LTE網(wǎng)絡(luò)原理及關(guān)鍵技術(shù)

LTE網(wǎng)絡(luò)原理及關(guān)鍵技術(shù)第1頁/共109頁TD-LTE概述LTE簡(jiǎn)介L(zhǎng)TE相關(guān)組織介紹第2頁/共109頁LTE背景LTE表示3GPP長(zhǎng)期演進(jìn)(LongTermEvolution)2004年11月3GPPTSGRANworkshop啟動(dòng)LTE項(xiàng)目第3頁/共109頁什么是LTE？R5/6/7R8R9R10LTE協(xié)議2009年3月發(fā)布第一版（Rel8），2010年3月發(fā)布第二版（Rel9），已先后凍結(jié)Rel10即LTE-A，已提交ITU作為4G標(biāo)準(zhǔn)，2011年3月完成（包括LTEFDD和TD-LTE）3GPPTD-LTE和LTEFDD標(biāo)準(zhǔn)制定進(jìn)度一致HSPAMBMS3GPPLTE在Release8的36系列規(guī)范中發(fā)布3GPPRelease8包含了LTE的絕大部分特性完善和增強(qiáng)LTE系統(tǒng)LTE-Advanced將作為Release10的主要內(nèi)容LTE（LongTermEvolution），是近兩年來3GPP啟動(dòng)的最大的新技術(shù)研發(fā)項(xiàng)目，通俗的稱為3.9G，被視作從3G向4G演進(jìn)的主流技術(shù)。第4頁/共109頁移動(dòng)通信技術(shù)的演進(jìn)路線多種標(biāo)準(zhǔn)共存、匯聚集中多個(gè)頻段共存移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)寬帶化、IP化趨勢(shì)2G2.5G2.75G3G3.5G3.75G3.9GGPRSEDGEHSDPAR5HSUPAR6MBMS4GMBMSCDMA20001XEV-DO802.16e802.16mHSDPAHSPA+R7

FDD/TDD4GGSMTD-SCDMAWCDMAR99802.16dCDMAIS95CDMA20001xLTEEV-DORev.AEV-DORev.BHSUPAHSPA+R7第5頁/共109頁更好的覆蓋峰值速率DL:100MbpsUL:50Mbps低延遲CP:100msUP:5ms更低的

CAPEX&OPEX頻譜靈活性更高的頻譜效率LTELTE的目標(biāo)第6頁/共109頁峰值數(shù)據(jù)率1實(shí)現(xiàn)峰值速率的顯著提高，峰值速率與系統(tǒng)占用帶寬成正比2在20MHz

帶寬內(nèi)實(shí)現(xiàn)100Mbit/s的下行峰值速率(頻譜效率5bit/s/Hz)3在20MHz

帶寬內(nèi)實(shí)現(xiàn)50Mbit/s的上行峰值速率(頻譜效率2.5bit/s/Hz)目標(biāo)第7頁/共109頁移動(dòng)性E-UTRAN系統(tǒng)應(yīng)能夠支持:對(duì)較低的移動(dòng)速度(0-15km/h

)優(yōu)化在更高的移動(dòng)速度下(15-120km/h)可實(shí)現(xiàn)較高的性能在120-350km/h的移動(dòng)速度(在某些頻段甚至應(yīng)該支持500km/h)下要保持網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)性在各種移動(dòng)速度下，所支持的語音和實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量都要達(dá)到或超過UTRAN下所支持的第8頁/共109頁頻譜頻譜靈活性E-UTRA系統(tǒng)可部署在不同尺寸的頻譜中，包括1.4、3、5、10、15和20MHz,支持對(duì)已使用頻率資源的重復(fù)利用上行和下行支持成對(duì)或非成對(duì)的頻譜共存與GERAN/3G系統(tǒng)在相同地區(qū)鄰頻與其他運(yùn)營(yíng)商在相同地區(qū)鄰頻在邊境兩側(cè)重合的或相鄰的頻譜內(nèi)與UTRAN和GERAN切換與非3GPP技術(shù)(CDMA2000,WiFi,WiMAX)切換第9頁/共109頁LTE關(guān)鍵技術(shù)頻譜靈活支持更多的頻段靈活的帶寬靈活的雙工方式先進(jìn)的天線解決方案分集技術(shù)MIMO技術(shù)Beamforming技術(shù)新的無線接入技術(shù)OFDMASC-FDMA第10頁/共109頁LTE關(guān)鍵技術(shù)演進(jìn)11第11頁/共109頁全球TDD頻譜分布E-UTRABandUplink/downlink[MHz]DuplexmodeCurrentTechnologyApplication331900-1920TDDLTE342010-2025TDDTD-SCDMAand

