1、課程內容nTD-LTE概述概述lLTE簡介簡介lLTE相關組織介紹nTD-LTE網絡架構 nTD-LTE關鍵技術nTD-LTE與LTE FDD的區別LTE背景n2004年11月3GPP （第三代合作伙伴計劃組織） TSG RAN workshop啟動LTE項目nLTE表示3GPP長期演進 ( Long Term Evolution ) ，也被稱為3.9G技術。LTE是超越3G與HSPA階段邁向4G的進階版本技術。n而B3G/4G等未來新的空中接口技術，稱為IMT-Advanced技術移動通信技術的演進路線n多種標準共存、匯聚集中n多個頻段共存n移動網絡寬帶化、IP化趨勢2G2.5G2.75G3

2、G3.5G3.75G3.9GGPRSEDGEHSDPAR5HSUPAR6MBMS4GMBMSCDMA 2000 1X EV-DO802.16 e802.16 mHSDPAHSPA+R7 FDD/TDD4GGSMTD-SCDMAWCDMAR99802.16 dCDMAIS95CDMA2000 1xLTEEV-DORev. AEV-DORev. BHSUPAHSPA+R7峰值數據率1實現峰值速率的顯著提高，峰值速率與系統占用帶寬成正比2在20MHz 帶寬內實現100Mbit/s的下行峰值速率(頻譜效率5 bit/s/Hz)3在20MHz 帶寬內實現50Mbit/s的上行峰值速率(頻譜效率2.5 b

3、it/s/Hz)目標目標移動性nE-UTRAN系統應能夠支持:l對較低的移動速度 ( 0 - 15 km/h ) 優化l在更高的移動速度下 (15 - 120 km/h ) 可實現較高的性能l在120 - 350 km/h的移動速度 (在某些頻段甚至應該支持500 km/h ) 下要保持網絡的移動性l在各種移動速度下，所支持的語音和實時業務的服務質量都要達到或超過UTRAN下所支持的頻譜n頻譜靈活性lE-UTRAN系統可部署在不同尺寸的頻譜中，包括1.4、 3、 5、10、15 和 20 MHz, 支持對已使用頻率資源的重復利用l上行和下行支持成對或非成對的頻譜n共存l與3G系統在相同地區鄰頻

4、l與其他運營商在相同地區鄰頻l與 UTRAN 切換l與非 3GPP 技術 (CDMA 2000, WiFi, WiMAX)切換LTE 頻段劃分LTE關鍵技術 n頻譜靈活l支持更多的頻段l靈活的帶寬l靈活的雙工方式n先進的天線解決方案l分集技術lMIMO技術lBeamforming技術n新的無線接入技術lOFDMA課程內容nTD-LTE概述 nTD-LTE網絡架構網絡架構 nTD-LTE關鍵技術nTD-LTE與LTE FDD的區別LTE 網絡構架MME / S-GWMME / S-GWX2S1p 移動性管理移動性管理p 服務網關服務網關p MME/SGW 與與 eNode B的接口的接口EPCE

5、-UTRANp eNode B間的接口間的接口Node BRNC+=eNode BEPSeNode BX2X2eNode BeNode BUup E-UTRAN中只有一種網元中只有一種網元eNode Bp 演進分組核心網演進分組核心網EPCp 演進分組系統演進分組系統EPS課程內容nTD-LTE概述 nTD-LTE網絡架構 nTD-LTE關鍵技術關鍵技術nTD-LTE與LTE FDD的區別n頻域多址技術頻域多址技術 OFDM/OFDMAnMIMO技術技術n高階調制技術高階調制技術nHARQ技術技術n鏈路自適應技術鏈路自適應技術 AMCn小區干擾消除小區干擾消除OFDM（正交頻分多路復用）（正交

6、頻分多路復用）OFDM相對于一般的多載波傳輸的不同之處是它允許子載波頻譜部分重疊，只要滿足子載波間相互正交則可以從混迭的子載波上分離出數據信息。由于OFDM允許子載波頻譜混迭，其頻譜效率大大提高，因而是一種高效的調制方式。 常規頻分復用常規頻分復用正交頻分復用正交頻分復用每個載波間的頻率是正交的，也就是說在每個載波頻率的峰值上其它所有載波的幅度為零各個載波可以重復排列，有效地提高頻譜的利用OFDM（正交頻分多路復用）（正交頻分多路復用）lOFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)：是一種高效的數據傳輸方式，其基本思想是把高速數據流分散到多

