LTE關鍵技術分析

LTE關鍵技術Createdbygaochao高階調制技術HARQ技術快速MAC調度技術頻域多址技術—OFDM/SC-FDMAMIMO技術鏈路自適應技術—AMC目錄

LTE的調制方式TD-LTE制定了多種調制方案，其下行主要采用QPSK、16QAM和64QAM三種調制方式，上行主要采用位移BPSK、QPSK、16QAM和64QAM四種調制方式。HARQ混合自動重傳請求HARQ的關鍵詞是存儲、請求重傳、合并解調。接收方在解碼失敗的情況下，保存接收到的數據，并要求發(fā)送方重傳數據，接收方將重傳的數據和先前接收到的數據進行合并后再解碼。這里面就有一定的分集增益，減少了重傳次數，進而減少了時延。而傳統(tǒng)的ARQ技術簡單地拋棄錯誤的數據，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、過長時間地等待?；旌献詣又貍髡埱螅℉ybridAutomaticRepeatreQuest，HARQ），是一種將前向糾錯編碼（FEC）和自動重傳請求（ARQ）相結合而形成的技術。HARQ混合自動重傳H-ARQ不同類型重傳機制：多進程“停-等”MAC快速調度在LTE中，資源的分配是以資源塊RB給誰用來決定的，那么就牽扯到一個誰先用誰后用，誰用的多和誰用的少的問題，這就需要ENB中的MAC調度算法來決定。快速調度算法是在動態(tài)復雜的無線環(huán)境下，確定應該給哪些用戶、以多大速率發(fā)送數據，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。調度算法功能實現于基站。需要考慮兩個重要因素：吞吐量和公平性。調度基本原則：在短期內，以信道條件為主；在長期內，應兼顧到對所有用戶的吞吐量和公平性常用的動態(tài)調度算法輪尋算法RoundRobin(RR)： “大鍋飯”最大載干比算法(MaxC/I)： “強者更強”正比公平算法ProportionalFair(PF)：“和諧社會”調度分類持續(xù)調度半持續(xù)調度動態(tài)調度常用的三種調度方法都是動態(tài)調度的細分。調度根據時間分配上還分為持續(xù)調度和半持續(xù)調度。其中持續(xù)調度是電路域的思想，將資源一直給一個用戶，在LTE里是不用的。而半持續(xù)調度在LTE里是使用的，就是將一段很長時間的RB都分給一個用戶，比較典型的業(yè)務就是VOIP，至少要保證通話這段時間我的RB分配。輪詢算法RR小區(qū)內的用戶按照某種確定的順序，循環(huán)占用無線資源來進行通信優(yōu)點：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，而且算法實現簡單缺點：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UE2UE2UE1UE1UE2UE2UE1UE1UE1UE2對所有待服務移動臺依據其接收信號C/I預測值進行排序，并按照從大到小的順序進行發(fā)送優(yōu)點：整體小區(qū)吞吐量最大，效率最高，特別適用于服務用戶集中在NodeB附近的場景缺點：處于小區(qū)邊緣的用戶的由于C/I較低，將得不到服務機會，甚至出現所謂“餓死現象”最大C/I算法所得到的系統(tǒng)吞吐量可以作為其它調度算法的上界UE2UE1UE1UE1UE1UE1UE1UE1UE1UE2最大C/I算法UE1UE2吞吐量公平性根據用戶的信道條件和其平均吞吐量進行優(yōu)先權設置，兼顧系統(tǒng)“效率”與用戶“公平”從統(tǒng)計意義上來看，每個用戶分配的資源是相同的，而系統(tǒng)容量高于RR，接近MaxC/I，適合于大部分應用場景正比公平法PF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)質用戶的網速，同時又要兼顧分配的公平，保證人人都有RB分U代表這個用戶的權重，T代表這個用戶的吞吐量，β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重和C/I成正比，和一定時期內的歷史吞吐量成反比正比公平法PFOFDM正交頻分復用：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據傳輸。OFDMOFDM技術帶來挑戰(zhàn)1、較高的峰均比(PAPR)，對RF功率放大器要求高2、受頻率偏差的影響:子載波間干擾(ICI）3、受時間偏差的影響:ISI(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、復雜無線環(huán)境還是不可避免地有各種類型干擾。LTE多址方式-下行LTE多址方式-上行MIMO廣義定義：MIMO=Multiple-InputMultiple-Output=多進多出，即俗稱的“多天線技術”:多個輸入和多個輸出既可以來自于多個數據流，也可以來自于一個數據流的多個版本。按照這個定義，各種多天線技術都可以算作MIMO技術狹義定義：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，只有空間復用和空分多址可以算作MIMO特例：SIMO（單進多出）和MISO（多進單出）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性，發(fā)射或接收一個數據流，避免單個信道衰落對整個鏈路的影響?？臻g復用：利用較大間距的天線陣元之間或賦形波束之間的不相關性，向一個終端/基站并行發(fā)射多個數據流，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，從而實現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MIMO的效果分類鏈路自適應AMC原理LTE支持BPSK、QPSK、16QAM和64QAM4種調制方式和卷積、turbo等編碼方式，自適應編碼就是可以根據無線環(huán)境和數據本身的要求來自動選擇調制和編碼方式。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償呢？就是通過不同的調制和解碼方式來適應信道環(huán)境。改主動改變信道環(huán)境為去適應信道環(huán)境。鏈路自適應AMC原理信道質量的信息反饋，即ChannelQualityIndicator