LTE351850-1910TDDLTE361930-1990TDDLTE371910-1930TDDLTE382570-2620TDDWiMAXand

LTE391880-1920TDDTD-SCDMAand

LTE402300-2400TDDWiMAXand

LTENewlyProposed2496-2690TDDLTE目前3GPP規(guī)劃的適合部署TD-LTE的頻段是band34,band38,band39,band40,比較主流的TD-LTE頻段是2.3G和2.6G頻段，也就是3GPP的band38和band40，并且與MobileWiMAX主流頻段重疊美國(guó)把整個(gè)2.6G頻段（2500M--2690M）都按TDD進(jìn)行了分配。由于中國(guó)移動(dòng)等的大力支持，預(yù)計(jì)可以在2011年上半年進(jìn)入3GPP標(biāo)準(zhǔn)頻段，成為band41第12頁/共109頁TD-LTE概述LTE簡(jiǎn)介L(zhǎng)TE相關(guān)組織介紹第13頁/共109頁LTE標(biāo)準(zhǔn)組織功能需求標(biāo)準(zhǔn)制定技術(shù)驗(yàn)證TSGRANTSGSATSGCTPCGTSGGERAN第14頁/共109頁3GPP組織架構(gòu)ProjectCo-ordinationGroup(PCG)

TSGGERANGSMEDGE

RadioAccessNetwork

GERANWG1

RadioAspects

GERANWG2ProtocolAspectsGERANWG3

TerminalTestingTSGRANRadioAccessNetworkRANWG1

RadioLayer1specRANWG2

RadioLayer2spec

RadioLayer3RRspecRANWG3

lubspec,lurspec,luspec

UTRANO&MrequirementsRANWG4

RadioPerformance

ProtocolaspectsRANWG5

MobileTerminal

ConformanceTestingTSGSAService&SystemsAspectsSAWG1

ServicesSAWG2

ArchitectureSAWG3

SecuritySAWG4

CodecSAWG5

TelecomManagementTSGCNCoreNetwork&TerminalsCTWG1

MM/CC/SM(lu)CTWG3

InterworkingwithexternalnetworksCTWG4

MAP/GTP/BCH/SSCTWG6SmartCardApplication

Aspects第15頁/共109頁20052006200720082009LTE標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展LTEstartWorkItemStartStudyItemStage1FinishWorkItemStage3FinishWorkItemStage2FinishFirstMarketApplication3GPPR8定義了LTE的基本功能，該版本已于2009年3月凍結(jié)。3GPPR9主要完善了LTE家庭基站、管理和安全方面的性能，以及LTE微微基站和自組織管理功能，于2010年3月凍結(jié)。2010第16頁/共109頁NGMN簡(jiǎn)介NGMN時(shí)間表NGMN

愿景1、使全球移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)鏈聚集在統(tǒng)一需求之下，引導(dǎo)、驅(qū)動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)研究、產(chǎn)品研發(fā)，促進(jìn)HSPA&EVDO之后的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)健康發(fā)展2、推動(dòng)IPR改革，使IPR透明和費(fèi)率可預(yù)見性1、2008年底完成LTE（R8）標(biāo)準(zhǔn)2、2009年測(cè)試3、2010提供商用1、運(yùn)營(yíng)商（Members)20家2、制造商(Sponsors)34家,包括設(shè)備制造商,芯片廠家和測(cè)試設(shè)備廠家3、研究機(jī)構(gòu)和大學(xué)(Advisors)3家NGMN

成員NGMN簡(jiǎn)介

1、NGMN（)是2006年初由全球7家主流運(yùn)營(yíng)商發(fā)起成立的非營(yíng)利性組織2、NGMN：NextGenerationMobileNetworks（BeyondHSPA&EVDO)

無線寬帶創(chuàng)新的發(fā)動(dòng)機(jī)第17頁/共109頁NGMN工作組介紹NGMNSpectrum(頻譜）IPR（知識(shí)產(chǎn)權(quán)）Ecosystem（生態(tài)系統(tǒng)）TWG(技術(shù)組）Trial（試驗(yàn)）尋找可統(tǒng)一利用的頻譜與ITU、國(guó)家、地區(qū)頻譜管理部門協(xié)調(diào)、溝通推動(dòng)IPR改革，使IPR透明和費(fèi)率可預(yù)見與互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)合作，構(gòu)建“多方共贏”生態(tài)環(huán)境對(duì)技術(shù)進(jìn)行早期驗(yàn)證向LSTI提測(cè)試需求從運(yùn)營(yíng)的角度，提出各種需求并與制造商討論可行性驅(qū)動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)從5個(gè)方面推動(dòng)下一代移動(dòng)寬帶發(fā)展第18頁/共109頁LSTI組織架構(gòu)SteeringBoardSteeringGroupWGPRWGPoC1WGPoC2WGIODTWGIOTFCTProgramOfficeNSN第19頁/共109頁NGMNTrialGroupLSTI（LTE/SAETrialInitiative)ProgressReportsNGMNSpectrumIPREcosystemTWGTrialNGMNTrial不做具體測(cè)試，只向LSTI提需求；LSTI開展測(cè)試需求，制定測(cè)試計(jì)劃等

NGMN測(cè)試包含LTEandWiMAX；LSTI只包含LTE測(cè)試TestingRequirementsNGMNTrial和LSTI的合作關(guān)系第20頁/共109頁第21頁/共109頁第22頁/共109頁第23頁/共109頁第24頁/共109頁第25頁/共109頁課程內(nèi)容TD-LTE概述TD-LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

