分類號密級________UDC________中國地質大學江城學院畢業設計（論文）LTE的關鍵技術和移動通信的未來發展姓名：楊美榮專業：通信工程班級：29001201學號：2900120121指導教師：吳國平教授論文外文題目：LTEkeytechnologiesandthefuturedevelopmentofmobilecommunications論文主題詞：LTE,移動通信外文主題詞：LTE，MobileCommunication論文答辯日期：答辯委員會主席：評閱教師：原創性聲明本人呈交的畢業論文，是在導師的指導下，獨立進行研究工作所取得的成果，所有數據、圖片資料真實可靠。盡我所知，除文中已經注明引用的內容外，本畢業論文的研究成果不包含他人享有著作權的內容。對本論文所涉及的研究工作做出貢獻的其他個人和集體，均已在文中以明確的方式標明。本畢業論文的知識產權歸屬于培養單位。本人簽名：日期：______________摘要LTE（LongTermEvolution，長期演進)是由3GPP（The3rdGenerationPartnershipProject）組織規劃的UMTS（UniversalMobileTelecommunicationsSystem）技術標準的長久演變，2004年的12月份，在3GPP多倫多會議上正式成立且啟動。LTE系統引入了OFDM（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，正交頻分復用）和MIMO（Multi-Input&Multi-Output）等關鍵技術，明顯提升了頻譜效率和數據傳輸的速率（20M帶寬在2X2MIMO在64QAM情況下，理論值下行最大傳輸速率為201Mbps，考慮到信令消耗后大約是150Mbps，但根據現實網絡以及終端能力的限制，人為定義下行峰值速率為100Mbps，上行峰值速率為50Mbps），并支持多種帶寬分流：1.4MHz，3MHz，5MHz，10MHz，15MHz和20MHz等，且支持全球主流2G/3G頻段和一些新增頻段，頻譜分配相比之前較為簡便，也明顯的提高系統的容量和覆蓋率。架構逐漸走向扁平化和簡單化，很大程度減少了網絡節點和系統的復雜程度。由于減少了系統時延，所以也減少了網絡部署和維護系統的成本。LTE系統支持與其他3GPP系統互操作。根據雙工方式不同LTE系統分為FDD-LTE（FrequencyDivisionDuplexing）和TDD-LTE(TimeDivisionDuplexing)，二者技術的主要區別在于空口的物理層上（像幀結構、時分設計、同步等）。在TDD系統下行使用相同的頻帶傳輸在不同的時段,和下行FDD系統接口使用成對的樂隊可以傳輸和接收數據,和TDD模式相比,FDD頻譜利用率低。本文就LTE現階段的關鍵技術和移動通信的未來發展展開討論。其中包含FDD-LTE,TD-LTE的區別，載波擴容，載波聚合，OFDM和MIMO等關鍵技術，以及移動通信行業未來的發展。關鍵詞：LTETD-LTEFDD-LTEOFDMMIMOABSTRACTLTE(longtermevolution,longtermevolution)isbythe3GPP(the3rdgenerationpartnershipproject,longtermevolutionoftheuniversalmobiletelecommunicationsystem,thethirdgenerationpartnershipproject)madeofUMTS(universalmobiletelecommunicationssystem)technologyasthestandard,inDecember2004in3GPPTorontomeetingofficiallyapprovedandstart.TheLTEsystemintroducedOFDM(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing,orthogonalfrequencydivisionmultiplexing)andMIMO(Multi-Input&Multi-Output,multipleinputmultipleoutput)technology,significantlyincreasethespectrumefficiencyanddatatransmissionrate(20Mbandwidthof2X2MIMOinthecaseof64QAM,thetheoreticalmaximumdownlinktransmissionrateof201Mbps,removethesignalingoverheadafterabout150Mbps,butaccordingtotheactualnetworkandterminalcapacityconstraints,isgenerallybelievedthatthedownlinkpeakrateof100Mbps,50Mbps)onthebehavior,andsupportsavarietyofbandwidthallocation:1.4MHz,3MHz,5MHz,10MHz,15MHzand20MHz,andthesupportoftheglobalmainstream2G/3Gbandandsomenewbands,andthusmoreflexiblespectrumallocation,systemcapacityandcoveragealsosignificantlyimproved.LTEsystemnetworkarchitectureismoresimplified,reducingthecomplexityofthenetworknodesandsystem,thusreducingthesystemdelay,butalsoreducesthenetworkdeploymentandmaintenancecosts.LTEsystemsupportforinteroperabilitywithother3GPPsystems.Fdd-lte(frequencydivisionduplexing)andtdd-lte(timedivisionduplexing)accordingtothedifferentduplexLTESystems,themaindifferencebetweenthetwotechnologiesisemptyofphysicallayeron(likeframestructure,timedesignandsynchronization).DownlinkFDDsysteminterfaceusingpairedbandscantransmitandreceivedata,andsystemsinTDDuplinkanddownlinkusethesamefrequencybandtransmissionindifferenttimeslots,aduplexFDDmode,TDDhasahigherspectrumutilization.ThistopicmainlystudiesthekeytechnologiesandfuturedevelopmenttrendofLTEinthepresentstage.WhichcontainsTD-LTE,FDD-LTEdifference,carrierexpansion,carrieraggregation,OFDMandMIMOandotherkeytechnologies,aswellasthefuturedevelopmentofthemobilecommunicationsindustry.Keywords:LTETD-LTEFDD-LTEOFDMMIMO目錄TOC\o"1-4"\h\z\u1引言 11.1LTE產生的背景 11.2LTE產生的意義 11.3LTE發展的目的 12LTE的關鍵技術 22.1LTE/SAE網絡結構 22.1.1LTE/SAE網絡結構的特點 22.1.2LTE/SAE網絡結構的優勢 22.2OFDM技術 32.2.1OFDM技術的定義 32.2.4OFDM技術的基本原理 42.3MIMO技術 52.3.1MIMO技術的定義 52.3.2MIMO技術的產生背景 52.3.3.1空間復用 62.3.3.2空間分集 72.3.4MIMO技術的優點 92.4LTE功率控制技術 102.4.1LTE功率控制概述 102.4.2上行功率控制 112.4.3下行功率分配技術 132.4.4CDMA功率控制與LTE功率控制技術的對比 152.5載波聚合技術 162.5.1載波聚合技術的簡介 162.5.2載波聚合技術的發展歷程 162.6SON技術 172.6.1SON技術的定義 172.6.2SON技術的功能 172.6.3SON的關鍵技術 173移動通信的未來發展 193.1移動通信技術的發展歷程 193.2移動通信技術的現階段目標 203.3移動通信未來的展望——5G網絡 223.3.15G網絡的概述 223.3.25G移動通信技術的特點 223.3.35G網絡的發展前景 23結束語 24致謝 25參考文獻 261引言1.1LTE產生的背景在移動通信技術不斷改進和提升,2004年11月3gpp開始啟動第三代移動通信系統長期演化LTE項目,以實現3G技術向4G的平滑過渡。3GPP對LTE項目的工作大體分為兩個時間段：SI(StudyItem)階段：2005年3月份至2006年6月份完成可行性研究報告；WI(WorkItem)階段：2006年6月份至2007年6月份完成核心技術的規范工作。于2007年中旬LTE相關標準制定(3GPPR7)完成制定，在2008年或2009年中期推出商用產品。演進路線：

