和上行多址方式掌握LTE采用的MIMO方式培訓(xùn)目標(biāo)學(xué)完本課程后，您應(yīng)該能：目錄高階調(diào)制、AMC、HARQ和宏分集技術(shù)分析OFDM技術(shù)基本原理OFDM技術(shù)優(yōu)勢(shì)與不足下行多址技術(shù)和上行多址技術(shù)LTE下行和上行MIMO技術(shù)目錄高階調(diào)制、AMC、HARQ和宏分集技術(shù)分析目錄高階調(diào)制、AMC、HARQ和宏分集技術(shù)分析OFDM技術(shù)基本原理OFDM技術(shù)優(yōu)勢(shì)與不足下行多址技術(shù)和上行多址技術(shù)LTE下行和上行MIMO技術(shù)目錄高階調(diào)制、AMC、HARQ和宏分集技術(shù)分析LTE的調(diào)制方式LTE的調(diào)制方式Slidetitle

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:20-22ptBulletslevel2-5:18ptColor:BlackCorporateFont:FrutigerNextLTMediumFonttobeusedbycustomersandpartners:ArialToprightcornerforfield-mark,customerorpartnerlogotypes.

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關(guān)鍵技術(shù)_高階調(diào)制對(duì)吞吐量的改善

PA3Channel(64QAMvs16QAM)小區(qū)邊緣:0%增益。小區(qū)中心:0%~10%增益?？拷?30%~50%增益。高階調(diào)制增益受信道條件影響較大

PB3Channel(64QAMvs16QAM)小區(qū)邊緣:0%增益。小區(qū)中心:0%增益?？拷?10%~20%增益。Slidetitle:32-35ptToprigh自適應(yīng)調(diào)制和編碼（AMC）信道質(zhì)量的信息反饋，即ChannelQualityIndicator（CQI）UE測(cè)量信道質(zhì)量，并報(bào)告（每1ms或者是更長(zhǎng)的周期）給eNodeBeNodeB基于CQI來(lái)選擇調(diào)制方式，數(shù)據(jù)塊的大小和數(shù)據(jù)速率較差的信道環(huán)境→較多的信道編碼冗余NodeBNodeB較好的信道環(huán)境較差的信道環(huán)境較好的信道環(huán)境→

較少的信道編碼冗余→較低階的調(diào)制→

較高階的調(diào)制自適應(yīng)調(diào)制和編碼（AMC）信道質(zhì)量的信息反饋，即ChanneCQI索引CQIindexmodulationcoderatex1024efficiency0outofrange1QPSK780.15232QPSK1200.23443QPSK1930.37704QPSK3080.60165QPSK4490.87706QPSK6021.1758716QAM3781.4766816QAM4901.9141916QAM6162.40631064QAM4662.73051164QAM5673.32231264QAM6663.90231364QAM7724.52341464QAM8735.11521564QAM9485.5547CQI索引CQIindexmodulationcoderLTE關(guān)鍵技術(shù)

-HARQ傳統(tǒng)的ARQ接收端接收數(shù)據(jù)塊，并解編碼根據(jù)CRC解校驗(yàn)，得到誤塊率如果數(shù)據(jù)塊誤塊率高丟棄錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)塊接收端要求發(fā)送端重發(fā)完整的錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)塊混合HARQ接收端接收數(shù)據(jù)塊，并解編碼根據(jù)CRC解校驗(yàn)，得到誤塊率如果誤塊率較高暫時(shí)保存錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)塊接收端要求發(fā)送端重發(fā)接收端將暫存的數(shù)據(jù)塊和重發(fā)的數(shù)據(jù)混合后再解編碼HARQwithSoftCombiningeNodeBUEPacket1?NPacket1Packet1Packet1Packet1?+APacket2TransmitterReceiverLTE關(guān)鍵技術(shù)-HARQ傳統(tǒng)的ARQ混合HARQHARQeNode_B中物理層的H-ARQ操作

LTE物理層中會(huì)有一個(gè)HARQ發(fā)送、速率匹配和AMC相結(jié)合的操作過(guò)程圖中的操作會(huì)做兩次速率匹配eNode_B中物理層的H-ARQ操作LTE物理層中會(huì)有一H-ARQ不同類(lèi)型LTE中HARQ技術(shù)主要是系統(tǒng)端對(duì)編碼數(shù)據(jù)比特的選擇重傳以及終端對(duì)物理層重傳數(shù)據(jù)合并。通過(guò)RV參數(shù)來(lái)選擇虛擬緩存中不同編碼比特的傳送。不同RV參數(shù)配置支持：CC（ChaseCombining）（重復(fù)發(fā)送相同的數(shù)據(jù)）FIR（FullIncrementalRedundancy）（優(yōu)先發(fā)送校驗(yàn)比特）不同次重傳，盡可能采用不同的r參數(shù)，使得打孔圖樣盡可能錯(cuò)開(kāi)，保證不同編碼比特傳送更為平均。H-ARQ不同類(lèi)型LTE中HARQ技術(shù)主要是系統(tǒng)端對(duì)編碼數(shù)據(jù)HybridAutomaticRepeatreQuest(HARQ)ChaseCombining(CC)重傳方式舉例HybridAutomaticRepeatreQuesHybridAutomaticRepeatreQuest(HARQ)IncrementalRedundancy(IR)重傳方式舉例HybridAutomaticRepeatreQues多進(jìn)程“停-等”HARQ