TD-LTE協(xié)議棧TD-LTE關(guān)鍵技術(shù)TD-LTE與LTEFDD的區(qū)別第26頁/共109頁LTE網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架MME/S-GWMME/S-GWX2S1移動(dòng)性管理服務(wù)網(wǎng)關(guān)MME/SGW與eNodeB的接口EPCE-UTRANeNodeB間的接口NodeBRNC+=eNodeBEPSeNodeBX2X2eNodeBeNodeBUuE-UTRAN中只有一種網(wǎng)元——eNodeB演進(jìn)分組核心網(wǎng)——EPC演進(jìn)分組系統(tǒng)——EPS第27頁/共109頁LTE全網(wǎng)架構(gòu)SGi

S4

S3

S1-MME

PCRFS7

S6a

HSSS10

UEGERAN

UTRAN

SGSN

LTE-Uu

E-UTRAN

MMES11

S5

ServingGateway

PDN

Gateway

S1-U

Operator'sIPServices(e.g.IMS,PSSetc.)Rx+

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)扁平化

E-UTRAN只有一種網(wǎng)元—E-NodeB

全I(xiàn)P媒體面控制面分離與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)互通第28頁/共109頁E-UTRAN和EPC的功能劃分3GPPTS36.300第29頁/共109頁E-UTRAN和EPC的功能劃分（續(xù)）eNB功能:無線資源管理IP頭壓縮和用戶數(shù)據(jù)流加密UE附著時(shí)的MME選擇用戶面數(shù)據(jù)向S-GW的路由尋呼消息和廣播信息的調(diào)度和發(fā)送移動(dòng)性測(cè)量和測(cè)量報(bào)告的配置MME功能:分發(fā)尋呼信息給eNB安全控制空閑狀態(tài)的移動(dòng)性管理SAE承載控制非接入層（NSA）信令的加密及完整性保護(hù)S-GW功能:終止由于尋呼原因產(chǎn)生的用戶平面數(shù)據(jù)包支持由于UE移動(dòng)性產(chǎn)生的用戶面切換第30頁/共109頁課程內(nèi)容TD-LTE概述TD-LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)TD-LTE協(xié)議棧TD-LTE關(guān)鍵技術(shù)TD-LTE與LTEFDD的區(qū)別第31頁/共109頁TD-LTE關(guān)鍵技術(shù)LTE協(xié)議結(jié)構(gòu)與接口LTE無線幀結(jié)構(gòu)LTE物理資源LTE物理信道LTE物理信號(hào)LTE物理層過程第32頁/共109頁LTE物理層概述物理層周圍的無線接口協(xié)議結(jié)構(gòu)第33頁/共109頁LTE無線接口—控制平面eNBMACUEMACRLCPDCPRLCMMEPDCPNASNASRRCRRCPHYPHY第34頁/共109頁

PHY ---Physicallayer

MAC ---MediumAccessControl

RLC ---RadioLinkControl

PDCP ---PacketDataConvergenceProtocolRRC ---RadioResourceControlNAS ---Non-AccessStratum

LTE無線協(xié)議結(jié)構(gòu)控制平面協(xié)議棧Layer1---PHYLayer2---MAC,RLC,PDCPLayer3---RRC,NASEPS承載管理鑒權(quán)空閑狀態(tài)移動(dòng)性管理空閑狀態(tài)尋呼初始化安全控制系統(tǒng)消息廣播尋呼RRC連接建立、維護(hù)、釋放無線承載建立、配置、維護(hù)、釋放移動(dòng)性管理UE測(cè)量控制第35頁/共109頁與UMTS的PS域相同eNBPHYUEPHYMACRLCMAC