7、個正交的子載波上傳輸，從而使每個子載波上的符號速率大幅度降低，符號持續時間加長，因而對時延擴展有較強的抵抗力，減小了符號間干擾的影響。lOFDM子載波的帶寬 信道“相干帶寬”時，可以認為該信道是“非頻率選擇性信道”，所經歷的衰落是“平坦衰落”OFDM（正交頻分多路復用）（正交頻分多路復用）S/PkX1NX0XTsNTsNTsNTsNTstfje02tfjke2tfjNe1210,NkXk( )S tOFDM（正交頻分多路復用）（正交頻分多路復用）多載波發射多載波接收0Ytfje02tfjke2tfjNe12R(t) dt dt dtt=NTskYt=NTs1NYt=NTsP/SOFDM（正交頻

8、分多路復用）（正交頻分多路復用）OFDMA示意圖下行上行OFDMA示例n最大支持64 QAMn兼容MIMOSub-carriers Sub-frame Frequency Time Time frequency resource for User 1 Time frequency resource for User 2 Time frequency resource for User 3 System Bandwidth n頻域多址技術頻域多址技術 OFDM/OFDMAnMIMO技術技術n高階調制技術高階調制技術nHARQ技術技術n鏈路自適應技術鏈路自適應技術 AMCn小區干擾消除小區干擾消除

9、多天線技術-MIMOn多天線技術l MIMO：多入多出 (Multiple Input Multiple Output)l SISO：單入單出 (Single Input Single Output)l SIMO：單入多出 (Single Input Multiple Output)l LTE的基本配置是DL 2*2 和UL 1*2 , 最大支持 4*4MIMO概念nMIMO技術的基本出發點是將用戶數據分解為多個并行的數據流，在指定的帶寬內由多個發射天線上同時刻發射，經過無線信道后，由多個接收天線接收，并根據各個并行數據流的空間特性（Spatial Signature），利用解調技術，最終恢復

10、出原數據流。 MIMO的優點n陣列增益：可以提高發射功率和進行波束形成n系統的空間分集特性：可以改善信道衰落造成的干擾n系統的空間復用增益：可以構造空間正交的信道，從而成倍地增加數據率LTE下行MIMO模式1單天線端口，端口單天線端口，端口 0 2發射分集發射分集 3開環空分復用開環空分復用457閉環空分復用閉環空分復用多用戶多用戶 MIMO非碼本波束成形非碼本波束成形 6碼本波束成形碼本波束成形 預編碼預編碼 LTE 定義了定義了7種下行種下行MIMO傳輸模式（由高層通過傳輸模式通知傳輸模式（由高層通過傳輸模式通知UE） 提高用戶峰值速率提高用戶峰值速率提高小區吞吐量提高小區吞吐量增強小區覆

11、蓋，增強小區覆蓋，抑制干擾抑制干擾對抗衰落LTE下行的SU-MIMOSU-MIMO: 空分復用兩個數據流在一個TTI中傳送給UESU-MIMO: 發射分集只傳給UE一個數據流LTE下行的MU-MIMOMU-MIMO 結合空分復用.給每個UE傳送兩個數據流.MU-MIMO 結合發射分集.給每個UE傳送一個數據流.LTE上行中的MIMOn上行支持 MU-MIMOn目前支持的配置是1x2 或1x4.n將來支持2x2 或4x4.n頻域多址技術頻域多址技術 OFDM/OFDMAnMIMO技術技術n高階調制技術高階調制技術nHARQ技術技術n鏈路自適應技術鏈路自適應技術 AMCn小區干擾消除小區干擾消除高

12、階調制-2-1.5-1-0.500.511.52-2-1.5-1-0.500.511.5201LTE BPSK Constellation Map-2-1.5-1-0.500.511.52-2-1.5-1-0.500.511.5200011011LTE QPSK Constellation Map-1.5-1-0.500.511.5-1.5-1-0.500.511.50000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111LTE 16QAM Constellation Map-1.5-1-0.500.511.5-1.5-1

13、-0.500.511.5000000000001000010000011000100000101000110000111001000001001001010001011001100001101001110001111010000010001010010010011010100010101010110010111011000011001011010011011011100011101011110011111100000100001100010100011100100100101100110100111101000101001101010101011101100101101101110101111

14、110000110001110010110011110100110101110110110111111000111001111010111011111100111101111110111111LTE 64QAM Constellation Mapn高階調制可提高峰值速率.nLTE 支持BPSK, QPSK, 16QAM 和64QAM.n頻域多址技術頻域多址技術 OFDM/OFDMAnMIMO技術技術n高階調制技術高階調制技術nHARQ技術技術n鏈路自適應技術鏈路自適應技術 AMCn小區干擾消除小區干擾消除混合自動重傳請求（ HARQ）nFEC：前向糾錯編碼 (Forward Error Cor

15、rection)nARQ：自動重傳請求(Automatic Repeat Request)nHARQ=FEC+ARQFEC 通信系統劣勢劣勢:u 可靠性較低可靠性較低;u 對信道的自適應能力較低對信道的自適應能力較低u 為保證更高的可靠性需要較長的碼，因為保證更高的可靠性需要較長的碼，因此編碼效率較低，復雜度和成本較高此編碼效率較低，復雜度和成本較高優勢優勢:u 更高的系統傳輸效率更高的系統傳輸效率; u 自動錯誤糾正，無需反饋及重傳自動錯誤糾正，無需反饋及重傳;u 低時延低時延.ARQ 通信系統劣勢劣勢:u 連續性和實時性較低連續性和實時性較低;u 傳輸效率較低傳輸效率較低;優勢優勢:u 復

16、雜性較低復雜性較低;u 可靠性較高可靠性較高; u 適應性較高適應性較高;HARQ機制HARQ實際上整合了實際上整合了ARQ的高可靠性和的高可靠性和FEC的高效率的高效率n頻域多址技術頻域多址技術 OFDM/OFDMAnMIMO技術技術n高階調制技術高階調制技術nHARQ技術技術n鏈路自適應技術鏈路自適應技術 AMCn小區干擾消除小區干擾消除鏈路自適應 AMC原理nQPSK, 16QAM 和64QAM.n“連續”的編碼速率（0.07 0.93）.n頻域多址技術頻域多址技術 OFDM/OFDMAnMIMO技術技術n高階調制技術高階調制技術nHARQ技術技術n鏈路自適應技術鏈路自適應技術 AMCn

17、小區干擾消除小區干擾消除小區間干擾消除n小區間干擾消除技術方法包括：l 加擾l 跳頻傳輸l 發射端波束賦形以及IRC l 小區間干擾協調 l 功率控制小區間干擾消除加擾nLTE系統充分使用序列的隨機化避免小區間干擾n一般情況下，加擾在信道編碼之后、數據調制之前進行即比特級的加擾l擾碼序列一般與UE ID、小區ID以及時隙起始位置有關nPHICH（物理混合重傳指示信道：也就是ACK/NACK信號）的加擾是在調制之后，進行擴頻時進行加擾小區間干擾消除跳頻傳輸n目前LTE上下行都可以支持跳頻傳輸，通過進行跳頻傳輸可以隨機化小區間的干擾l有些物理信道采用子幀內跳頻傳輸，有些采用子幀間的跳頻傳輸小區間干

18、擾消除發射端波束賦形n提高期望用戶的信號強度 n降低信號對其他用戶的干擾 n特別的，如果波束賦形時已經知道被干擾用戶的方位，可以主動降低對該方向輻射能量下行上行小區間干擾消除 IRCn當接收端也存在多根天線時，接收端也可以利用多根天線降低用戶間干擾，其主要的原理是通過對接收信號進行加權，抑制強干擾，稱為IRC（Interference Rejection Combining：干擾抑制合并）頻率資源協調(example)小區間干擾消除小區間干擾協調n基本思想 ：以小區間協調的方式對資源的使用進行限制，包括限制哪些時頻資源可用，或者在一定的時頻資源上限制其發射功率 n靜態的小區間干擾協調l不需要標

19、準支持l頻率資源協調/功率資源協調課程內容nTD-LTE概述 nTD-LTE網絡架構 nTD-LTE協議棧nTD-LTE關鍵技術nTD-LTE與與LTE FDD的區別的區別TD-LTE與LTE FDD技術綜合對比 技術體制技術體制TD-LTELTE FDD采用的相同的關鍵技術采用的相同的關鍵技術信道帶寬靈活配置1.4M，3M，5M，10M，15M，20M1.4M，3M，5M，10M，15M，20M幀長10ms (半幀5ms，子幀1ms)10ms (子幀1ms)信道編碼卷積碼、Turbo碼卷積碼、Turbo碼調制方式QPSK，16QAM，64QAMQPSK，16QAM，64QAM功率控制開環結合閉環開環結合閉環MIMO多天線技術支持支持技術差異技術差異雙工方式TDDFDD子幀上下行配置無線幀中多種子幀上下行配置方式無線幀全部上行或者下行配置HARQ個數與延時隨上下行配置方式不同而不同個數與延時固定調度周期隨上下行配置方式不同而不同，最小1ms1ms雙工方式對比 上行/下行頻率上行/下行時間保護間隔下行上行下行時間頻率下行上行雙工濾波器保護帶n用時間來分離接收和發送信道，時間資源在兩個方向上進行分配，基站和移動臺之間須協同一致才能順利工作 n在支持對稱業務時，能