GSM>GPRS>EDGE>WCDMA>HSPA>HSPA+>LTE長期演進1.2LTE產生的意義今天,移動通信行業的競爭非常激烈,全球移動通信出現IP寬帶、移動情況。3G移動通信技術變得越來越成熟,特別是基于WCDMA無線接入技術,它在世界上被廣泛使用。。自從出現了寬帶無線接入概念，WiFi和WiMAX等無線接入方案發展飛快，為了保證移動通信行業中的主導地位和競爭力，3GPP在2004年1月啟動了長期演進計劃（LongTermEvolution，LTE），以實現3G技術向B3G和4G的平滑過渡。3GPP近幾年啟動的最大科研項目就是LTE計劃，其目的在于推動3G技術的發展的同時滿足人們未來十年左右對于移動通信技術的需求。低復雜度、低時延、低成本是3GPP設計的主要目標，因此才能實現更高的系統吞吐量、用戶容量和端到端的服務質量保證。1.3LTE發展的目的1.減少每比特成本。2.增加業務種類，更好的用戶體驗和更低的成本。3.更好地使用現有的以及新的頻譜資源。4.簡單的網絡結構和開放的接口。5.更加合理地利用終端電量。2LTE的關鍵技術2.1LTE/SAE網絡結構圖2.1LTE/SAE網絡結構2.1.1LTE/SAE網絡結構的特點扁平化網絡架構，全IP。2.1.2LTE/SAE網絡結構的優勢1．優化的網絡架構能得到更好的性能，推動IP網絡應用。2.平面網絡結構,降低系統延遲,業務廣泛的發展,用戶體驗更好。3．減少網元數目，網絡部署更加簡便，維護更為容易有效降低TCO。4.剔除了RNC的集中控制，網絡更穩定。2.1.3無線接入網全IP的優勢1.高傳輸效率2.網絡升級方便3.建設速度快，運維成本低。2.2OFDM技術2.2.1OFDM技術的定義OFDM[[]張菊茜.OFDM系統關鍵技術研究[D].南京郵電大學:張菊茜,2006.78-99](OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing)即正交頻分復用技術，實際上OFDM是[]張菊茜.OFDM系統關鍵技術研究[D].南京郵電大學:張菊茜,2006.78-992.2.2OFDM技術的產生背景通常的數字調制[[]史文娟.OFDM信號調制方式識別方法的研究與實現[D].西南交通大學:史文娟,2015.29-76]都是在單個載波上進行，如PSK、QAM等。單載波的調制方式很容易引起碼間干擾，從而使誤碼率大大增加，并且在多徑傳播的環境下還會造成突發誤碼。如果高速串行數據轉換為低速數據流[]史文娟.OFDM信號調制方式識別方法的研究與實現[D].西南交通大學:史文娟,2015.29-762.2.3ODFM技術的系統框圖圖2.2ODFM技術的系統框圖2.2.4OFDM技術的基本原理OFDM[[]羅仁澤.OFDM無線移動通信系統關鍵技術研究[D].電子科技大學:羅仁澤,2005.34-52]中的載波周期（整數個）存在于象征著時間的載體,和每個相鄰載波的零點與載波頻譜重疊。有一個小承運人之間的重疊,所以它比傳統的FDMA頻帶利用率。在這個過程中,字符串并將高速數據流,分配給一個數量的子信道傳輸,信道率相對較低[]羅仁澤.OFDM無線移動通信系統關鍵技術研究[D].電子科技大學:羅仁澤,2005.34-522.2.5OFDM技術的優勢1．在窄帶帶寬下也能夠發出大量的數據。2.OFDM技術可以持續監測瞬時變化的通信傳輸介質的特性,因為通信路徑傳輸數據的能力將改變隨著時間的推移,所以OFDM可以很好的匹配,切割和連接到相應的載體可以繼續溝通。3.可以自動檢測的技術在一個存在載波干擾脈沖的傳輸介質或高信號衰減,并采取適當的措施成功的通信調制使指定的載波頻率。4.OFDM技術是特別適合于人口密集,高層建筑和著名的地方的地形以及多塊區域。降低多路徑效應的影響信號的高速數據傳輸和數字聲音廣播具有十分重要的意義。5．尤為重要,在頻譜資源有限的無線環境的信道利用率高,副載波數量很大時,頻譜利用率接近2Baud/Hz。2.2.6OFDM技術的不足1.對相位噪聲和載波頻偏十分敏感2.峰均比過大3.所需線性范圍寬2.3MIMO技術2.3.1MIMO技術的定義MIMO[[]錢榮榮.無線通信系統MIMO檢測技術研究[D].北京郵電大學:[]錢榮榮.無線通信系統MIMO檢測技術研究[D].北京郵電大學:錢榮榮,2010.66-892.3.2MIMO技術的產生背景LTE系統的下行MIMO技術[[]葉琳.LTE中的頻率規劃及干擾問題探討[M].華南理工大學:葉琳,2015.89-100]的目的就是為了滿足系統中高系統容量和高速數據傳輸速率方面的需要。下行MIMO技術主要有：空間復用、波束成形和空間分集等三大類。同樣,LTE系統上行空間復用MIMO技術還包括和空間的多樣性。在LTE系統中,基本上行天線是2*1,這是兩個接收天線和發射天線。事實上,終端問題過于復雜,[]葉琳.LTE中的頻率規劃及干擾問題探討[M].