S-GWPDCPPDCPRLCLTE無線接口—用戶平面第36頁/共109頁P(yáng)HY ---Physicallayer

MAC ---MediumAccessControl

RLC ---RadioLinkControl

PDCP ---PacketDataConvergenceProtocol

LTE無線協(xié)議結(jié)構(gòu)用戶平面協(xié)議棧Layer1---PHYLayer2---MAC,RLC,PDCP頭壓縮和解壓縮功能在切換時(shí)，保證數(shù)據(jù)按序發(fā)送底層SDU的重復(fù)檢測(cè)加密及完整性保護(hù)功能邏輯信道和傳輸信道的映射功能HARQ傳輸格式選擇UE內(nèi)部邏輯信道之間優(yōu)先級(jí)調(diào)度功能UE間根據(jù)優(yōu)先級(jí)動(dòng)態(tài)調(diào)度功能支持AM、UM和TM模式傳輸ARQ分段、級(jí)聯(lián)按序發(fā)送重復(fù)檢測(cè)第37頁/共109頁S1接口協(xié)議棧用戶平面接口位于E-NodeB和S-GW之間，傳輸網(wǎng)絡(luò)層建立在IP傳輸之上，UDP/IP之上的GTP-U用來攜帶用戶平面的PDU。S1控制平面接口位于E-NodeB和MME之間，傳輸網(wǎng)絡(luò)層是利用IP傳輸，這點(diǎn)類似于用戶平面；為了可靠的傳輸信令消息，在IP曾之上添加了SCTP；應(yīng)用層的信令協(xié)議為S1-AP。第38頁/共109頁X2接口協(xié)議棧X2用戶平面接口是E-NodeB之間的接口，用戶平面協(xié)議伐如下圖所示，E-UTRAN的傳輸網(wǎng)絡(luò)層是基于IP傳輸?shù)模琔DP/IP之上是利用GTP-U來傳送用戶平面PDU。X2控制平面接口是E-NodeB之間的接口，控制平面協(xié)議伐如下圖所示。傳輸網(wǎng)絡(luò)層是利用IP和SCTP協(xié)議，而應(yīng)用層信令協(xié)議為X2接口應(yīng)用協(xié)議X2-AP?？刂泼婀δ苓B接狀態(tài)下UE的移動(dòng)性管理功能（針對(duì)LTE系統(tǒng)內(nèi)切換）；上行負(fù)荷管理功能；X2接口管理功能（包括復(fù)位和錯(cuò)誤指示）。第39頁/共109頁LTE/SAE的協(xié)議結(jié)構(gòu)信令流數(shù)據(jù)流第40頁/共109頁TD-LTE關(guān)鍵技術(shù)LTE協(xié)議結(jié)構(gòu)與接口LTE無線幀結(jié)構(gòu)LTE物理資源LTE物理信道LTE物理信號(hào)LTE物理層過程第41頁/共109頁無線幀結(jié)構(gòu)——類型1每個(gè)10ms無線幀被分為10個(gè)子幀每個(gè)子幀包含兩個(gè)時(shí)隙，每時(shí)隙長(zhǎng)0.5msTs=1/(15000*2048)是基本時(shí)間單元任何一個(gè)子幀即可以作為上行，也可以作為下行#01個(gè)無線幀Tf=307200TS=10ms1個(gè)時(shí)隙Tslot=15360×TS=0.5ms#11個(gè)子幀…………#2#17#18#19第42頁/共109頁1個(gè)子幀子幀#5DwPTSGPUpPTS…子幀#91個(gè)半幀153600TS=5ms1個(gè)子幀子幀#0DwPTSGPUpPTS30720TS…子幀#41個(gè)時(shí)隙Tslot=15360TS1個(gè)無線幀Tf=307200Ts=10ms無線幀結(jié)構(gòu)——類型2每個(gè)10ms無線幀包括2個(gè)長(zhǎng)度為5ms的半幀，每個(gè)半幀由4個(gè)數(shù)據(jù)子幀和1個(gè)特殊子幀組成特殊子幀包括3個(gè)特殊時(shí)隙：DwPTS，GP和UpPTS，總長(zhǎng)度為1ms支持5ms和10ms上下行切換點(diǎn)子幀0、5和DwPTS總是用于下行發(fā)送第43頁/共109頁Uplink-downlinkconfigurationDownlink-to-UplinkSwitch-pointperiodicitySubframenumber012345678905msDSUUUDSUUU15msDSUUDDSUUD25msDSUDDDSUDD310msDSUUUDDDDD410msDSUUDDDDDD510msDSUDDDDDDD65msDSUUUDSUUD上下行配比方式ConfigurationNormalcyclicprefixExtendedcyclicprefixDwPTSGPUpPTSDwPTSGPUpPTS03101OFDMsymbols381OFDMsymbols1948321039231121014121372OFDMsymbols5392OFDMsymbols82693917102---8111---“D”代表此子幀用于下行傳輸，“U”代表此子幀用于上行傳輸，“S”是由DwPTS、GP和UpPTS組成的特殊子幀。特殊子幀中DwPTS和UpPTS的長(zhǎng)度是可配置的，滿足DwPTS、GP和UpPTS總長(zhǎng)度為1ms。第44頁/共109頁TD-LTE關(guān)鍵技術(shù)LTE協(xié)議結(jié)構(gòu)與接口LTE無線幀結(jié)構(gòu)LTE物理資源LTE物理信道LTE物理信號(hào)LTE物理層過程第45頁/共109頁LTE物理資源——天線端口天線端口