“停-等”（Stop-and-Wait，SaW）HARQ對(duì)于某個(gè)HARQ進(jìn)程，在等到ACK/NACK反饋之前，此進(jìn)程暫時(shí)中止，待接收到ACK/NACK后，在根據(jù)是ACK還是NACK決定發(fā)送新的數(shù)據(jù)還是進(jìn)行舊數(shù)據(jù)的重傳。多進(jìn)程“停-等”HARQ“停-等”（Stop-and-Wa同步和異步HARQ-按重傳的時(shí)序安排分類(lèi)同步HARQ：每個(gè)HARQ進(jìn)程的時(shí)域位置被限制在預(yù)定義好的位置，這樣可以根據(jù)HARQ進(jìn)程所在的子幀編號(hào)得到該HARQ進(jìn)程的編號(hào)。同步HARQ不需要額外的信令指示HARQ進(jìn)程號(hào)。異步HARQ：不限制HARQ進(jìn)程的時(shí)域位置，一個(gè)HARQ進(jìn)程可以在任何子幀。異步HARQ可以靈活的分配HARQ資源，但需要額外的信令指示每個(gè)HARQ進(jìn)程所在的子幀。Page15同步和異步HARQ-按重傳的時(shí)序安排分類(lèi)同步HARQ：每個(gè)H自適應(yīng)和非自適應(yīng)HARQ-按傳輸配置分類(lèi)自適應(yīng)HARQ：可以根據(jù)無(wú)線(xiàn)信道條件，自適應(yīng)的調(diào)整每次重傳采用的資源塊（RB）、調(diào)制方式、傳輸塊大小、重傳周期等參數(shù)?？煽醋鱄ARQ和自適應(yīng)調(diào)度、自適應(yīng)調(diào)制和編碼的結(jié)合，可以提高系統(tǒng)在時(shí)變信道中的頻譜效率，但會(huì)大大提高HARQ流程的復(fù)雜度，并需要在每次重傳時(shí)都發(fā)送傳輸格式信令，大大增加了信令開(kāi)銷(xiāo)。非自適應(yīng)HARQ：對(duì)各次重傳均用預(yù)定義好的傳輸格式，收發(fā)兩端都預(yù)先知道各次重傳的資源數(shù)量、位置、調(diào)制方式等資源，避免了額外的信令開(kāi)銷(xiāo)自適應(yīng)和非自適應(yīng)HARQ-按傳輸配置分類(lèi)自適應(yīng)HARQ：可以下行異步自適應(yīng)HARQ流程UE通過(guò)PUCCH向eNodeB反饋上次傳輸?shù)腁CK/NACK信息。經(jīng)過(guò)一定的延遲到達(dá)eNodeB。eNodeB對(duì)PUCCH的ACK/NACK信息進(jìn)行解調(diào)和處理，并根據(jù)ACK/NACK信息和下行資源分配情況對(duì)重傳數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)度。PDSCH按照下行調(diào)度的時(shí)域位置發(fā)送重傳數(shù)據(jù)，并經(jīng)過(guò)一定的下行傳輸延遲到達(dá)UE端。UE經(jīng)過(guò)一定的處理延遲對(duì)下行重傳完成處理，并通過(guò)PUCCH再次反饋ACK/NACK信息。結(jié)束一個(gè)下行HARQRTT流程下行異步自適應(yīng)HARQ流程UE通過(guò)PUCCH向eNodeB反下行HARQ傳輸時(shí)序下行HARQ傳輸時(shí)序上行同步非自適應(yīng)HARQ流程eNodeB通過(guò)PHICH(物理HARQ指示信道)向UE反饋上次傳輸?shù)腁CK/NACK信息，經(jīng)過(guò)一定的延遲到達(dá)UEUE對(duì)PHICH的ACK/NACK信息進(jìn)行解調(diào)和處理，并根據(jù)ACK/NACK信息在預(yù)定義的時(shí)域位置通過(guò)PUSCH發(fā)送重傳數(shù)據(jù)，并經(jīng)過(guò)一定的上行傳輸延遲到達(dá)eNodeB端eNodeB經(jīng)過(guò)一定的處理延遲對(duì)上行重傳完成處理，并通過(guò)PHICH再次反饋針對(duì)此次的重傳信息結(jié)束一個(gè)上行HARQRTT傳輸。上行同步非自適應(yīng)HARQ流程eNodeB通過(guò)PHICH(物理上行HARQ傳輸時(shí)序上行HARQ傳輸時(shí)序HARQ進(jìn)程數(shù)量對(duì)于SaWHARQ，一次傳輸發(fā)出后，要等待RTT時(shí)間才能決定下一次傳輸是新數(shù)據(jù)還是舊數(shù)據(jù)的重傳。并發(fā)HARQ進(jìn)程可以不浪費(fèi)RTT等待時(shí)間。RTT越大，需要越多的并行HARQ進(jìn)程數(shù)量以填滿(mǎn)RTTHARQ進(jìn)程數(shù)量約等于RTT/TTIHARQ進(jìn)程數(shù)量對(duì)于SaWHARQ，一次傳輸發(fā)出后，要等待HARQ進(jìn)程數(shù)量估算UE處理延遲約為2ms：eNodeB處理延遲約為3ms：傳輸延遲取決于eNodeB和UE之間的距離。傳輸速度約為6.7us/km.對(duì)于較小的小區(qū)，傳輸延遲基本可以忽略，對(duì)于大小區(qū)，則不能忽略。一般對(duì)于半徑15km以下小區(qū)，支持7個(gè)HARQ進(jìn)程就足夠。更大的小區(qū)需要支持8個(gè)HARQ進(jìn)程,最大能支持100km的小區(qū)LTE上行只支持8個(gè)HARQ進(jìn)程，下行支持7個(gè)或8個(gè)HARQ進(jìn)程。這樣可以有效支持大小區(qū)覆蓋，也可對(duì)小區(qū)進(jìn)行優(yōu)化。HARQ進(jìn)程數(shù)量估算UE處理延遲約為2ms：HARQ－性能橙色線(xiàn)：傳統(tǒng)ARQ蘭色線(xiàn)：接收方分集合并的HARQ紅色線(xiàn)：增加FEC冗余方式的HARQHARQ顯著提升低信噪比下的性能，對(duì)改善小區(qū)邊緣覆蓋概率是有好處的HARQ－性能橙色線(xiàn)：傳統(tǒng)ARQ宏分集技術(shù)上行宏分集終端發(fā)送的上行信號(hào)被兩個(gè)或兩個(gè)以上的基站（小區(qū)）接收到，并將接收到的信號(hào)進(jìn)行選擇性合并或軟合并，提高接收信號(hào)的性能。下行宏分集下行信號(hào)的在兩個(gè)或兩個(gè)以上的基站（小區(qū)）發(fā)送，終端對(duì)不同基站（小區(qū)）來(lái)的接收信號(hào)進(jìn)行軟合并處理。宏分集技術(shù)上行宏分集宏分集技術(shù)優(yōu)點(diǎn)提高系統(tǒng)容量和小區(qū)邊緣傳輸速率增加小區(qū)覆蓋范圍宏分集技術(shù)優(yōu)點(diǎn)提高系統(tǒng)容量和小區(qū)邊緣傳輸速率宏分集的取舍對(duì)于系統(tǒng)構(gòu)架的影響宏分集技術(shù)的取舍決定了E-UTRAN系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)屬于物理層技術(shù)，但涉及網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架的選擇，對(duì)LTE/SAE系統(tǒng)的演進(jìn)具有深遠(yuǎn)的影響。支持宏分集的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)（三層構(gòu)架）：核心網(wǎng)（CN）、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制器（RNC）、基站（NodeB）不支持宏分集（扁平網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)）核心網(wǎng)+基站宏分集的取舍對(duì)于系統(tǒng)構(gòu)架的影響宏分集技術(shù)的取舍決定了E-UT宏分集在LTE中是否會(huì)帶來(lái)顯著性能增益？支持的認(rèn)為：宏分集可以提高小區(qū)邊緣的性能、小區(qū)的傳輸容量和覆蓋范圍。反對(duì)的認(rèn)為：在多址接入技術(shù)（OFDMA/FDMA）中，并不會(huì)帶來(lái)太大的好處，但會(huì)使得系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)復(fù)雜度增加，提高系統(tǒng)的成本，同時(shí)增加控制面和用戶(hù)面的傳輸時(shí)延。宏分集在LTE中是否會(huì)帶來(lái)顯著性能增益？支持的認(rèn)為：宏分集可WCDMA中宏分集技術(shù)的使用R5版本之前：宏分集用于軟切換中，以提高小區(qū)邊緣的傳輸性能。下行：傳輸格式（傳輸塊大小、調(diào)制方式、編碼速率）相同的數(shù)據(jù)從幾個(gè)不同的基站在專(zhuān)用物理數(shù)據(jù)信道DPDCH中傳輸，終端接收到不同小區(qū)的數(shù)據(jù)，進(jìn)行軟合并后，輸入譯碼器進(jìn)行譯碼。上行：數(shù)據(jù)通過(guò)DPDCH發(fā)送，在幾個(gè)基站中接收后，通過(guò)軟合并（同一個(gè)基站的不同小區(qū)）或者選擇性合并（不同基站間）對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行處理。WCDMA中宏分集技術(shù)的使用R5版本之前：宏分集用于軟切換中WCDMA中宏分集技術(shù)的使用R5版本：下行增加HSDPA技術(shù)，HSDPA的基本原理是采用速率自適應(yīng)方式，根據(jù)終端信道的實(shí)時(shí)變化情況，通過(guò)共享信道中資源調(diào)度的方法發(fā)送數(shù)據(jù)。由于終端對(duì)于不同基站的信道條件變化不同，不同基站在與相同的終端通信時(shí)可能會(huì)選擇不同的AMC等級(jí)，這樣將會(huì)增加軟合并實(shí)現(xiàn)的難度。同時(shí)由于AMC和HARQ的使用減少了宏分集帶來(lái)的分集增益。HSDPA沒(méi)有使用軟切換方式。R6版本：上行增加HSUPA功能，繼續(xù)保留宏分集WCDMA中宏分集技術(shù)的使用R5版本：LTE系統(tǒng)對(duì)宏分集的取舍-下行宏分集LTE系統(tǒng)采用的信息傳輸方式與HSDPA相似：AMC+HARQLTE采用下行宏分集困難下行宏分集需要在相鄰的小區(qū)同時(shí)為一個(gè)UE分配相同的頻率資源，傳輸相同的數(shù)據(jù)，因此需要消耗兩倍的系統(tǒng)資源。OFDM下行宏分集系統(tǒng)還需要采用的更大的循環(huán)前綴（CP），以避免下行失步造成的基站間干擾，造成頻譜效率的額外損失。LTE系統(tǒng)對(duì)宏分集的取舍-下行宏分集LTE系統(tǒng)采用的信息傳輸LTE系統(tǒng)對(duì)宏分集的取舍-上行宏分集上行宏分集決定系統(tǒng)采用何種切換方式：硬切換、軟切換（軟合并/選擇性合并）軟切換需要RNC，采用軟切換必須保留三層結(jié)構(gòu)用戶(hù)面和控制面的時(shí)延難以保證LTE系統(tǒng)對(duì)宏分集的取舍-上行宏分集上行宏分集決定系統(tǒng)采用何不同網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)對(duì)E-UTRAN用戶(hù)面?zhèn)鬏敃r(shí)延的影響不同網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)對(duì)E-UTRAN用戶(hù)面?zhèn)鬏敃r(shí)延的影響目錄高階調(diào)制、AMC、HARQ和宏分集技術(shù)分析OFDM技術(shù)基本原理OFDM技術(shù)優(yōu)勢(shì)與不足下行多址技術(shù)和上行多址技術(shù)LTE下行和上行MIMO技術(shù)目錄高階調(diào)制、AMC、HARQ和宏分集技術(shù)分析OFDM的由來(lái)單載波OFDM：

OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing

正交頻分復(fù)用frequency傳統(tǒng)多載波frequencyOFDMfrequencyOFDM的由來(lái)單載波OFDM：frequency傳統(tǒng)多載波fOFDM發(fā)射流程O(píng)FDM發(fā)射流程O(píng)FDM的核心操作OFDM的核心操作OFDM實(shí)現(xiàn)方法使用傳統(tǒng)振蕩器使用IFFTOFDM實(shí)現(xiàn)方法使用傳統(tǒng)振蕩器OFDM實(shí)現(xiàn)方法（續(xù)）OFDM實(shí)現(xiàn)方法（續(xù)）正交性體現(xiàn)在一個(gè)OFDM符號(hào)內(nèi)包含多個(gè)子載波。所有的子載波都具有相同的幅值和相位，從圖中可以看出，每個(gè)子載波在一個(gè)OFDM符號(hào)周期內(nèi)都包含整數(shù)倍個(gè)周期，而且各個(gè)相鄰的子載波之間相差1個(gè)周期。正交性體現(xiàn)在一個(gè)OFDM符號(hào)內(nèi)包含多個(gè)子載波。所有的子載波都正交性對(duì)第j個(gè)子載波進(jìn)行解調(diào)，然后在時(shí)間長(zhǎng)度T內(nèi)進(jìn)行積分對(duì)第j個(gè)子載波進(jìn)行解調(diào)可以恢復(fù)出期望符號(hào)。而對(duì)其它載波由于在積分時(shí)間內(nèi)，頻率差別(i-j)/T可以產(chǎn)生整數(shù)倍個(gè)周期，所以積分結(jié)果為零。正交性對(duì)第j個(gè)子載波進(jìn)行解調(diào)，然后在時(shí)間長(zhǎng)度T內(nèi)進(jìn)行積分OFDM是為多徑衰落信道而設(shè)計(jì)的時(shí)域影響：符號(hào)間干擾頻域影響：頻率選擇性衰落OFDM是為多徑衰落信道而設(shè)計(jì)的時(shí)域影響：符號(hào)間干擾頻域影響應(yīng)對(duì)符號(hào)間干擾-插入CP應(yīng)對(duì)符號(hào)間干擾-插入CP加CP操作加CP操作CP長(zhǎng)度的確定CP長(zhǎng)度的確定CP長(zhǎng)度的確定CP長(zhǎng)度的考慮因素：頻譜效率/符號(hào)間干擾和子載波間干擾越短越好：越長(zhǎng)，CP開(kāi)銷(xiāo)越大，系統(tǒng)頻譜效率越低越長(zhǎng)越好：可以避免符號(hào)間干擾和子載波間干擾CP長(zhǎng)度的確定CP長(zhǎng)度的考慮因素：頻譜效率/符號(hào)間干擾和子載CP長(zhǎng)度的確定CP長(zhǎng)度的確定應(yīng)對(duì)頻率選擇性衰落-窄帶并行傳輸化零為整，簡(jiǎn)化接收機(jī)的信道均衡操作避免符號(hào)間干擾和天線(xiàn)間干擾相互混雜，有效分離信道均衡和MIMO檢測(cè)應(yīng)對(duì)頻率選擇性衰落-窄帶并行傳輸化零為整，簡(jiǎn)化接收機(jī)的信道均子載波間隔確定考慮因素：頻譜效率和抗頻偏能力子載波間隔越小，調(diào)度精度越高，系統(tǒng)頻譜效率越高子載波間隔越小，對(duì)多普勒頻移和相位噪聲過(guò)于敏感當(dāng)子載波間隔在10KHz以上，相位噪聲的影響相對(duì)較低多普勒頻移影響大于相位噪聲（以此為主）子載波間隔確定考慮因素：頻譜效率和抗頻偏能力多普勒頻移多普勒頻移多普勒頻移設(shè)手機(jī)發(fā)出信號(hào)頻率為fT，基站收到的信號(hào)頻率為fR，相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度為Ｖ，Ｃ為電磁波在自由空間的傳播速度(光速)；fdoppler即為多普勒頻移例360km/h車(chē)速，3GHz頻率的多普勒頻移：多普勒頻移設(shè)手機(jī)發(fā)出信號(hào)頻率為fT，基站收到的信號(hào)頻率為f子載波間隔確定-多普勒頻移影響2GHz頻段，350km/h帶來(lái)648Hz的多普勒頻移，對(duì)高階調(diào)制（64QAM）造成顯著影響。低速場(chǎng)景，多普勒頻移不顯著，子載波間隔可以較小高速場(chǎng)景，多普勒頻移是主要問(wèn)題，子載波間隔要較大仿真顯示，子載波間隔大于11KHz，多普勒頻移不會(huì)造成嚴(yán)重性能下降當(dāng)15KHz時(shí)，EUTRA系統(tǒng)和UTRA系統(tǒng)具有相同的碼片速率，因此確定單播系統(tǒng)中采用15KHz的子載波間隔獨(dú)立載波MBMS應(yīng)用場(chǎng)景為低速移動(dòng)，應(yīng)用更小的子載波間隔，以降低CP開(kāi)銷(xiāo)，提高頻譜效率，采用7.5KHz子載波Wimax的子載波間隔為10.98KHz，UMB的子載波間隔為9.6KHz子載波間隔確定-多普勒頻移影響2GHz頻段，350km/h帶OFDM圖示OFDM圖示目錄高階調(diào)制、AMC、HARQ和宏分集技術(shù)分析OFDM技術(shù)基本原理OFDM技術(shù)優(yōu)勢(shì)與不足下行多址技術(shù)和上行多址技術(shù)LTE下行和上行MIMO技術(shù)目錄高階調(diào)制、AMC、HARQ和宏分集技術(shù)分析OFDM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)頻譜效率高帶寬擴(kuò)展性強(qiáng)抗多徑衰落頻域調(diào)度和自適應(yīng)實(shí)現(xiàn)MIMO技術(shù)較為簡(jiǎn)單OFDM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)頻譜效率高OFDM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)-頻譜效率高各子載波可以部分重疊，理論上可以接近Nyquist極限。實(shí)現(xiàn)小區(qū)內(nèi)各用戶(hù)之間的正交性，避免用戶(hù)間干擾，取得很高的小區(qū)容量。相對(duì)單載波系統(tǒng)（WCDMA），多載波技術(shù)是更直接實(shí)現(xiàn)正交傳輸?shù)姆椒∣FDM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)-頻譜效率高各子載波可以部分重疊，理論上可OFDM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)-帶寬擴(kuò)展性強(qiáng)OFDM系統(tǒng)的信號(hào)帶寬取決于使用的子載波數(shù)量，幾百kHz—幾百M(fèi)Hz都較容易實(shí)現(xiàn)，F(xiàn)FT尺寸帶來(lái)的系統(tǒng)復(fù)雜度增加相對(duì)并不明顯。非常有利于實(shí)現(xiàn)未來(lái)寬帶移動(dòng)通信所需的更大帶寬，也更便于使用2G系統(tǒng)退出市場(chǎng)后留下的小片頻譜。單載波CDMA只能依賴(lài)提高碼片速率或多載波CDMA的方式支持更大帶寬，都可能造成接收機(jī)復(fù)雜度大幅上升。OFDM系統(tǒng)對(duì)大帶寬的有效支持成為其相對(duì)單載波技術(shù)的決定性?xún)?yōu)勢(shì)。OFDM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)-帶寬擴(kuò)展性強(qiáng)OFDM系統(tǒng)的信號(hào)帶寬取決于OFDM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)-抗多徑衰落多徑干擾在系統(tǒng)帶寬增加到5MHz以上變得相當(dāng)嚴(yán)重。OFDM將寬帶轉(zhuǎn)化為窄帶傳輸，每個(gè)子載波上可看作平坦衰落信道。插入CP可以用單抽頭頻域均衡（FDE）糾正信道失真，大大降低了接收機(jī)均衡器的復(fù)雜度單載波信號(hào)的多徑均衡復(fù)雜度隨著帶寬的增大而急劇增加，很難支持較大的帶寬。對(duì)于更大帶寬20M以上，OFDM優(yōu)勢(shì)更加明顯OFDM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)-抗多徑衰落多徑干擾在系統(tǒng)帶寬增加到5MHOFDM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)-頻域調(diào)度和自適應(yīng)集中式、分布式子載波分配方式集中式子載波分配方式：時(shí)域調(diào)度、頻域調(diào)度分布式子載波分配方式：終端高速移動(dòng)或低信干噪比，無(wú)法有效頻域調(diào)度OFDM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)-頻域調(diào)度和自適應(yīng)集中式、分布式子載波分配多載波/單載波對(duì)頻率選擇性衰落的適應(yīng)多載波/單載波對(duì)頻率選擇性衰落的適應(yīng)OFDM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)-實(shí)現(xiàn)MIMO技術(shù)簡(jiǎn)單MIMO技術(shù)關(guān)鍵是有效避免天線(xiàn)間的干擾（IAI），以區(qū)分多個(gè)并行數(shù)據(jù)流。在平坦衰落信道可以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的MIMO接收。頻率選擇性衰落信道中，IAI和符號(hào)間干擾（ISI）混合在一起，很難將MIMO接收和信道均衡分開(kāi)處理OFDM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)-實(shí)現(xiàn)MIMO技術(shù)簡(jiǎn)單MIMO技術(shù)關(guān)鍵是有OFDM技術(shù)存在的問(wèn)題PAPR問(wèn)題時(shí)間和頻率同步多小區(qū)多址和干擾抑制OFDM技術(shù)存在的問(wèn)題PAPR問(wèn)題OFDM不足1——峰均比高下行使用高性能功放，上行采用SC-FDMA以改善蜂均比OFDM不足1——峰均比高OFDM不足2——對(duì)頻率偏移特別敏感LTE使用頻率同步解決頻偏問(wèn)題OFDM不足2——對(duì)頻率偏移特別敏感LTE使用頻率同步解決頻OFDM不足3-多小區(qū)多址和干擾抑制OFDM系統(tǒng)雖然保證了小區(qū)內(nèi)用戶(hù)的正交性，但無(wú)法實(shí)現(xiàn)自然的小區(qū)間多址（CDMA則很容易實(shí)現(xiàn)）。如果不采取額外設(shè)計(jì)，將面臨嚴(yán)重的小區(qū)間干擾（某些寬帶無(wú)線(xiàn)接入系統(tǒng)就因缺乏這方面的考慮而可能為多小區(qū)組網(wǎng)帶來(lái)困難）。可能的解決方案包括加擾、小區(qū)間頻域協(xié)調(diào)、干擾消除、跳頻等。OFDM不足3-多小區(qū)多址和干擾抑制OFDM系統(tǒng)雖然保證了小目錄高階調(diào)制、AMC、HARQ和宏分集技術(shù)分析OFDM技術(shù)基本原理OFDM技術(shù)優(yōu)勢(shì)與不足下行多址技術(shù)和上行多址技術(shù)LTE下行和上行MIMO技術(shù)目錄高階調(diào)制、AMC、HARQ和宏分集技術(shù)分析多址技術(shù)下行多址技術(shù)：OFDMA上行多址技術(shù)主要考慮因素：終端處理能力有限，尤其發(fā)射功率受限。OFDM技術(shù)由于高的PAPR問(wèn)題不利于在上行實(shí)現(xiàn)。單載波（SC）傳輸技術(shù)PAPR較低LTE采用在頻域?qū)崿F(xiàn)的多址方式：?jiǎn)屋d波頻分多址（SC-FDMA）多址技術(shù)下行多址技術(shù)：OFDMAOFDMAVSSC-FDMAOFDMAVSSC-FDMADFT-S-OFDM信號(hào)產(chǎn)生DFT-S-OFDM信號(hào)產(chǎn)生DFT-S-OFDM解調(diào)DFT-S-OFDM解調(diào)DFT-S-OFDM方式下的上行用戶(hù)復(fù)用上行RB資源只有集中式的分配方式DFT-S-OFDM方式下的上行用戶(hù)復(fù)用上行RB資源只有集中下行調(diào)制多址OFDMA下行調(diào)制多址OFDMAE-UTRAN空口技術(shù)-上行調(diào)制多址SC_FDMAE-UTRAN空口技術(shù)-上行調(diào)制多址SC_FDMA目錄高階調(diào)制、AMC、HARQ和宏分集技術(shù)分析OFDM技術(shù)基本原理OFDM技術(shù)優(yōu)勢(shì)與不足下行多址技術(shù)和上行多址技術(shù)LTE下行和上行MIMO技術(shù)目錄高階調(diào)制、AMC、HARQ和宏分集技術(shù)分析目錄5.LTE下行和上行MIMO技術(shù)5.1MIMO技術(shù)概述5.2下行MIMO的實(shí)現(xiàn)