（CQI）UE測量信道質量，并報告（每1ms或者是更長的周期）給eNodeBeNodeB基于CQI來選擇調制方式，數據塊的大小和數據速率AMC原理UE會周期性的測量無線信道，并上報CQI（信道質量的信息反饋），PCI和RANK（步驟1）,其中CQI就是UE對無線環(huán)境的一個判斷，ENB會根據上報的CQI選擇相應的調制和編碼方式，同時兼顧緩存中的數據量（步驟2和3），最后決定調制方式，HARQ，資源塊大小等發(fā)射給終端（步驟4和5）。CQICQI的選取準則是UE接收到的傳輸塊的誤碼率不超過10％。因此，UE上報的CQI不僅與下行參考信號的SINR有關，還與UE接收機的靈敏度有關頻譜效率sinr信號與干擾加噪聲比（SignaltoInterferenceplusNoiseRatio）是指接收到的有用信號的強度與接收到的干擾信號（噪聲和干擾）的強度的比值；可以簡單的理解為“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噪聲系數有關。SINR與調制方式和速率的對應關系協議沒有規(guī)定SINR與CQI之間的關系，由芯片廠家自有算法決定。仿真結果MCS:調制與編碼策略LTE中速率的配置通過MCS（ModulationandCodingScheme，調制與編碼策略）索引值實現.也就是說，實際上，是通過MCS來選擇調制方式CQI通過芯片廠家自定義的映射關系獲得MCS。BLER大于10%，MCS需要降低保障傳輸可靠性CQI對MCS仿真結果TBS-TransportBlockSet傳輸塊大小表示1個子幀的傳輸速率。。。。。。。。Howmuchbitsaretransferred

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TBSOne-layertotwo-layerTBStranslationtableTBS_L1TBS_L2TBS_L1TBS_L2TBS_L1TBS_L2TBS_L1TBS_L2154431123752748010296206162833657336160832403880773610680213842929659256167233684008799211064221523057661664173634964136824811448229203170463776180036244264850411832236883285666592186437524392876012216244963400868808192838804584914412576254563516071112199240084776952812960254563669673712202440084968991213536273763788876208208841365160102961411228336392327870421524264535210680146882929640576811762216439255441106415264305764236884760228045845736114481584031704438168793623444776599211832164163285645352908162408477662001257616992340084688893800247249686456129601756835160489369789625365160671213536183363669651024101840260051606968141121908037888527521055282664535272241468819848392325505611013627285544748014688206164057657336115040279255447736152642138442368592561198162856573679921584022152438166166412446429845992824816416229204535263776128496311262008504169922368846888665921332083240645687601756824496489366880