LTE使用天線端口來區(qū)分空間上的資源。天線端口的定義是從接收機(jī)的角度來定義的，即如果接收機(jī)需要區(qū)分資源在空間上的差別，就需要定義多個(gè)天線端口。天線端口與實(shí)際的物理天線端口沒有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。由于目前LTE上行僅支持單射頻鏈路的傳輸，不需要區(qū)分空間上的資源，所以上行還沒有引入天線端口的概念。目前LTE下行定義了三類天線端口，分別對(duì)應(yīng)于天線端口序號(hào)0~5。小區(qū)專用參考信號(hào)傳輸天線端口：天線端口0~3MBSFN參考信號(hào)傳輸天線端口：天線端口4終端專用參考信號(hào)傳輸天線端口：天線端口546第46頁/共109頁資源分組RE(ResourceElement)最小的資源單位，時(shí)域上為1個(gè)符號(hào)，頻域上為1個(gè)子載波用(k,l)標(biāo)記RB(ResourceBlock)業(yè)務(wù)信道的資源單位，時(shí)域上為1個(gè)時(shí)隙，頻域上為12個(gè)子載波第47頁/共109頁資源分組最小的資源單位，時(shí)域上為1個(gè)符號(hào)，頻域上為1個(gè)子載波RE(ResourceElement)REG(ResourceElementGroup)RB(ResourceBlock)CCE(ChannelControlElement)RBG(ResourceBlockGroup)資源單位業(yè)務(wù)信道的資源單位，時(shí)域上為1個(gè)時(shí)隙，頻域上為12個(gè)子載波為控制信道資源分配的資源單位，由4個(gè)RE組成為PDCCH資源分配的資源單位，由9個(gè)REG組成為業(yè)務(wù)信道資源分配的資源單位，由一組RB組成第48頁/共109頁LTE物理資源——REG/CCE/RBGREGRBG49REG（ResourceElementGroup）為控制區(qū)域中RE集合，用于映射下行控制信道，每個(gè)REG中包含4個(gè)數(shù)據(jù)RERBG（ResourceBlockGroup）為業(yè)務(wù)信道資源分配的資源單位，由一組RB組成，分組大小與系統(tǒng)帶寬有關(guān)CCE（ChannelControlElement）為PDCCH資源分配的資源單位，由9個(gè)REG組成。SystemBandwidth（RB）RBGSize

(P)≤10111–26227–63364–1104CCE第49頁/共109頁系統(tǒng)占用帶寬分析名義帶寬(MHz)1.435101520RB數(shù)目615255075100實(shí)際占用帶寬(MHz)1.082.74.5913.518占用帶寬=子載波寬度x每RB的子載波數(shù)目xRB數(shù)目子載波寬度=15KHz每RB的子載波數(shù)目=12第50頁/共109頁TD-LTE關(guān)鍵技術(shù)LTE協(xié)議結(jié)構(gòu)與接口LTE無線幀結(jié)構(gòu)LTE物理資源LTE物理信道LTE物理信號(hào)LTE物理層過程第51頁/共109頁LTE上行/下行信道BCCHPCCHCCCHDCCHDTCHMCCHMTCHPCHDL-SCHMCHBCHPBCHPDSCHPMCH邏輯信道傳輸信道物理信道CCCHDCCHDTCHUL-SCHPRACHPUSCHRACHPUCCH下行信道上行信道邏輯信道傳輸信道物理信道第52頁/共109頁邏輯信道MAC向RLC以邏輯信道的形式提供服務(wù)。邏輯信道由其承載的信息類型所定義，分為CCH和TCH，前者用于傳輸LTE系統(tǒng)所必需的控制和配置信息，后者用于傳輸用戶數(shù)據(jù)。LTE規(guī)定的邏輯信道類型如下：BCCH信道，廣播控制信道，用于傳輸從網(wǎng)絡(luò)到小區(qū)中所有移動(dòng)終端的系統(tǒng)控制信息。移動(dòng)終端需要讀取在BCCH上發(fā)送的系統(tǒng)信息，如系統(tǒng)帶寬等。PCCH，尋呼控制信道，用于尋呼位于小區(qū)級(jí)別中的移動(dòng)終端，終端的位置網(wǎng)絡(luò)不知道，因此尋呼消息需要發(fā)到多個(gè)小區(qū)。DCCH，專用控制信道，用于傳輸來去于網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)終端之間的控制信息。該信道用于移動(dòng)終端單獨(dú)的配置，諸如不同的切換消息MCCH，多播控制信道，用于傳輸請(qǐng)求接收MTCH信息的控制信息。DTCH，專用業(yè)務(wù)信道，用于傳輸來去于網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)終端之間的用戶數(shù)據(jù)。這是用于傳輸所有上行鏈路和非MBMS下行用戶數(shù)據(jù)的邏輯信道類型。MTCH，多播業(yè)務(wù)信道，用于發(fā)送下行的MBMS業(yè)務(wù)第53頁/共109頁傳輸信道對(duì)物理層而言，MAC以傳輸信道的形式使用物理層提供的服務(wù)。LTE中規(guī)定的傳輸信道類型如下：BCH：廣播信道，用于傳輸BCCH邏輯信道上的信息。PCH：尋呼信道，用于傳輸在PCCH邏輯信道上的尋呼信息。DL-SCH：下行共享信道，用于在LTE中傳輸下行數(shù)據(jù)的傳輸信道。它支持諸如動(dòng)態(tài)速率適配、時(shí)域和頻域的依賴于信道的調(diào)度、HARQ和空域復(fù)用等LTE的特性。類似于HSPA中的CPC。DL-SCH的TTI是1ms。MCH：多播信道，用于支持MBMS。UL-SCH：上行共享信道，和DL-SCH對(duì)應(yīng)的上行信道第54頁/共109頁物理信道和信號(hào)上行物理信道PUSCHPUCCHPRACH上行物理信號(hào)參考信號(hào)（ReferenceSignal：RS）下行物理信道PDSCH:PBCHPMCHPCFICHPDCCHPHICH下行物理信號(hào)同步信號(hào)（SynchronizationSignal）參考信號(hào)（ReferenceSignal）物理信道一系列資源粒子（RE）的集合，用于承載源于高層的信息物理信號(hào)一系列資源粒子（RE）的集合，這些RE不承載任何源于高層的信息第55頁/共109頁UL-SCH傳輸?shù)奈锢韺幽Ｐ偷?6頁/共109頁BCH傳輸?shù)奈锢韺幽Ｐ偷?7頁/共109頁DL-SCH傳輸?shù)奈锢韺幽Ｐ偷?8頁/共109頁TD-LTE關(guān)鍵技術(shù)LTE協(xié)議結(jié)構(gòu)與接口LTE無線幀結(jié)構(gòu)LTE物理資源LTE物理信道LTE物理信號(hào)LTE物理層過程第59頁/共109頁下行RS第60頁/共109頁上行RS第61頁/共109頁TD-LTE關(guān)鍵技術(shù)LTE協(xié)議結(jié)構(gòu)與接口LTE無線幀結(jié)構(gòu)LTE物理資源LTE物理信道LTE物理信號(hào)LTE物理層過程第62頁/共109頁物理層過程——小區(qū)搜索Step1、搜索PSCH，確定5ms定時(shí)、獲得小區(qū)IDStep2、解SSCH，取得10ms定時(shí)，獲得小區(qū)ID組；Step3、檢測(cè)下行參考信號(hào)，獲取BCH的天線配置；然后UE就可以讀取PBCH的系統(tǒng)消息（PCH配置、RACH配置、鄰區(qū)列表等）SCH結(jié)構(gòu)基于1.25MHz固定帶寬。UE必需的小區(qū)信息有：小區(qū)總發(fā)射帶寬、小區(qū)ID、小區(qū)天線配置、CP長(zhǎng)度配置、BCH帶寬第63頁/共109頁物理層過程——隨機(jī)接入通過PRACH發(fā)送RACHpreambleUE監(jiān)控PDCCH獲得相應(yīng)的上下行資源配置；從相應(yīng)的PDSCH獲取隨機(jī)接入響應(yīng)，包含上行授權(quán)、定時(shí)消息和分配給UE的標(biāo)識(shí)