華南理工大學:葉琳,2015.89-100事實上MIMO技術在很久前就被提出，馬可尼在1908年就用它來抗衰落[[]Jin-Kyu,Han.MIMOTechnologiesin3GPPLTEandLTE-Advanced[M].DigitalMedia&CommunicationsR&DCenter,SamsungElectronics:JuhoLee,Jin-KyuHan,2009.34-42]。AT&T貝爾實驗室的學者在90年代無線移動通信系統MIMO技術有了巨大的提高,雖然在70年代提出了把通信網絡技術。Teladar在1995年探索出衰落情況下的MIMO容量，Foshinia在1996年提出的MIMO算法,d-blast(對角貝爾實驗室分層時空)算法,Tarokh等在1998年討論適用于MIMO時空編碼,Wolniansky等1998年,與V-BLAST(貝爾實驗室垂直分層的時空)算法被用來建立一個多輸入更多的實驗系統和實驗在實驗室里一個普通的系統很難實現頻譜利用率——[]Jin-Kyu,Han.MIMOTechnologiesin3GPPLTEandLTE-Advanced[M].DigitalMedia&CommunicationsR&DCenter,SamsungElectronics:JuhoLee,Jin-KyuHan,2009.34-422.3.3MIMO技術的原理 2.3.3.1空間復用空間復用[[]傅海陽.TD-LTE系統中的MIMO空分復用技術研究[]傅海陽.TD-LTE系統中的MIMO空分復用技術研究[D].南京郵電大學:方暉,2013.56-189圖2.3MIMO系統的空間復用原理圖在目前的LTE協議中，下行采用的是SU-MIMO。只有PMCH和PDSCH這兩種渠道可以用來傳輸天線系統,另一種下行物理信道只能使用發射分集或單天線發射,不支持多個輸入輸出。LTE系統的空間復用原理圖如下所示：圖2.4LTE系統的空間復用原理圖2.3.3.2空間分集空間分集[[]李三江.LTE物理層下行關鍵技術研究[M].電子科技大學[]李三江.LTE物理層下行關鍵技術研究[M].電子科技大學:李三江,2009.45-67發射分集：在發射端利用多幅發出天線發射信息，達到空間分集的目的的方法是通過對不同的天線發射的信號進行編碼，接收端就可以得到比單天線更高的信噪比。其中包括STTD（空時發射分集）、SFBC（空頻發射分集）、CDD（循環延遲分集）。1.STTD（空時發射分集）：在不同時空編碼的信號傳輸天線玩時空多樣性;聯合編碼數據流的發射機是符號錯誤概率(信道衰落和噪聲導致的),由于時空編碼傳輸端聯合編碼增加信號的冗余度,因此信號獲得分集增益的空間和時間。我們可以使用高階調制來改善頻譜效率和數據速率,以及提高相同的通信鏈路的可靠性通過使用額外的分集增益。圖2.5空時編碼技術結構圖利用時域與空域之間的準正交或正交特性是STC技術的物理本質，遵循某一種特殊的準則，把編碼冗余信息均勻映射到空時的二維平面可以用來減弱時間選擇性衰落及空間選擇性衰落的消極影響（無線多徑傳播所引起），則可以提高在無線信道中高速數據的傳輸。圖2.6STC的原理圖2.SFBC（空頻發射分集）：空間頻率發射分集和空間發射多樣性的原則是相似的,區別在于空間頻率發射分集發送符號的空間和頻域編碼,不同子載波的頻率分集增益軸承相同的一組數據。空頻發射分集原理結構圖如下所示：圖2.7空頻發射分集原理結構圖除兩天線SFBC發射分集外，LTE協議還支持4天線SFBC發射分集，并且給出了構造方法。空頻發射分集方式一般要求盡可能獨立的發射天線，這樣才能最大限度的獲取分集增益。3.CDD（循環延遲分集）：CDD是一種普遍的時間分集方式，相當于發射端為接收端人為制造多徑。LTE的CP特性采用循環延時操作而非簡單的線性延時。從DFT變換特性,信號在時域的周期性循環移位,可以看出,LTE的周期時間延遲的多樣性是在頻域。LTE協議功能支持大的時間延遲和延遲多樣性模式結合下行空間復用。大型循環延遲多樣性周期的延時擴展天線端口SU-MIMO空間復用的概念層,并增加延遲非常明顯,有兩個天線為例,這種延遲達到一半的集成階段的象征,也就是說,1024Ts。當前LTE協議支持2天線和4下行發射分集天線,為了最大化分集增益,它通常需要傳輸天線盡可能獨立。接收分集：多個天線接收多個獨立信號相同的副本信息由多個頻道。由于信號的特點,不可能在同一時間在深衰落,為了提高接收信噪比,不管什么時候至少可以確保提供一個足夠大的強度的信號復制到接收機。圖2.8接收分集原理示意圖2.3.4MIMO技術的優點大量的信號在無線電信號傳播時生成。每個信號都是一個空間流。單輸入單輸出系統只能用于發送或接收一個空間流。天線系統允許多個天線同時發送和接收多個空間流,并能夠區分不同空間方向的信號。MIMO技術的應用使空間成為一種資源,可以用于提高性能,可以增加無線系統的覆蓋范圍。MIMO接入點多輸入多輸出(MIMO)客戶端也可以發送和接收一個多元化之間的空間流,信道容量可以線性天線的數量增加,所以無線信道的容量可以成倍地增加了使用MIMO信道在不增加帶寬和發射功率,和光譜率可以增加成倍增長。