5.3上行MIMO的實(shí)現(xiàn)目錄5.LTE下行和上行MIMO技術(shù)LTE多天線(xiàn)技術(shù)無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)可以利用的資源：時(shí)間、頻率、功率、空間LTE系統(tǒng)中，對(duì)空間資源和頻率資源進(jìn)行了重新開(kāi)發(fā)，大大提高了系統(tǒng)性能。多天線(xiàn)技術(shù)通過(guò)在收發(fā)兩端同時(shí)使用多根天線(xiàn)，擴(kuò)展了空間域，充分利用了空間擴(kuò)展所提供的特征，從而帶來(lái)了系統(tǒng)容量的提高。LTE多天線(xiàn)技術(shù)無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)可以利用的資源：時(shí)間、頻率、功率MIMO的定義廣義定義：多進(jìn)多出（Multiple-InputMultiple-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(xiàn)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MIMOMIMO的定義廣義定義：多進(jìn)多出（Multiple-InpuMIMO技術(shù)的分類(lèi)從MIMO的效果分類(lèi)：傳輸分集（TransmitDiversity）利用較大間距的天線(xiàn)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(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(xiàn)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。空間復(fù)用（SpatialMultiplexing）利用較大間距的天線(xiàn)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）?？辗侄嘀罚⊿DMA）利用較大間距的天線(xiàn)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(hù)容量。從是否在發(fā)射端有信道先驗(yàn)信息分：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MIMO技術(shù)的分類(lèi)從MIMO的效果分類(lèi)：MIMO系統(tǒng)的極限容量MIMO(MultipleInputMultipleOutput):

收發(fā)兩端同時(shí)采用2天線(xiàn)為例接收信號(hào)：極限容量：MIMO系統(tǒng)的極限容量MIMO(MultipleInpuMIMO系統(tǒng)的極限容量的本質(zhì)MIMO信道容量的本質(zhì)—等效于多個(gè)正交并行子信道發(fā)射機(jī)接收機(jī)SVD分解等價(jià)變換為信道矩陣的奇異值，代表每個(gè)子信道衰落的幅度MIMO系統(tǒng)的極限容量的本質(zhì)MIMO信道容量的本質(zhì)—等效MIMO系統(tǒng)的極限容量—信道信息發(fā)端已知如果信道信息發(fā)端未知，發(fā)射機(jī)只能在每個(gè)傳輸管道上等功率分配發(fā)送功率。如果信道信息發(fā)端已知，發(fā)射機(jī)能通過(guò)Water-filling算法優(yōu)化功率分配使得容量最大化。分配的功率不同傳輸管道的信噪比倒數(shù)MIMO系統(tǒng)的極限容量—信道信息發(fā)端已知如果信道信息發(fā)端未知極限容量比較極限容量比較下行MIMO技術(shù)—使用場(chǎng)景下行MIMO技術(shù)—使用場(chǎng)景下行MIMO技術(shù)—使用場(chǎng)景下行MIMO技術(shù)—使用場(chǎng)景目錄5.LTE下行和上行MIMO技術(shù)5.1MIMO技術(shù)概述5.2下行MIMO的實(shí)現(xiàn)5.3上行MIMO的實(shí)現(xiàn)目錄5.LTE下行和上行MIMO技術(shù)下行物理信道的基帶信號(hào)處理碼字：經(jīng)過(guò)FEC編碼和QAM調(diào)制的數(shù)據(jù)流，形成于QAM調(diào)制模塊的輸出端。我們假定一個(gè)碼字只能有一個(gè)碼率（如1/3碼率）和一種調(diào)制方式（如16QAM）。層：明確的QAM調(diào)制數(shù)據(jù)流，形成于碼字到層映射模塊的輸出端。一個(gè)層的峰值速率可以等于或低于一根傳輸天線(xiàn)的峰值速率。此外，不同的層可以傳輸相同或不同的比特信息。秩（r）：若定義R為單根天線(xiàn)的峰值速率，則發(fā)送端可以達(dá)到的峰值速率為rR。對(duì)于空間復(fù)用秩等于層數(shù)。LTE支持最大層數(shù)L=4，最大碼字?jǐn)?shù)Q=2下行物理信道的基帶信號(hào)處理碼字：經(jīng)過(guò)FEC編碼和QAM調(diào)制的層映射層映射實(shí)體有效地將復(fù)數(shù)形式的調(diào)制符號(hào)映射到一個(gè)或多個(gè)傳輸層上，從而將數(shù)據(jù)分成多層。根據(jù)傳輸方式的不同，可以使用不同的層映射方式。層映射層映射實(shí)體有效地將復(fù)數(shù)形式的調(diào)制符號(hào)映射到一個(gè)或多個(gè)傳碼字\層\天線(xiàn)口之間的關(guān)系碼字\層\天線(xiàn)口之間的關(guān)系傳輸分集的層映射層數(shù)（L）碼字?jǐn)?shù)目（Q)映射關(guān)系21第1碼字第1層和第2層41第1碼字第1層、第2層、第3層和第4層傳輸分集的層映射層數(shù)（L）碼字?jǐn)?shù)目（Q)映射關(guān)系21第1碼字MIMO-傳輸分集最常用的傳輸分集技術(shù)包括：（Alamouti編碼）空時(shí)塊碼（STBC，Space-TimeBlockCodes）空頻塊碼（SFBC，Space-FrequencyBlockCodes）LTE支持SFBC傳輸分集技術(shù)MIMO-傳輸分集最常用的傳輸分集技術(shù)包括：（AlamoutMIMO-傳輸分集當(dāng)傳輸天線(xiàn)數(shù)為2時(shí)，采用SFBC當(dāng)傳輸天線(xiàn)數(shù)為4時(shí)，采用Alamouti編碼和其他方式進(jìn)行組合的方式進(jìn)行分集傳輸SFBC+循環(huán)延遲分集CDDSFBC+天線(xiàn)切換分集MIMO-傳輸分集當(dāng)傳輸天線(xiàn)數(shù)為2時(shí)，采用SFBC天線(xiàn)切換分集當(dāng)發(fā)射端存在多根傳輸天線(xiàn)時(shí)，從時(shí)間或頻率上按照一定的順序依次選擇其中一根天線(xiàn)進(jìn)行傳輸?shù)募夹g(shù)。時(shí)間切換傳輸分集：在不同的時(shí)間上進(jìn)行天線(xiàn)的切換（TimeSwitchedTransmitDiversity，TSTD）；頻率切換傳輸分集：在不同的子載波上進(jìn)行天線(xiàn)切換（FrequencySwitchedTransmitDiversity,FSTD）。天線(xiàn)切換分集當(dāng)發(fā)射端存在多根傳輸天線(xiàn)時(shí)，從時(shí)間或頻率上按照一時(shí)間切換傳輸分集TSTD時(shí)間切換傳輸分集TSTD頻率切換傳輸分集FSTD頻率切換傳輸分集FSTD天線(xiàn)切換分集與SFBC結(jié)合FSTD和SFBC結(jié)合的4發(fā)射天線(xiàn)傳輸分集LTE支持上行天線(xiàn)時(shí)間切換傳輸分集（TSTD）。支持FSTD和SFBC結(jié)合作為一種傳輸分集方式頻率1頻率2頻率3頻率4天線(xiàn)1天線(xiàn)2天線(xiàn)3天線(xiàn)4天線(xiàn)切換分集與SFBC結(jié)合FSTD和SFBC結(jié)合的4發(fā)射天線(xiàn)空間復(fù)用傳輸LTE支持多碼字（MCW）的空間復(fù)用傳輸多碼字：用于空間復(fù)用傳輸?shù)膩?lái)自于多個(gè)不同的獨(dú)立進(jìn)行信道編碼的數(shù)據(jù)流，每個(gè)碼字可以獨(dú)立的進(jìn)行速率控制，分配獨(dú)立的混合自動(dòng)重傳請(qǐng)求（HARQ）進(jìn)程；單碼字的空間復(fù)用傳輸：用于空間復(fù)用傳輸?shù)亩鄬訑?shù)據(jù)流僅僅來(lái)自于一個(gè)信道編碼之后的數(shù)據(jù)流?？臻g復(fù)用傳輸LTE支持多碼字（MCW）的空間復(fù)用傳輸空間復(fù)用層映射LTE支持最大層數(shù)L=4，最大碼字?jǐn)?shù)Q=2碼字和層映射關(guān)系：層數(shù)（L）碼字?jǐn)?shù)目（Q)映射關(guān)系11第1碼字第1層21第1碼字第1層;第1碼字第2層22第1碼字第1層;第2碼字第2層32第1碼字第1層第2碼字第2層和第3層42第1碼字第1層和第2層第2碼字第3層和第4層空間復(fù)用層映射LTE支持最大層數(shù)L=4，最大碼字?jǐn)?shù)Q=2層開(kāi)環(huán)空間復(fù)用開(kāi)環(huán)空間復(fù)用模式下的Large-delayCDDeNodeB周期地分配不同的Precoding碼字到不同的數(shù)據(jù)子載波中。其中每m個(gè)子載波用不同的Precoding碼字，m為Rank數(shù)。Large-delayCDD方案只用于Rank>1支持Rank1和開(kāi)環(huán)空間復(fù)用的動(dòng)態(tài)Rank自適應(yīng)不需要PMI反饋，兩個(gè)碼字的CQI沒(méi)有空間差異設(shè)計(jì)用于高速場(chǎng)景的UE較少的反饋開(kāi)銷(xiāo)開(kāi)環(huán)空間復(fù)用開(kāi)環(huán)空間復(fù)用模式下的Large-delayCD閉環(huán)空間復(fù)用eNodeB需要進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)編碼系統(tǒng)從預(yù)定義的碼本中選擇最適合的Precoding矩陣，預(yù)定義碼本同時(shí)保存在eNodeB和UE中UE在評(píng)估信道質(zhì)量的基礎(chǔ)上，選擇該時(shí)刻最適合的Precoding矩陣，并將矩陣索引發(fā)送給eNodeB閉環(huán)空間復(fù)用eNodeB需要進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)編碼閉環(huán)空間復(fù)用-預(yù)編碼碼本反饋內(nèi)容：CQI：信道質(zhì)量指示PMI：預(yù)編碼矩陣指示DLSU-MIMO碼本數(shù)量2Tx天線(xiàn)：6；4Tx天線(xiàn)：16碼本方案可適用于不同的天線(xiàn)配置交叉極化和線(xiàn)性天線(xiàn)陣列閉環(huán)空間復(fù)用-預(yù)編碼碼本反饋內(nèi)容：下行預(yù)編碼方式兩種預(yù)編碼方式：非碼本的預(yù)編碼方式(non-codebookbasedpre-coding)基于碼本的預(yù)編碼方式(codebookbasedpre-coding)下行預(yù)編碼方式兩種預(yù)編碼方式：非碼本的預(yù)編碼方式:

預(yù)編碼矩陣計(jì)算得到非碼本的預(yù)編碼方式:

預(yù)編碼矩陣計(jì)算得到基于碼本的預(yù)編碼方式：預(yù)編碼矩陣從碼本中選擇得到基于碼本的預(yù)編碼方式：預(yù)編碼矩陣從碼本中選擇得到下行MIMO應(yīng)用支持分集和復(fù)用的MIMO模式以及不同MIMO模式之間的自適應(yīng)切換Pre-codingvectorsUserkdataUser2dataUser1dataChannelInformationUser1User2UserkSchedulerPre-coder下行MIMO應(yīng)用支持分集和復(fù)用的MIMO模式以及不同MIMO下行波束賦形單流波束賦形分組波束賦形基于分組波束賦形的空分多址下行波束賦形單流波束賦形分組波束賦形基于分組波束賦形的空分多LTETDDBeamforming性能Beamforming性能單流Beamforming主要用于改善小區(qū)邊緣的用戶(hù)吞吐量；雙流Beamforming能夠改善小區(qū)的平均吞吐量；相比4天線(xiàn)MIMO，8天線(xiàn)Beamforming能帶來(lái)較大增益；LTETDDBeamforming性能Beamformi下行多用戶(hù)MIMO單用戶(hù)MIMO(空分復(fù)用)：基站將占用相同時(shí)頻資源的多個(gè)數(shù)據(jù)流發(fā)送給同一個(gè)用戶(hù)。多用戶(hù)MIMO(空分多址)：基站將占用相同時(shí)頻資源的多個(gè)數(shù)據(jù)流發(fā)送給不同用戶(hù)。下行多用戶(hù)MIMO單用戶(hù)MIMO(空分復(fù)用)：基站將占用相E-MBMS中的MIMO技術(shù)當(dāng)單頻網(wǎng)絡(luò)中小區(qū)的個(gè)數(shù)足夠多時(shí)，任何形式的額外傳輸分集技術(shù)將不會(huì)帶來(lái)明顯的增益，因?yàn)镋-MBMS已經(jīng)從來(lái)自多個(gè)小區(qū)的時(shí)延信號(hào)中獲得了頻率分集增益。在單頻網(wǎng)絡(luò)中，E-MBMS是帶寬受限的，因此空間復(fù)用技術(shù)更有吸引力。隨著基站數(shù)目的增加，數(shù)據(jù)流之間的相關(guān)性降低，可以達(dá)到0.65左右，因此可以利用空間復(fù)用技術(shù)。E-MBMS中的MIMO技術(shù)當(dāng)單頻網(wǎng)絡(luò)中小區(qū)的個(gè)數(shù)足夠多時(shí)，目錄5.LTE下行和上行MIMO技術(shù)5.1MIMO技術(shù)概述5.2下行MIMO的實(shí)現(xiàn)5.3上行MIMO的實(shí)現(xiàn)目錄5.LTE下行和上行MIMO技術(shù)上行MIMO技術(shù)空間復(fù)用和傳輸分集基本配置1X2上行傳輸天線(xiàn)選擇上行多用戶(hù)MIMO上行MIMO技術(shù)空間復(fù)用和傳輸分集上行傳輸天線(xiàn)選擇開(kāi)環(huán)天線(xiàn)選擇方案閉環(huán)天線(xiàn)選擇方案上行傳輸天線(xiàn)選擇開(kāi)環(huán)天線(xiàn)選擇方案上行開(kāi)環(huán)天線(xiàn)選擇方案共享數(shù)據(jù)信道在天線(xiàn)間交替發(fā)送，從而獲得空間分集而避免信道的深衰落。上行開(kāi)環(huán)天線(xiàn)選擇方案共享數(shù)據(jù)信道在天線(xiàn)間交替發(fā)送，從而獲得空上行閉環(huán)天線(xiàn)選擇方案兩根天線(xiàn)交替發(fā)送用于天線(xiàn)選擇的導(dǎo)頻，基站選擇可以提供更高接收信號(hào)功率的天線(xiàn)用于后續(xù)的共享數(shù)據(jù)信道傳輸。上行閉環(huán)天線(xiàn)選擇方案兩根天線(xiàn)交替發(fā)送用于天線(xiàn)選擇的導(dǎo)頻，基站上行傳輸天線(xiàn)選擇的優(yōu)缺點(diǎn)開(kāi)環(huán)天線(xiàn)選擇方案不需要發(fā)送用于天線(xiàn)選擇的參考信號(hào)在下行不需要發(fā)送告知天線(xiàn)選擇信息的比特比閉環(huán)方案獲得更少的分集增益適合基于競(jìng)爭(zhēng)的信道和共享信道使用閉環(huán)天線(xiàn)選擇方案需要傳輸用于天線(xiàn)選擇的參考信號(hào)需要在下行方向發(fā)送指示天線(xiàn)選擇信息的反饋比特比開(kāi)環(huán)方案有更大的分集增益適用于共享信道上行傳輸天線(xiàn)選擇的優(yōu)缺點(diǎn)開(kāi)環(huán)天線(xiàn)選擇方案上行單用戶(hù)、多用戶(hù)MIMOSU-MIMOMU-MIMO上行單用戶(hù)、多用戶(hù)MIMOSU-MIMOMU-MIMO上行多用戶(hù)MIMO優(yōu)勢(shì)相對(duì)于單用戶(hù)MIMO，多用戶(hù)MIMO可以獲得更多用戶(hù)分集增益。對(duì)于單用戶(hù)MIMO，所有MIMO信號(hào)來(lái)自同一終端的不同天線(xiàn)對(duì)于多用戶(hù)MIMO，信號(hào)來(lái)自于不同終端，更容易獲得信道之間的獨(dú)立性。當(dāng)終端存在多根天線(xiàn)時(shí)，可以把多用戶(hù)MIMO和天線(xiàn)選擇技術(shù)結(jié)合使用上行多用戶(hù)MIMO優(yōu)勢(shì)相對(duì)于單用戶(hù)MIMO，多用戶(hù)MIMO可(4G學(xué)習(xí))-LTE關(guān)鍵技術(shù)分析課件LTE關(guān)鍵技術(shù)分析LTE關(guān)鍵技術(shù)分析培訓(xùn)目標(biāo)學(xué)完本課程后，您應(yīng)該能：了解LTE高階調(diào)制、AMC、HARQ和宏分集技術(shù)分析掌握OFDM的基本原理了解OFDM和CDMA技術(shù)各自的優(yōu)缺點(diǎn)掌握LTE的下行多址方式和上行多址方式掌握LTE采用的MIMO方式培訓(xùn)目標(biāo)學(xué)完本課程后，您應(yīng)該能：目錄高階調(diào)制、AMC、HARQ和宏分集技術(shù)分析OFDM技術(shù)基本原理OFDM技術(shù)優(yōu)勢(shì)與不足下行多址技術(shù)和上行多址技術(shù)LTE下行和上行MIMO技術(shù)目錄高階調(diào)制、AMC、HARQ和宏分集技術(shù)分析目錄高階調(diào)制、AMC、HARQ和宏分集技術(shù)分析OFDM技術(shù)基本原理OFDM技術(shù)優(yōu)勢(shì)與不足下行多址技術(shù)和上行多址技術(shù)LTE下行和上行MIMO技術(shù)目錄高階調(diào)制、AMC、HARQ和宏分集技術(shù)分析LTE的調(diào)制方式LTE的調(diào)制方式Slidetitle

:32-35ptColor:R153G0B0CorporateFont:FrutigerNextLTMediumFonttobeusedbycustomersandpartners:ArialSlidetext

:20-22ptBulletslevel2-5:18ptColor:BlackCorporateFont:FrutigerNextLTMediumFonttobeusedbycustomersandpartners:ArialToprightcornerforfield-mark,customerorpartnerlogotypes.

Thefollowingninegroupsofcolorsareanexampleofhowourdesigncolorscanbeused,pleasetakenotethatyoushouldonlyuseonedesigncolorgroupperslide.Forspecificusagedetails,refertothe“TypesettingStandard”.LTE

關(guān)鍵技術(shù)_高階調(diào)制對(duì)吞吐量的改善

PA3Channel(64QAMvs16QAM)小區(qū)邊緣:0%增益。小區(qū)中心:0%~10%增益。靠近基站:30%~50%增益。高階調(diào)制增益受信道條件影響較大

PB3Channel(64QAMvs16QAM)小區(qū)邊緣:0%增益。小區(qū)中心:0%增益?？拷?10%~20%增益。Slidetitle:32-35ptToprigh自適應(yīng)調(diào)制和編碼（AMC）信道質(zhì)量的信息反饋，即ChannelQualityIndicator（CQI）UE測(cè)量信道質(zhì)量，并報(bào)告（每1ms或者是更長(zhǎng)的周期）給eNodeBeNodeB基于CQI來(lái)選擇調(diào)制方式，數(shù)據(jù)塊的大小和數(shù)據(jù)速率較差的信道環(huán)境→較多的信道編碼冗余NodeBNodeB較好的信道環(huán)境較差的信道環(huán)境較好的信道環(huán)境→