UE從PUSCH發(fā)送連接請(qǐng)求eNB從PDSCH發(fā)送沖突檢測(cè)2UEeNBMsg1:preambleonPRACHMsg2:RAresponseonPDCCHandPDSCHmindelay2ms1Msg3:connectionrequirement,ect3Delayabout5msMsg4:contentionresolution4DelayBasedoneNB第64頁/共109頁課程內(nèi)容TD-LTE概述TD-LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)TD-LTE協(xié)議棧TD-LTE關(guān)鍵技術(shù)TD-LTE與LTEFDD的區(qū)別第65頁/共109頁TD-LTE關(guān)鍵技術(shù)頻域多址技術(shù)—OFDM/SC-FDMAMIMO技術(shù)高階調(diào)制技術(shù)HARQ技術(shù)鏈路自適應(yīng)技術(shù)—AMC快速M(fèi)AC調(diào)度技術(shù)第66頁/共109頁LTE多址技術(shù)的要求更大的帶寬和帶寬靈活性隨著帶寬的增加，OFDMA信號(hào)仍將保持正交，而CDMA的性能會(huì)受到多徑的影響.

在同一個(gè)系統(tǒng)，使用OFDMA可以靈活處理多個(gè)系統(tǒng)帶寬.

扁平化架構(gòu)當(dāng)分組調(diào)度的功能位于基站時(shí)，可以利用快速調(diào)度、包括頻域調(diào)度來提高小區(qū)容量。頻域調(diào)度可通過OFDMA實(shí)現(xiàn)，而CDMA無法實(shí)現(xiàn).

便于上行功放的實(shí)現(xiàn)

SC-FDMA相比較OFDMA可以實(shí)現(xiàn)更低的峰均比,有利于終端采用更高效率的功放.

簡(jiǎn)化多天線操作

OFDMA相比較CDMA實(shí)現(xiàn)MIMO容易.第67頁/共109頁OFDM基本思想OFDM將頻域劃分為多個(gè)子信道，各相鄰子信道相互重疊，但不同子信道相互正交。將高速的串行數(shù)據(jù)流分解成若干并行的子數(shù)據(jù)流同時(shí)傳輸?shù)?8頁/共109頁OFDM的正交性—時(shí)域描述第69頁/共109頁OFDM的正交性—頻域描述第70頁/共109頁保護(hù)間隔與循環(huán)前綴—無保護(hù)間隔第1徑第2徑第1徑的第2個(gè)符號(hào)與第2徑的第1個(gè)符號(hào)疊加干擾在沒有保護(hù)間隔的情況下，由于多徑的存在，各徑之間將在交疊處產(chǎn)生符號(hào)間干擾(ISI)第71頁/共109頁保護(hù)間隔與循環(huán)前綴——加保護(hù)間隔保護(hù)間隔為了最大限度地消除符號(hào)間干擾，在OFDM符號(hào)之間插入保護(hù)間隔，保護(hù)間隔長(zhǎng)度大于無線信道的最大時(shí)延擴(kuò)展，這樣一個(gè)符號(hào)的多徑分量不會(huì)對(duì)下一個(gè)符號(hào)造成干擾