利用空間復用增益和空間分集增益MIMO信道,多天線可以用來抑制信道衰落。多天線系統的應用,同時并行數據流可以傳播,它可以克服信道的衰落,降低誤碼比特率。2.4LTE功率控制技術2.4.1LTE功率控制概述根據上行和下行信號的傳輸特點,LTE物理層定義相應的功率控制機制。對于上行信號，終端的功率控制在節電和抑制小區間干擾兩方面具有重要意義，因此，上行功率控制是LTE重點關注的部分。上行功率控制區域,分別控制上行共享通道PUCCHPUSCH上行控制信道隨機存取通道開環和SRS上行參考信號。開環功率控制模式總是用于開環通道。其他頻道/信號功率控制是通過TPC閉環功率控制信號下行PDCCH通道。對下行信號,基站之間的合理的功率分配和協調能抑制細胞之間的干涉,并改善系統性能相同頻率的網絡。準確地說,LTE的下行方向是一種功率分配機制,而不是功率控制。有不同權力之間的比率不同的物理通道和參考信號。下行功率分配是一種開環的方式來控制基站的傳輸能量在每個子載波的下行。RS推出恒功率下降。的主要目的下行控制信道共享PDSCH功率控制補償的路徑損耗和慢衰落,確保下行數據鏈路的傳輸質量。下行共享信道PDSCH傳輸功率和傳輸功率正比于RS。它是根據醫院藥學部醫院藥學部之間的比較和目標問題反饋調整,是一個閉環功率控制的過程。在基站端,持有醫院藥學部的對應關系表上行問題反饋價值和力量。什么樣的醫院藥學部基站接收,就會知道多少力量,可以達到一定的信噪比(SINR)目標。圖2.9E-URTAN無線接入網絡架構圖2.4.2上行功率控制上行功率控制[[]JamesW.Cooley,JohnW.Tukey.AnalgorithmforthemachinecalculationofcomplexFourierseries[J].MathematicsofComputation.1965.90-93]可以兼顧兩方面的需求，即UE的發射功率既足夠大以滿足QoS的要求，又足夠小以節約終端電池并減少對其他用戶的干擾。為了實現這個目標，上行鏈路功率控制必須使自己適應于無線傳播信道的特征（包括路徑損耗特征、陰影特征和快速衰落特征），和克服來自其他用戶的干擾(包括用戶的干擾小區內和相鄰的[]JamesW.Cooley,JohnW.Tukey.AnalgorithmforthemachinecalculationofcomplexFourierseries[J].MathematicsofComputation.1965.90-93LTE功率控制房間開環功率控制和閉環功率控制的組合,所以與純粹的閉環功率控制相比,所需的反饋信息理論是相對較小的,即只有當LTEUE不能準確估算功率設置時才需要閉環功控。根據路徑損耗估算和開環算法，LTE系統為PSD（功率頻譜密度，PowerSpectralDensity）發射設定了一個粗糙的操作點，這能在最普通的路徑損耗及陰影衰落場景中為平均的調制編碼方法提供適當的PSD。圍繞著開環操作點，LTE上行的閉環功率控制能提供更快的調整，這能夠更好地控制干擾，并且更精細地調整功率以適應信道情況（包括快衰落變化）。由于LTE的上行鏈路是完全正交的，上行功率控制不需要象CDMA那樣快，功控周期一般不超過幾百赫茲。每個UE根據接收到的參考信號RS的信號強度完成路徑損耗測量，以確定要補償部分路徑損耗（fractionofthepath-loss）需要多大的發射功率，因此也被稱作FractionalPowerControl（部分功率控制）。部分功率控制的參數由eNodeB決定，該參數的取值需要兼顧平衡整體頻譜效率和小區邊緣性能。部分功率的控制和閉環功率的控制命令共同完成上行功率控制。為了實現小區間的干擾協調和提高小區邊緣性能以及整體頻譜效率，功率控制需要與頻域資源分配策略相結合。其中的一種干擾協調技術是為位于相鄰小區的路徑損耗相似的幾個UE分配相同的時頻資源，這樣可以提高小區邊緣的性能，避免那些離基站比較近的相鄰小區UE引起的強干擾（特別是有些基站的前后比性能不理想）。PUSCHLTE上行功率控制,PUCCH和SRS。三種不同的功率控制信號的數學公式或上行通道,但是它可以分為兩個基本部分：1）根據eNodeB下發的靜態或者半靜態參數計算得到的基本開環操作點；2）每個子幀都可能調整的動態偏置量，即：每個RB的功率=基本開環操作點+動態偏置量基本開環操作點取決于一系列因素，包括小區間的干擾狀況和小區負荷，它可以進一步分成兩部分：一個半靜態功率基數值P0，P0可以分成適用所有小區內UE的通用功率數值，一個每個UE不同的偏置量；一個開環路徑損耗補償分量。開環路徑損耗補償分量取決于UE對下行路徑損耗的估算，后者由UE測量到的RSRP數值和已知的下行參考信號（RS）的發射功率計算而得。在一種極端情況下，eNodeB可以把P0設置為最小值-126dBm，完全根據UE測量的路徑損耗的大小來調整上行功率。