較少的信道編碼冗余→較低階的調(diào)制→

較高階的調(diào)制自適應(yīng)調(diào)制和編碼（AMC）信道質(zhì)量的信息反饋，即ChanneCQI索引CQIindexmodulationcoderatex1024efficiency0outofrange1QPSK780.15232QPSK1200.23443QPSK1930.37704QPSK3080.60165QPSK4490.87706QPSK6021.1758716QAM3781.4766816QAM4901.9141916QAM6162.40631064QAM4662.73051164QAM5673.32231264QAM6663.90231364QAM7724.52341464QAM8735.11521564QAM9485.5547CQI索引CQIindexmodulationcoderLTE關(guān)鍵技術(shù)

-HARQ傳統(tǒng)的ARQ接收端接收數(shù)據(jù)塊，并解編碼根據(jù)CRC解校驗(yàn)，得到誤塊率如果數(shù)據(jù)塊誤塊率高丟棄錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)塊接收端要求發(fā)送端重發(fā)完整的錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)塊混合HARQ接收端接收數(shù)據(jù)塊，并解編碼根據(jù)CRC解校驗(yàn)，得到誤塊率如果誤塊率較高暫時(shí)保存錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)塊接收端要求發(fā)送端重發(fā)接收端將暫存的數(shù)據(jù)塊和重發(fā)的數(shù)據(jù)混合后再解編碼HARQwithSoftCombiningeNodeBUEPacket1?NPacket1Packet1Packet1Packet1?+APacket2TransmitterReceiverLTE關(guān)鍵技術(shù)-HARQ傳統(tǒng)的ARQ混合HARQHARQeNode_B中物理層的H-ARQ操作

LTE物理層中會(huì)有一個(gè)HARQ發(fā)送、速率匹配和AMC相結(jié)合的操作過(guò)程圖中的操作會(huì)做兩次速率匹配eNode_B中物理層的H-ARQ操作LTE物理層中會(huì)有一H-ARQ不同類(lèi)型LTE中HARQ技術(shù)主要是系統(tǒng)端對(duì)編碼數(shù)據(jù)比特的選擇重傳以及終端對(duì)物理層重傳數(shù)據(jù)合并。通過(guò)RV參數(shù)來(lái)選擇虛擬緩存中不同編碼比特的傳送。不同RV參數(shù)配置支持：CC（ChaseCombining）（重復(fù)發(fā)送相同的數(shù)據(jù)）FIR（FullIncrementalRedundancy）（優(yōu)先發(fā)送校驗(yàn)比特）不同次重傳，盡可能采用不同的r參數(shù)，使得打孔圖樣盡可能錯(cuò)開(kāi)，保證不同編碼比特傳送更為平均。H-ARQ不同類(lèi)型LTE中HARQ技術(shù)主要是系統(tǒng)端對(duì)編碼數(shù)據(jù)HybridAutomaticRepeatreQuest(HARQ)ChaseCombining(CC)重傳方式舉例HybridAutomaticRepeatreQuesHybridAutomaticRepeatreQuest(HARQ)IncrementalRedundancy(IR)重傳方式舉例HybridAutomaticRepeatreQues多進(jìn)程“停-等”HARQ

“停-等”（Stop-and-Wait，SaW）HARQ對(duì)于某個(gè)HARQ進(jìn)程，在等到ACK/NACK反饋之前，此進(jìn)程暫時(shí)中止，待接收到ACK/NACK后，在根據(jù)是ACK還是NACK決定發(fā)送新的數(shù)據(jù)還是進(jìn)行舊數(shù)據(jù)的重傳。多進(jìn)程“停-等”HARQ“停-等”（Stop-and-Wa同步和異步HARQ-按重傳的時(shí)序安排分類(lèi)同步HARQ：每個(gè)HARQ進(jìn)程的時(shí)域位置被限制在預(yù)定義好的位置，這樣可以根據(jù)HARQ進(jìn)程所在的子幀編號(hào)得到該HARQ進(jìn)程的編號(hào)。同步HARQ不需要額外的信令指示HARQ進(jìn)程號(hào)。異步HARQ：不限制HARQ進(jìn)程的時(shí)域位置，一個(gè)HARQ進(jìn)程可以在任何子幀。異步HARQ可以靈活的分配HARQ資源，但需要額外的信令指示每個(gè)HARQ進(jìn)程所在的子幀。Page131同步和異步HARQ-按重傳的時(shí)序安排分類(lèi)同步HARQ：每個(gè)H自適應(yīng)和非自適應(yīng)HARQ-按傳輸配置分類(lèi)自適應(yīng)HARQ：可以根據(jù)無(wú)線(xiàn)信道條件，自適應(yīng)的調(diào)整每次重傳采用的資源塊（RB）、調(diào)制方式、傳輸塊大小、重傳周期等參數(shù)?？煽醋鱄ARQ和自適應(yīng)調(diào)度、自適應(yīng)調(diào)制和編碼的結(jié)合，可以提高系統(tǒng)在時(shí)變信道中的頻譜效率，但會(huì)大大提高HARQ流程的復(fù)雜度，并需要在每次重傳時(shí)都發(fā)送傳輸格式信令，大大增加了信令開(kāi)銷(xiāo)。非自適應(yīng)HARQ：對(duì)各次重傳均用預(yù)定義好的傳輸格式，收發(fā)兩端都預(yù)先知道各次重傳的資源數(shù)量、位置、調(diào)制方式等資源，避免了額外的信令開(kāi)銷(xiāo)自適應(yīng)和非自適應(yīng)HARQ-按傳輸配置分類(lèi)自適應(yīng)HARQ：可以下行異步自適應(yīng)HARQ流程UE通過(guò)PUCCH向eNodeB反饋上次傳輸?shù)腁CK/NACK信息。經(jīng)過(guò)一定的延遲到達(dá)eNodeB。eNodeB對(duì)PUCCH的ACK/NACK信息進(jìn)行解調(diào)和處理，并根據(jù)ACK/NACK信息和下行資源分配情況對(duì)重傳數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)度。PDSCH按照下行調(diào)度的時(shí)域位置發(fā)送重傳數(shù)據(jù)，并經(jīng)過(guò)一定的下行傳輸延遲到達(dá)UE端。UE經(jīng)過(guò)一定的處理延遲對(duì)下行重傳完成處理，并通過(guò)PUCCH再次反饋ACK/NACK信息。結(jié)束一個(gè)下行HARQRTT流程下行異步自適應(yīng)HARQ流程UE通過(guò)PUCCH向eNodeB反下行HARQ傳輸時(shí)序下行HARQ傳輸時(shí)序上行同步非自適應(yīng)HARQ流程eNodeB通過(guò)PHICH(物理HARQ指示信道)向UE反饋上次傳輸?shù)腁CK/NACK信息，經(jīng)過(guò)一定的延遲到達(dá)UEUE對(duì)PHICH的ACK/NACK信息進(jìn)行解調(diào)和處理，并根據(jù)ACK/NACK信息在預(yù)定義的時(shí)域位置通過(guò)PUSCH發(fā)送重傳數(shù)據(jù)，并經(jīng)過(guò)一定的上行傳輸延遲到達(dá)eNodeB端eNodeB經(jīng)過(guò)一定的處理延遲對(duì)上行重傳完成處理，并通過(guò)PHICH再次反饋針對(duì)此次的重傳信息結(jié)束一個(gè)上行HARQRTT傳輸。上行同步非自適應(yīng)HARQ流程eNodeB通過(guò)PHICH(物理上行HARQ傳輸時(shí)序上行HARQ傳輸時(shí)序HARQ進(jìn)程數(shù)量對(duì)于SaWHARQ，一次傳輸發(fā)出后，要等待RTT時(shí)間才能決定下一次傳輸是新數(shù)據(jù)還是舊數(shù)據(jù)的重傳。并發(fā)HARQ進(jìn)程可以不浪費(fèi)RTT等待時(shí)間。RTT越大，需要越多的并行HARQ進(jìn)程數(shù)量以填滿(mǎn)RTTHARQ進(jìn)程數(shù)量約等于RTT/TTIHARQ進(jìn)程數(shù)量對(duì)于SaWHARQ，一次傳輸發(fā)出后，要等待HARQ進(jìn)程數(shù)量估算UE處理延遲約為2ms：eNodeB處理延遲約為3ms：傳輸延遲取決于eNodeB和UE之間的距離。傳輸速度約為6.7us/km.對(duì)于較小的小區(qū)，傳輸延遲基本可以忽略，對(duì)于大小區(qū)，則不能忽略。一般對(duì)于半徑15km以下小區(qū)，支持7個(gè)HARQ進(jìn)程就足夠。更大的小區(qū)需要支持8個(gè)HARQ進(jìn)程,最大能支持100km的小區(qū)LTE上行只支持8個(gè)HARQ進(jìn)程，下行支持7個(gè)或8個(gè)HARQ進(jìn)程。這樣可以有效支持大小區(qū)覆蓋，也可對(duì)小區(qū)進(jìn)行優(yōu)化。HARQ進(jìn)程數(shù)量估算UE處理延遲約為2ms：HARQ－性能橙色線(xiàn)：傳統(tǒng)ARQ蘭色線(xiàn)：接收方分集合并的HARQ紅色線(xiàn)：增加FEC冗余方式的HARQHARQ顯著提升低信噪比下的性能，對(duì)改善小區(qū)邊緣覆蓋概率是有好處的HARQ－性能橙色線(xiàn)：傳統(tǒng)ARQ宏分集技術(shù)上行宏分集終端發(fā)送的上行信號(hào)被兩個(gè)或兩個(gè)以上的基站（小區(qū)）接收到，并將接收到的信號(hào)進(jìn)行選擇性合并或軟合并，提高接收信號(hào)的性能。下行宏分集下行信號(hào)的在兩個(gè)或兩個(gè)以上的基站（小區(qū)）發(fā)送，終端對(duì)不同基站（小區(qū)）來(lái)的接收信號(hào)進(jìn)行軟合并處理。宏分集技術(shù)上行宏分集宏分集技術(shù)優(yōu)點(diǎn)提高系統(tǒng)容量和小區(qū)邊緣傳輸速率增加小區(qū)覆蓋范圍宏分集技術(shù)優(yōu)點(diǎn)提高系統(tǒng)容量和小區(qū)邊緣傳輸速率宏分集的取舍對(duì)于系統(tǒng)構(gòu)架的影響宏分集技術(shù)的取舍決定了E-UTRAN系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)屬于物理層技術(shù)，但涉及網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架的選擇，對(duì)LTE/SAE系統(tǒng)的演進(jìn)具有深遠(yuǎn)的影響。支持宏分集的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)（三層構(gòu)架）：核心網(wǎng)（CN）、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制器（RNC）、基站（NodeB）不支持宏分集（扁平網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)）核心網(wǎng)+基站宏分集的取舍對(duì)于系統(tǒng)構(gòu)架的影響宏分集技術(shù)的取舍決定了E-UT宏分集在LTE中是否會(huì)帶來(lái)顯著性能增益？支持的認(rèn)為：宏分集可以提高小區(qū)邊緣的性能、小區(qū)的傳輸容量和覆蓋范圍。反對(duì)的認(rèn)為：在多址接入技術(shù)（OFDMA/FDMA）中，并不會(huì)帶來(lái)太大的好處，但會(huì)使得系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)復(fù)雜度增加，提高系統(tǒng)的成本，同時(shí)增加控制面和用戶(hù)面的傳輸時(shí)延。宏分集在LTE中是否會(huì)帶來(lái)顯著性能增益？支持的認(rèn)為：宏分集可WCDMA中宏分集技術(shù)的使用R5版本之前：宏分集用于軟切換中，以提高小區(qū)邊緣的傳輸性能。下行：傳輸格式（傳輸塊大小、調(diào)制方式、編碼速率）相同的數(shù)據(jù)從幾個(gè)不同的基站在專(zhuān)用物理數(shù)據(jù)信道DPDCH中傳輸，終端接收到不同小區(qū)的數(shù)據(jù)，進(jìn)行軟合并后，輸入譯碼器進(jìn)行譯碼。上行：數(shù)據(jù)通過(guò)DPDCH發(fā)送，在幾個(gè)基站中接收后，通過(guò)軟合并（同一個(gè)基站的不同小區(qū)）或者選擇性合并（不同基站間）對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行處理。WCDMA中宏分集技術(shù)的使用R5版本之前：宏分集用于軟切換中WCDMA中宏分集技術(shù)的使用R5版本：下行增加HSDPA技術(shù)，HSDPA的基本原理是采用速率自適應(yīng)方式，根據(jù)終端信道的實(shí)時(shí)變化情況，通過(guò)共享信道中資源調(diào)度的方法發(fā)送數(shù)據(jù)。由于終端對(duì)于不同基站的信道條件變化不同，不同基站在與相同的終端通信時(shí)可能會(huì)選擇不同的AMC等級(jí)，這樣將會(huì)增加軟合并實(shí)現(xiàn)的難度。同時(shí)由于AMC和HARQ的使用減少了宏分集帶來(lái)的分集增益。HSDPA沒(méi)有使用軟切換方式。R6版本：上行增加HSUPA功能，繼續(xù)保留宏分集WCDMA中宏分集技術(shù)的使用R5版本：LTE系統(tǒng)對(duì)宏分集的取舍-下行宏分集LTE系統(tǒng)采用的信息傳輸方式與HSDPA相似：AMC+HARQLTE采用下行宏分集困難下行宏分集需要在相鄰的小區(qū)同時(shí)為一個(gè)UE分配相同的頻率資源，傳輸相同的數(shù)據(jù)，因此需要消耗兩倍的系統(tǒng)資源。OFDM下行宏分集系統(tǒng)還需要采用的更大的循環(huán)前綴（CP），以避免下行失步造成的基站間干擾，造成頻譜效率的額外損失。LTE系統(tǒng)對(duì)宏分集的取舍-下行宏分集LTE系統(tǒng)采用的信息傳輸LTE系統(tǒng)對(duì)宏分集的取舍-上行宏分集上行宏分集決定系統(tǒng)采用何種切換方式：硬切換、軟切換（軟合并/選擇性合并）軟切換需要RNC，采用軟切換必須保留三層結(jié)構(gòu)用戶(hù)面和控制面的時(shí)延難以保證LTE系統(tǒng)對(duì)宏分集的取舍-上行宏分集上行宏分集決定系統(tǒng)采用何不同網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)對(duì)E-UTRAN用戶(hù)面?zhèn)鬏敃r(shí)延的影響不同網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)對(duì)E-UTRAN用戶(hù)面?zhèn)鬏敃r(shí)延的影響目錄高階調(diào)制、AMC、HARQ和宏分集技術(shù)分析OFDM技術(shù)基本原理OFDM技術(shù)優(yōu)勢(shì)與不足下行多址技術(shù)和上行多址技術(shù)LTE下行和上行MIMO技術(shù)目錄高階調(diào)制、AMC、HARQ和宏分集技術(shù)分析OFDM的由來(lái)單載波OFDM：

OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing

正交頻分復(fù)用frequency傳統(tǒng)多載波frequencyOFDMfrequencyOFDM的由來(lái)單載波OFDM：frequency傳統(tǒng)多載波fOFDM發(fā)射流程O(píng)FDM發(fā)射流程O(píng)FDM的核心操作OFDM的核心操作OFDM實(shí)現(xiàn)方法使用傳統(tǒng)振蕩器使用IFFTOFDM實(shí)現(xiàn)方法使用傳統(tǒng)振蕩器OFDM實(shí)現(xiàn)方法（續(xù)）OFDM實(shí)現(xiàn)方法（續(xù)）正交性體現(xiàn)在一個(gè)OFDM符號(hào)內(nèi)包含多個(gè)子載波。所有的子載波都具有相同的幅值和相位，從圖中可以看出，每個(gè)子載波在一個(gè)OFDM符號(hào)周期內(nèi)都包含整數(shù)倍個(gè)周期，而且各個(gè)相鄰的子載波之間相差1個(gè)周期。正交性體現(xiàn)在一個(gè)OFDM符號(hào)內(nèi)包含多個(gè)子載波。所有的子載波都正交性對(duì)第j個(gè)子載波進(jìn)行解調(diào)，然后在時(shí)間長(zhǎng)度T內(nèi)進(jìn)行積分對(duì)第j個(gè)子載波進(jìn)行解調(diào)可以恢復(fù)出期望符號(hào)。而對(duì)其它載波由于在積分時(shí)間內(nèi)，頻率差別(i-j)/T可以產(chǎn)生整數(shù)倍個(gè)周期，所以積分結(jié)果為零。正交性對(duì)第j個(gè)子載波進(jìn)行解調(diào)，然后在時(shí)間長(zhǎng)度T內(nèi)進(jìn)行積分OFDM是為多徑衰落信道而設(shè)計(jì)的時(shí)域影響：符號(hào)間干擾頻域影響：頻率選擇性衰落OFDM是為多徑衰落信道而設(shè)計(jì)的時(shí)域影響：符號(hào)間干擾頻域影響應(yīng)對(duì)符號(hào)間干擾-插入CP應(yīng)對(duì)符號(hào)間干擾-插入CP加CP操作加CP操作CP長(zhǎng)度的確定CP長(zhǎng)度的確定CP長(zhǎng)度的確定CP長(zhǎng)度的考慮因素：頻譜效率/符號(hào)間干擾和子載波間干擾越短越好：越長(zhǎng)，CP開(kāi)銷(xiāo)越大，系統(tǒng)頻譜效率越低越長(zhǎng)越好：可以避免符號(hào)間干擾和子載波間干擾CP長(zhǎng)度的確定CP長(zhǎng)度的考慮因素：頻譜效率/符號(hào)間干擾和子載CP長(zhǎng)度的確定CP長(zhǎng)度的確定應(yīng)對(duì)頻率選擇性衰落-窄帶并行傳輸化零為整，簡(jiǎn)化接收機(jī)的信道均衡操作避免符號(hào)間干擾和天線(xiàn)間干擾相互混雜，有效分離信道均衡和MIMO檢測(cè)應(yīng)對(duì)頻率選擇性衰落-窄帶并行傳輸化零為整，簡(jiǎn)化接收機(jī)的信道均子載波間隔確定考慮因素：頻譜效率和抗頻偏能力子載波間隔越小，調(diào)度精度越高，系統(tǒng)頻譜效率越高子載波間隔越小，對(duì)多普勒頻移和相位噪聲過(guò)于敏感當(dāng)子載波間隔在10KHz以上，相位噪聲的影響相對(duì)較低多普勒頻移影響大于相位噪聲（以此為主）子載波間隔確定考慮因素：頻譜效率和抗頻偏能力多普勒頻移多普勒頻移多普勒頻移設(shè)手機(jī)發(fā)出信號(hào)頻率為fT，基站收到的信號(hào)頻率為fR，相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度為Ｖ，Ｃ為電磁波在自由空間的傳播速度(光速)；fdoppler即為多普勒頻移例360km/h車(chē)速，3GHz頻率的多普勒頻移：多普勒頻移設(shè)手機(jī)發(fā)出信號(hào)頻率為fT，基站收到的信號(hào)頻率為f子載波間隔確定-多普勒頻移影響2GHz頻段，350km/h帶來(lái)648Hz的多普勒頻移，對(duì)高階調(diào)制（64QAM）造成顯著影響。低速場(chǎng)景，多普勒頻移不顯著，子載波間隔可以較小高速場(chǎng)景，多普勒頻移是主要問(wèn)題，子載波間隔要較大仿真顯示，子載波間隔大于11KHz，多普勒頻移不會(huì)造成嚴(yán)重性能下降當(dāng)15KHz時(shí)，EUTRA系統(tǒng)和UTRA系統(tǒng)具有相同的碼片速率，因此確定單播系統(tǒng)中采用15KHz的子載波間隔獨(dú)立載波MBMS應(yīng)用場(chǎng)景為低速移動(dòng)，應(yīng)用更小的子載波間隔，以降低CP開(kāi)銷(xiāo)，提高頻譜效率，采用7.5KHz子載波Wimax的子載波間隔為10.98KHz，UMB的子載波間隔為9.6KHz子載波間隔確定-多普勒頻移影響2GHz頻段，350km/h帶OFDM圖示OFDM圖示目錄高階調(diào)制、AMC、HARQ和宏分集技術(shù)分析OFDM技術(shù)基本原理OFDM技術(shù)優(yōu)勢(shì)與不足下行多址技術(shù)和上行多址技術(shù)LTE下行和上行MIMO技術(shù)目錄高階調(diào)制、AMC、HARQ和宏分集技術(shù)分析OFDM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)頻譜效率高帶寬擴(kuò)展性強(qiáng)抗多徑衰落頻域調(diào)度和自適應(yīng)實(shí)現(xiàn)MIMO技術(shù)較為簡(jiǎn)單OFDM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)頻譜效率高OFDM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)-頻譜效率高各子載波可以部分重疊，理論上可以接近Nyquist極限。實(shí)現(xiàn)小區(qū)內(nèi)各用戶(hù)之間的正交性，避免用戶(hù)間干擾，取得很高的小區(qū)容量。相對(duì)單載波系統(tǒng)（WCDMA），多載波技術(shù)是更直接實(shí)現(xiàn)正交傳輸?shù)姆椒∣FDM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)-頻譜效率高各子載波可以部分重疊，理論上可OFDM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)-帶寬擴(kuò)展性強(qiáng)OFDM系統(tǒng)的信號(hào)帶寬取決于使用的子載波數(shù)量，幾百kHz—幾百M(fèi)Hz都較容易實(shí)現(xiàn)，F(xiàn)FT尺寸帶來(lái)的系統(tǒng)復(fù)雜度增加相對(duì)并不明顯。非常有利于實(shí)現(xiàn)未來(lái)寬帶移動(dòng)通信所需的更大帶寬，也更便于使用2G系統(tǒng)退出市場(chǎng)后留下的小片頻譜。單載波CDMA只能依賴(lài)提高碼片速率或多載波CDMA的方式支持更大帶寬，都可能造成接收機(jī)復(fù)雜度大幅上升。OFDM系統(tǒng)對(duì)大帶寬的有效支持成為其相對(duì)單載波技術(shù)的決定性?xún)?yōu)勢(shì)。OFDM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)-帶寬擴(kuò)展性強(qiáng)OFDM系統(tǒng)的信號(hào)帶寬取決于OFDM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)-抗多徑衰落多徑干擾在系統(tǒng)帶寬增加到5MHz以上變得相當(dāng)嚴(yán)重。OFDM將寬帶轉(zhuǎn)化為窄帶傳輸，每個(gè)子載波上可看作平坦衰落信道。插入CP可以用單抽頭頻域均衡（FDE）糾正信道失真，大大降低了接收機(jī)均衡器的復(fù)雜度單載波信號(hào)的多徑均衡復(fù)雜度隨著帶寬的增大而急劇增加，很難支持較大的帶寬。