第72頁/共109頁保護(hù)間隔與循環(huán)前綴——無循環(huán)前綴因多徑延時(shí)的存在，空閑的保護(hù)間隔進(jìn)入到FFT的積分時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)致積分時(shí)間內(nèi)不能包含整數(shù)個(gè)波形，破壞了載波間的正交性第73頁/共109頁保護(hù)間隔與循環(huán)前綴——加循環(huán)前綴FFT積分區(qū)間為了避免空閑保護(hù)間隔由于多徑傳播造成子載波間的正交性破壞，將每個(gè)OFDM符號(hào)的后時(shí)間中的樣點(diǎn)復(fù)制到OFDM符號(hào)的前面，形成循環(huán)前綴(cyclicprefix)

只要各徑的延遲不超過Tg，都能保正在FFT的積分區(qū)間內(nèi)包含各徑各子載波的整數(shù)個(gè)波形第74頁/共109頁OFDMA示意圖下行上行集中式下行上行分布式第75頁/共109頁上行多址技術(shù)——SC-FDMASC-FDMA即DFT-spreadOFDMA峰均比小于OFDMA,有利于提高功放效率傳輸信號(hào)的瞬時(shí)功率變化易于實(shí)現(xiàn)頻域的低復(fù)雜度的高效均衡器易于對(duì)FDMA采用靈活的帶寬分配第76頁/共109頁OFDMA示例最大支持64QAM通過CP解決多徑干擾兼容MIMO第77頁/共109頁SC-FDMA示例最大支持64QAM單載波調(diào)制降低峰均比（PAPR）FDMA可通過FFT實(shí)現(xiàn)第78頁/共109頁TD-LTE關(guān)鍵技術(shù)頻域多址技術(shù)—OFDM/SC-FDMAMIMO技術(shù)高階調(diào)制技術(shù)HARQ技術(shù)鏈路自適應(yīng)技術(shù)—AMC快速M(fèi)AC調(diào)度技術(shù)第79頁/共109頁多天線技術(shù)-MIMO多天線技術(shù)

MIMO：多入多出(MultipleInputMultipleOutput)SISO：?jiǎn)稳雴纬?SingleInputSingleOutput)SIMO：?jiǎn)稳攵喑?SingleInputMultipleOutput)LTE的基本配置是DL2*2和UL1*2,最大支持4*4第80頁/共109頁MIMO概念MIMO技術(shù)的基本出發(fā)點(diǎn)是將用戶數(shù)據(jù)分解為多個(gè)并行的數(shù)據(jù)流，在指定的帶寬內(nèi)由多個(gè)發(fā)射天線上同時(shí)刻發(fā)射，經(jīng)過無線信道后，由多個(gè)接收天線接收，并根據(jù)各個(gè)并行數(shù)據(jù)流的空間特性（SpatialSignature），利用解調(diào)技術(shù)，最終恢復(fù)出原數(shù)據(jù)流。第81頁/共109頁MIMO的優(yōu)點(diǎn)陣列增益：可以提高發(fā)射功率和進(jìn)行波束形成；系統(tǒng)的分集特性：可以改善信道衰落造成的干擾；系統(tǒng)的空間復(fù)用增益：可以構(gòu)造空間正交的信道，從而成倍地增加數(shù)據(jù)率；因此，充分地利用MIMO系統(tǒng)的這些優(yōu)秀品質(zhì)能夠大幅度地提高系統(tǒng)容量、獲得相當(dāng)高的頻譜利用率，從而可以獲得更高的數(shù)據(jù)率、更好的傳輸品質(zhì)或更大的系統(tǒng)覆蓋范圍。第82頁/共109頁MU-MIMO：也稱虛擬MIMO，用戶端是兩個(gè)UE實(shí)體，不增加每個(gè)用戶的吞吐量，但是可以提供相對(duì)于SU-MIMO來說相當(dāng)，甚至更多的小區(qū)容量UE不需要做成高成本的多天線，但是仍然能夠增加小區(qū)的容量第83頁/共109頁LTE下行MIMO模式1單天線端口，端口0