假設做一個完整的路徑損耗補償的方法可以獲得最大限度的讓用戶在村莊的公平待遇的邊緣，但在更為現實的部署環境的村，對路徑損耗補償方法的實現部分可以降低小區間的干擾，并且不需要為了保證小區邊緣用戶許多資源分配的傳輸質量，從而提高整個系統的上行鏈路容量。因此LTE系統引入了部分路徑損耗補償因子α，以平衡上行公平調度和整體頻譜效率。當α的取值為0.7-0.8時,既能讓系統接近最大容量，又不讓小區邊緣的數據速率過多地下降。于是，每個RB的發射功率中的基本開環操作點被定義為：基本開環操作點=P0+α×PL。其中PL是PathLoss的縮寫。對于低速率的PUCCH信道（傳送ACK/NACK和CQI信息），路徑損耗補償是和PUSCH分開實施。不同用戶的PUCCH信道之間是碼分復用（CDMA），為了更好地控制彼此之間的干擾，PUCCH的功率控制采用完全路徑損耗補償方法。PUCCH的P0也和PUSCH不同。每個RB的發射功率中的動態偏置量（DynamicOffset）也可分成兩個分量：1）MCS決定的分量；2）TPC（TransmitterPowerControl）命令決定的分量。MCS決定的分量也叫ΔTF（TF是TransportFormat）的縮寫。綜上所述，UE上行發射功率可以表達為：圖2.10UE上行發射功率表達式以PUSCH為例，在子幀i，終端的PUSCH信道的發射功率可以表示為：P_PUSCH^((i))=min{P_CMAX，10lg?(M_PUSCH(i))+P_(O_(_PUSCH))(j)+α(j)×PL+Δ_TF(i)+f(i)}(dBm)其中，（1）P_CMAX表示終端的最大發射功率。（2）M_PUSCH(i)：PUSCH的傳輸帶寬（RB數目）（3）P_(O_(_PUSCH))(j)：上行接收機的噪聲可以了解高信號的參考價值。（4）α的取值范圍是{0,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9,1}：大尺度衰落的賠償金額的部分表示功率控制算法,和高水平的數值表示信號使用3bit的信息。而PL是終端測量得到的下行大尺度損耗。（5）Δ_TF(i)：抵消由數據類型(控制信息和數據信息)調制和編碼模式和調制編碼模式。（6）f(i)：終端閉環功率控制調整值,這個值可以調整根據功率控制命令格式0/3/3APDCCH。閉環功率控制有兩種類型的物理層,絕對值型(absolute)和累積型(accumulation)。終端的功率空間（PowerHeadroom）是功率控制過程的重要參數，物理層對終端剩余的功率空間進行測量，并上報高層。2.4.3下行功率分配技術

LTE在下行不采用功率控制[[]HeHong,LiTao,YangTong,HeLin.ResearchonUCDPrecodingforMIMOSystem[J].AdvancedMaterialsResearch.2012.455-465]，使用下行功率分配將功率分配到RE上。下行功率分配過程主要包括PDSCH信道的功率分配，主要是控制下行EPRE（EnergyPerRE，每個RE上的能量），對PDCCH信道可以根據用戶的信道質量自適應調整發射功率，同時還可以使用下行RNTP測量來進行小區間的功率協調。具體如下。[]HeHong,LiTao,YangTong,HeLin.ResearchonUCDPrecodingforMIMOSystem[J].AdvancedMaterialsResearch.2012.455-465（1）PDSCH信道采用RSEPRE方式進行分配。eNodeB決定下行每個RE的傳輸功率。UE可以假設下小區特定參考信號的持續下行帶寬,并假定為常數在所有的子幀,直到接收信息的不同社區特定參考信號功率。下行參考信號可以用于引用先進的配置參數信號的能力。下行參考信號的傳輸功率定義為系統帶寬的所有軸承的軸承地區重新供應一個專用參考信號的線性平均水平。OFDM信號在每個不包含小區特定的參考信號,對于每個UE,PDSCHEPRE比和小區特定參考信號表示為A。當采用四天線預編碼發射分集時，A等于power?offset+PA+10log10(2)；否則，A等于power?offset+PA。其中，PA為UE專用參數，由高層信令下發。此外，需要說明的是，通常情況下power?offset均為0dB（多用戶MIMO除外）。每個包含UE專用參考信號的OFDM信號，PDSCHEPRE比UE專用參考信號是相同的。此外，UE可以假定為16值QAM和64QAM配置傳輸模式，或傳輸模式8、PDSCHEPRE比UE專用參考信號是0分貝。UE可以假設其向下定位參考信號向下定位參考信號的帶寬和所有包含向下定位參考信號的OFDM符號常數。在每一個包含小區專用參考信號的OFDM符號中，PDSCH與小區專用參考信號的EPRE比值用B表示。不同場景下，不同OFDM符號所對應的A和B如表2.1所示。