對(duì)于更大帶寬20M以上，OFDM優(yōu)勢(shì)更加明顯OFDM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)-抗多徑衰落多徑干擾在系統(tǒng)帶寬增加到5MHOFDM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)-頻域調(diào)度和自適應(yīng)集中式、分布式子載波分配方式集中式子載波分配方式：時(shí)域調(diào)度、頻域調(diào)度分布式子載波分配方式：終端高速移動(dòng)或低信干噪比，無(wú)法有效頻域調(diào)度OFDM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)-頻域調(diào)度和自適應(yīng)集中式、分布式子載波分配多載波/單載波對(duì)頻率選擇性衰落的適應(yīng)多載波/單載波對(duì)頻率選擇性衰落的適應(yīng)OFDM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)-實(shí)現(xiàn)MIMO技術(shù)簡(jiǎn)單MIMO技術(shù)關(guān)鍵是有效避免天線(xiàn)間的干擾（IAI），以區(qū)分多個(gè)并行數(shù)據(jù)流。在平坦衰落信道可以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的MIMO接收。頻率選擇性衰落信道中，IAI和符號(hào)間干擾（ISI）混合在一起，很難將MIMO接收和信道均衡分開(kāi)處理OFDM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)-實(shí)現(xiàn)MIMO技術(shù)簡(jiǎn)單MIMO技術(shù)關(guān)鍵是有OFDM技術(shù)存在的問(wèn)題PAPR問(wèn)題時(shí)間和頻率同步多小區(qū)多址和干擾抑制OFDM技術(shù)存在的問(wèn)題PAPR問(wèn)題OFDM不足1——峰均比高下行使用高性能功放，上行采用SC-FDMA以改善蜂均比OFDM不足1——峰均比高OFDM不足2——對(duì)頻率偏移特別敏感LTE使用頻率同步解決頻偏問(wèn)題OFDM不足2——對(duì)頻率偏移特別敏感LTE使用頻率同步解決頻OFDM不足3-多小區(qū)多址和干擾抑制OFDM系統(tǒng)雖然保證了小區(qū)內(nèi)用戶(hù)的正交性，但無(wú)法實(shí)現(xiàn)自然的小區(qū)間多址（CDMA則很容易實(shí)現(xiàn)）。如果不采取額外設(shè)計(jì)，將面臨嚴(yán)重的小區(qū)間干擾（某些寬帶無(wú)線(xiàn)接入系統(tǒng)就因缺乏這方面的考慮而可能為多小區(qū)組網(wǎng)帶來(lái)困難）。可能的解決方案包括加擾、小區(qū)間頻域協(xié)調(diào)、干擾消除、跳頻等。OFDM不足3-多小區(qū)多址和干擾抑制OFDM系統(tǒng)雖然保證了小目錄高階調(diào)制、AMC、HARQ和宏分集技術(shù)分析OFDM技術(shù)基本原理OFDM技術(shù)優(yōu)勢(shì)與不足下行多址技術(shù)和上行多址技術(shù)LTE下行和上行MIMO技術(shù)目錄高階調(diào)制、AMC、HARQ和宏分集技術(shù)分析多址技術(shù)下行多址技術(shù)：OFDMA上行多址技術(shù)主要考慮因素：終端處理能力有限，尤其發(fā)射功率受限。OFDM技術(shù)由于高的PAPR問(wèn)題不利于在上行實(shí)現(xiàn)。單載波（SC）傳輸技術(shù)PAPR較低LTE采用在頻域?qū)崿F(xiàn)的多址方式：?jiǎn)屋d波頻分多址（SC-FDMA）多址技術(shù)下行多址技術(shù)：OFDMAOFDMAVSSC-FDMAOFDMAVSSC-FDMADFT-S-OFDM信號(hào)產(chǎn)生DFT-S-OFDM信號(hào)產(chǎn)生DFT-S-OFDM解調(diào)DFT-S-OFDM解調(diào)DFT-S-OFDM方式下的上行用戶(hù)復(fù)用上行RB資源只有集中式的分配方式DFT-S-OFDM方式下的上行用戶(hù)復(fù)用上行RB資源只有集中下行調(diào)制多址OFDMA下行調(diào)制多址OFDMAE-UTRAN空口技術(shù)-上行調(diào)制多址SC_FDMAE-UTRAN空口技術(shù)-上行調(diào)制多址SC_FDMA目錄高階調(diào)制、AMC、HARQ和宏分集技術(shù)分析OFDM技術(shù)基本原理OFDM技術(shù)優(yōu)勢(shì)與不足下行多址技術(shù)和上行多址技術(shù)LTE下行和上行MIMO技術(shù)目錄高階調(diào)制、AMC、HARQ和宏分集技術(shù)分析目錄5.LTE下行和上行MIMO技術(shù)5.1MIMO技術(shù)概述5.2下行MIMO的實(shí)現(xiàn)

5.3上行MIMO的實(shí)現(xiàn)目錄5.LTE下行和上行MIMO技術(shù)LTE多天線(xiàn)技術(shù)無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)可以利用的資源：時(shí)間、頻率、功率、空間LTE系統(tǒng)中，對(duì)空間資源和頻率資源進(jìn)行了重新開(kāi)發(fā)，大大提高了系統(tǒng)性能。多天線(xiàn)技術(shù)通過(guò)在收發(fā)兩端同時(shí)使用多根天線(xiàn)，擴(kuò)展了空間域，充分利用了空間擴(kuò)展所提供的特征，從而帶來(lái)了系統(tǒng)容量的提高。LTE多天線(xiàn)技術(shù)無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)可以利用的資源：時(shí)間、頻率、功率MIMO的定義廣義定義：多進(jìn)多出（Multiple-InputMultiple-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(xiàn)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MIMOMIMO的定義廣義定義：多進(jìn)多出（Multiple-InpuMIMO技術(shù)的分類(lèi)從MIMO的效果分類(lèi)：傳輸分集（TransmitDiversity）利用較大間距的天線(xiàn)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(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(xiàn)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?？臻g復(fù)用（SpatialMultiplexing）利用較大間距的天線(xiàn)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）?？辗侄嘀罚⊿DMA）利用較大間距的天線(xiàn)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(hù)容量。從是否在發(fā)射端有信道先驗(yàn)信息分：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MIMO技術(shù)的分類(lèi)從MIMO的效果分類(lèi)：MIMO系統(tǒng)的極限容量MIMO(MultipleInputMultipleOutput):

收發(fā)兩端同時(shí)采用2天線(xiàn)為例接收信號(hào)：極限容量：MIMO系統(tǒng)的極限容量MIMO(MultipleInpuMIMO系統(tǒng)的極限容量的本質(zhì)MIMO信道容量的本質(zhì)—等效于多個(gè)正交并行子信道發(fā)射機(jī)接收機(jī)SVD分解等價(jià)變換為信道矩陣的奇異值，代表每個(gè)子信道衰落的幅度MIMO系統(tǒng)的極限容量的本質(zhì)MIMO信道容量的本質(zhì)—等效MIMO系統(tǒng)的極限容量—信道信息發(fā)端已知如果信道信息發(fā)端未知，發(fā)射機(jī)只能在每個(gè)傳輸管道上等功率分配發(fā)送功率。如果信道信息發(fā)端已知，發(fā)射機(jī)能通過(guò)Water-filling算法優(yōu)化功率分配使得容量最大化。分配的