2發(fā)射分集

3開環(huán)空分復(fù)用457閉環(huán)空分復(fù)用多用戶MIMO單天線端口，端口5

6閉環(huán)Rank=1預(yù)編碼

LTE定義了7種下行MIMO傳輸模式（由高層通過傳輸模式通知UE）

提高用戶峰值速率提高小區(qū)吞吐量增強(qiáng)小區(qū)覆蓋兼容單發(fā)射天線第84頁/共109頁LTE下行的SU-MIMOSU-MIMO:空分復(fù)用兩個(gè)數(shù)據(jù)流在一個(gè)TTI中傳送給UESU-MIMO:發(fā)射分集只傳給UE一個(gè)數(shù)據(jù)流第85頁/共109頁LTE下行的MU-MIMOMU-MIMO結(jié)合SDM.給每個(gè)UE傳送兩個(gè)數(shù)據(jù)流.MU-MIMO結(jié)合發(fā)射分集.給每個(gè)UE傳送一個(gè)數(shù)據(jù)流.第86頁/共109頁LTE上行中的MIMO上行支持MU-MIMO目前支持的配置是1x2或1x4.將來支持2x2或4x4.第87頁/共109頁TD-LTE關(guān)鍵技術(shù)頻域多址技術(shù)—OFDM/SC-FDMAMIMO技術(shù)高階調(diào)制技術(shù)HARQ技術(shù)鏈路自適應(yīng)技術(shù)—AMC快速M(fèi)AC調(diào)度技術(shù)第88頁/共109頁高階調(diào)制高階調(diào)制可提高峰值速率.LTE支持BPSK,QPSK,16QAM和64QAM.第89頁/共109頁TD-LTE關(guān)鍵技術(shù)頻域多址技術(shù)—OFDM/SC-FDMAMIMO技術(shù)高階調(diào)制技術(shù)HARQ技術(shù)鏈路自適應(yīng)技術(shù)—AMC快速M(fèi)AC調(diào)度技術(shù)第90頁/共109頁混合自動(dòng)重傳請(qǐng)求（HARQ）FEC：前向糾錯(cuò)編碼(ForwardErrorCorrection)ARQ：自動(dòng)重傳請(qǐng)求(AutomaticRepeatreQuest)HARQ=FEC+ARQ第91頁/共109頁FEC通信系統(tǒng)劣勢(shì):

可靠性較低;

對(duì)信道的自適應(yīng)能力較低為保證更高的可靠性需要較長(zhǎng)的碼，因此編碼效率較低，復(fù)雜度和成本較高優(yōu)勢(shì):

更高的系統(tǒng)傳輸效率;

自動(dòng)錯(cuò)誤糾正，無需反饋及重傳;

低時(shí)延.第92頁/共109頁ARQ通信系統(tǒng)劣勢(shì):

連續(xù)性和實(shí)時(shí)性較低;

傳輸效率較低;優(yōu)勢(shì):

復(fù)雜性較低;

可靠性較高;

適應(yīng)性較高;第93頁/共109頁HARQ機(jī)制HARQ實(shí)際上整合了ARQ的高可靠性和FEC的高效率第94頁/共109頁TD-LTE關(guān)鍵技術(shù)頻域多址技術(shù)—OFDM/SC-FDMAMIMO技術(shù)高階調(diào)制技術(shù)HARQ技術(shù)鏈路自適應(yīng)技術(shù)—AMC快速M(fèi)AC調(diào)度技術(shù)第95頁/共109頁鏈路自適應(yīng)AMC原理QPSK,16QAM和64QAM.“連續(xù)”的編碼速率（0.07～0.93）.第96頁/共109頁TD-LTE關(guān)鍵技術(shù)頻域多址技術(shù)—OFDM/SC-FDMAMIMO技術(shù)高階調(diào)制技術(shù)HARQ技術(shù)鏈路自適應(yīng)技術(shù)—AMC快速M(fèi)AC調(diào)度技術(shù)第97頁/共109頁MAC調(diào)度MAC調(diào)度只在eNodeB內(nèi)MAC調(diào)度不僅控制復(fù)用、優(yōu)先級(jí)處理和HARQ,也控制資源分配、天線映射和MCSinPHY.調(diào)度原理DL:todynamicallydeterminewhichUEsaresupposedtoreceiveDL-SCHtransmissionandonwhatresourcesUL:todynamicallydeterminewhichUEsaretotransmitdataonUL-SCHandonwhichuplinkresourcesMAC調(diào)度第98頁/共109頁MAC調(diào)度算法常用的分組調(diào)度算法最大C/I算法輪詢算法(RoundRobin：RR)正比公平算法(PF)其他調(diào)度算法持續(xù)調(diào)度算法(Persistentscheduling：PS)半持續(xù)調(diào)度算法(Semi-persistentscheduling：SPS)動(dòng)態(tài)調(diào)度算法(Dynamicalscheduling：DS)illustrationofULscheduling第99頁/共109頁HandoverHardhandover.Thatis,breakbeforenewradioconnectionwithotherservingbasestation.Handoverto/fromotherRTTs:possibleformultiplemodesterminal.Ashortinterruptiontimeintherangeof20ms.Itishelpfulforrealtimeservices.第100頁/共109頁課程內(nèi)容TD-LTE概述TD-LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)TD-LTE協(xié)議棧TD-LTE關(guān)鍵技術(shù)TD-LTE與LTEFDD的區(qū)別第101頁/共109頁TD-LTE與LTEFDD技術(shù)綜合對(duì)比技術(shù)體制TD-LTELTEFDD采用的相同的關(guān)鍵技術(shù)信道帶寬靈活配置1.4M，3M，5M，10M，15M，20M1.4M，3M，5M，10M，15M，20M幀長(zhǎng)10ms(半幀5ms，子幀1ms)10ms(子幀1ms)信道編碼卷積碼、Turbo碼卷積碼、Turbo碼調(diào)制方式QPSK，16QAM，64QAMQPSK，16