表2.1同OFDM符號所對應的A和B參考信號表天線端口數AB常規CP擴展CP常規CP擴展CP單天線或雙天線1,2,3,5,61,2,4,50,40,3四天線2,3,5,62,4,50,1,40,1,3高層信令通知的小區專用參數PB以及eNodeB配置的小區專用天線端口數目決定了小區小區專用的比值B/A。其中，PB為小區專用參數，由高層信令下發。不同場景下，B/A的取值如表2.2所示。表2.2B/A的取值表PBB/A單天線端口2天線或4天線端口015/414/5123/53/432/51/2UE可以假定PMCH與參考信號的EPRE比值為0dB在PMCH且使用16QAM或64QAM調制方式的情況下。（2）eNodeB相對窄帶發射功率限制系統定義了RNTP(RelativeNarrowbandTXPowerindication，相對窄帶發射功率指示)，基站間通過X2接口傳遞該參數，通過該參數以比特圖的形式指示每個PRB將要使用的發射功率是否超過門限，從而對下行進行功率協調。2.4.4CDMA功率控制與LTE功率控制技術的對比表2.3CDMA與LTE系統功率控制技術的對比表CDMALTE遠近效應明顯不明顯功控目的對抗快衰落陰影衰落和補償路徑損耗功控周期快功控慢功控功控范圍小區內小區間和小區內具體功率目標整條鏈路的總發射功率上行：每一個RE上的能量EPRE；下行：每一個SC-FDMA符號的能量自干擾明顯無干擾類型小區內寬帶干擾小區間窄帶干擾2.5載波聚合技術2.5.1載波聚合技術的簡介CA[[]侯娜.LTE-A中載波聚合關鍵技術研究[D].北京郵電大學:侯娜,2014.55-78]技術有能力將2至5個LTE成員載波（ComponentCarrier，CC）聚合在一塊，實現最大100MHz的傳輸帶寬，有效提高了上下行傳輸速率，如圖2.10所示。終端根據自己的能力，大多數TDD可以同時使用幾種載體的運輸。CA的功能可以支持連續或非連續載波聚合，每個載波可以使用的最大資源是110RB。在每個載波使用獨立的HARQ實體的每個用戶，每個傳輸塊只能映射到一個特定的載體。每個載波PDCCH信道是相互獨立的，你可以重復使用設計的[]侯娜.LTE-A中載波聚合關鍵技術研究[D].北京郵電大學:侯娜,2014.55-78圖2.11載波聚合技術原理圖全球不同區域的運營商會有不同的LTE頻譜分配，因此也就有不同的載波聚合的頻段組合需求。現在在3gppran4組有很多載波聚合組合頻率進行了討論，主要是確定為滿足不同CA頻段組合工作時基站和終端需要達到的射頻指標。2.5.2載波聚合技術的發展歷程1．在2013的第一時間，韓國SK電訊的商業CA，它將800MHz頻率和聚集的1.8GHz的頻率為20MHz頻段，獲得150Mbps下行峰值速率。一個月后LGU+跟進。

2．EE宣布在2013十一月，英國運營商完成系統band40mhz載波聚合，高達300的MPBS理論速率。

3．澳大利亞運營商Optus第一個完成TD-LTE上載波聚合，其次，香港CSL、日本軟銀、澳大利亞Telstra也緊隨其后完成商用載波聚合。一開始，載波聚合部署非常局限，僅限于2載波。2014年，韓國SK電信、LGU+成功演示了3載波聚合。隨著技術的不斷演進，相信未來還有更多CC的載波聚合。當然還包括TDD和FDD、LTE和WiFi之間的載波聚合。2014年九月，中國電信成功地演示了FDD和TDD載波聚合，這也是道路上的一個新的里程碑的載波聚合。2.6SON技術2.6.1SON技術的定義SON（Self-OrganizingNetwork，自組織網絡）[[]張旭.無線自組織網絡路由算法及相關技術研究[M].吉林大學[]張旭.無線自組織網絡路由算法及相關技術研究[M].吉林大學:張旭,2013.23-322.6.2SON技術的功能SON的功能主要可以歸納為：自配置，自優化，自愈。自配置：指從設備安裝上電到用戶設備能夠正常接入進行業務操作，在很少或者完全沒有工程人員干預的前提下完成。它簡化了新站開通調測流程，減少了人為干預環節，降低了對工程施工人員的要求，目標是做到即插即用，真正降低開站難度從而減少運維成本。自配置功能包括：站點位置智能選擇；自動生成系統設定參數（插入網元）；家庭eNodeB的自配置自優化：根據終端UE（UserEquipment，用戶設備）和基站eNodeB（EvolvedNodeB，演進NodeB）的性能測量等網絡運行狀況，為達到提高網絡性能和質量和減少網絡優化成本和提高網絡性能和質量的目的對網絡參數進行自我調整優化。自優化功能包括：物理信道的自優化、家庭eNodeB的自優化、準入控制參數優化、切換參數優化、擁塞控制參數優化、鏈路層重發方案優化、干擾協調、覆蓋間隙偵測、隨機接入信道優化、負載均衡、分組調度參數優化等等。自愈：網絡問題的自我治愈，像是治病般的“早發現，早診斷，早治療”。該功能通過對系統告警和性能的檢測發現網絡問題，并自檢測定位，部分或者全部消除問題，最終實現對網絡質量和用戶感受的最小化影響。自愈功能包括：小區停用預測；小區停用偵測；小區停用補償2.6.3SON的關鍵技術SON關鍵技術[[]賀敬,常疆.自組織網絡[]賀敬,常疆.自組織網絡(SON)技術及標準化演進[M].諾基亞西門子通信技術(北京)有限公司:常疆,2012.123-130在現階段，SON將實現ANR（AutomaticNeighbourRelation）自動鄰區關系功能、PCI自動配置功能；在更高級階段，將實現負荷均衡優化、RACH（RandomAccessChannel）隨機接入信道優化、覆蓋和容量優化等功能。3移動通信的未來發展3.1移動通信技術的發展歷程移動通信技術發展到現在，已經經歷了四個發展階段，第一代（1G）[[]劉婷婷.新一代無線通信系統中的自適應均衡技術研究[M].電子科技大學:劉婷婷,2006.1-5]通信技術自1980年代初,經過十多年的發展[]劉婷婷.新一代無線通信系統中的自適應均衡技術研究[M].電子科技大學:劉婷婷,2006.1-5第二代（2G）通信技術始于1990年代初,使用更密集的結構和參考技術,如智能技術的發展,從1G的技術改善,但仍不能滿足移動通信業務發展的需要。第三代(3G)通信技術,通過智能信號處理技術的應用,如可以提供第一代技術無法提供移動寬帶服務,但頻譜利用率很低,仍有大量的價值沒有充分利用頻譜資源。因此,3G技術遠遠不符合未來的通信技術也無法滿足人們的需求。第四代（4G）[[]胡玉佩.LTE技術及應用前景淺析[J].長沙通信職業技術學院學報.2012.5-10]通信技術[]胡玉佩.LTE技術及應用前景淺析[J].長沙通信職業技術學院學報.2012.5-10第五代（5G）[[]章強.5G移動通信發展趨勢探究[J].內江科技.2016.4-5]通信系統作為新一代的通信系統,符合移動通信技術的發展,是第四代的傳輸延遲、通信技術,[]章強.5G移動通信發展趨勢探究[J].內江科技.2016.4-53.2移動通信技術的現階段目標LTE-Advanced(LTE)的增強版,是移動通信技術4G技術標準,可以完全向后兼容LTE,一般來說,只需要升級的軟件版本原始LTE。標準峰值速率達到下行1Gbps，上行500Mbsp。LTE-Advanced是LTE（LongTermEvolution）的演進，是演進而不是革命。研究和開發的目的是滿足和超過IMT-Advanced的要求,保持良好的LTE向后兼容性,以滿足未來幾年,更多的應用程序和更高的無線通信市場的需求。LTE-A采用了載波聚合（CarrierAggregation）、上/下行多天線增強（EnhancedUL/DLMIMO）、多點協作傳輸（CoordinatedMulti-pointTx&Rx）、中繼（Relay）、異構網干擾協調增強（EnhancedInter-cellInterferenceCoordinationforHeterogeneousNetwork）等關鍵技術，可以大大提高無線通信系統的細胞平均頻譜效率,頻譜效率峰值和峰值數據速率和小區邊緣用戶性能。同時使其成為主流的無線通信在未來幾年內的發展。提高網絡的組網效率，優化網絡生活。圖2.12移動通信發展趨勢圖其主要新技術包含：1.多頻段協同與頻譜整合多頻段層疊無線接入系統：高頻系統優化的小范圍的熱,室內和家庭(如主節點B)、基站系統基于低頻系統,提供一個高頻率的“底線”來填補高頻帶覆蓋的洞和高速移動用戶的系統。2.中繼（Relay）技術：RelayStation(RS)改善覆蓋和提高容量Reapter（直放站）層1RS(AFamplify-and-forward)增強直放站，層2RS和層3RS(DFdecoded-and-forward)，其中層2爭議較大RS，新的干擾源，需要新的幀結構和資源調度，雙工方式等。3.協同多點傳輸（CoMP，CoordinativeMultiplePoint）相當于分布式天線，尤其在小區邊緣增強服務4.家庭基站帶來的挑戰重疊覆蓋、密集部署會造成很難解決的干擾，家庭所有權變更，基站運營商可能是網絡規則丟失的一部分，網絡最優控制的復雜干擾控制和接入管理難度5.物理層的傳輸技術，上行沿用小區間干擾抑制技術以及SC-FDMA(DFT-S-OFDM)技術和消除干擾，聯合檢測。3.3移動通信未來的展望——5G網絡3.3.15G網絡的概述5G網絡[[]張弛.5G技術發展脈絡分析[J].移動通信.2015.4-15]是第五代移動通信網絡，其傳輸速度最高理論值可以達到每秒幾十Gb，這速度比4G網絡傳輸速度快幾百倍，整個圖像的電影可以在1秒內完成下載。在2014年5月13日，三星公司宣布，[]張弛.5G技術發展脈絡分析[J].移動通信.2015.4-153.3.25G移動通信技術的特點1.頻譜利用率高5G移動通信技術和高頻譜資源將被更廣泛的使用,但是在當前的科技水平,通過高頻電波穿透能力,頻譜利用率高,或者有一定的限制,但這并不影響輕負荷廣泛應用于無線網絡和有線和無線寬帶技術融合技術。2.通信系統性能有很大提高傳統通信系統的概念，是信息編碼或解碼