LTE关键技术.ppt

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Copyright2011HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.LTE关键技术分析Copyright2011HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.培训目标l学完本课程后，您应该能：

p了解LTE高阶调制、AMC、HARQ和宏分集技术分析p掌握OFDM的基本原理p了解OFDM和CDMA技术各自的优缺点p掌握LTE的下行多址方式和上行多址方式p掌握LTE采用的MIMO方式Copyright2011HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.目录1.高阶调制、AMC、HARQ和宏分集技术分析2.OFDM技术基本原理3.OFDM技术优势与不足4.下行多址技术和上行多址技术5.LTE下行和上行MIMO技术Copyright2011HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.LTE的调制方式Copyright2011HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.LTE关键技术_高阶调制对吞吐量的改善lPA3Channel（64QAMvs16QAM）p小区边缘:

0%增益。

p小区中心:

0%10%增益。

p靠近基站:

30%50%增益。

高阶调制增益受信道条件影响较大高阶调制增益受信道条件影响较大lPB3Channel（64QAMvs16QAM）p小区边缘:

0%增益。

p小区中心:

0%增益。

p靠近基站:

10%20%增益。

Copyright2011HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.自适应调制和编码（AMC）l信道质量的信息反馈，即ChannelQualityIndicator（CQI）pUE测量信道质量，并报告（每1ms或者是更长的周期）给eNodeBpeNodeB基于CQI来选择调制方式，数据块的大小和数据速率较差的信道环境较多的信道编码冗余NodeBNodeB较好的信道环境较差的信道环境较好的信道环境较少的信道编码冗余较低阶的调制较高阶的调制Copyright2011HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.CQI索引CQIindexmodulationcoderatex1024efficiency0outofrange1QPSK780.15232QPSK1200.23443QPSK1930.37704QPSK3080.60165QPSK4490.87706QPSK6021.1758716QAM3781.4766816QAM4901.9141916QAM6162.40631064QAM4662.73051164QAM5673.32231264QAM6663.90231364QAM7724.52341464QAM8735.11521564QAM9485.5547Copyright2011HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.LTELTE关键技术关键技术-HARQ-HARQ传统的传统的HARQ接收端接收数据块，并解编码根据CRC解校验，得到误块率如果数据块误块率高丢弃错误的数据块接收端要求发送端重发完整的错误的数据块混合混合HARQ接收端接收数据块，并解编码根据CRC解校验，得到误块率如果误块率较高暂时保存错误的数据块接收端要求发送端重发接收端将暂存的数据块和重发的数据混合后再解编码HARQwithSoftCombiningeNodeBUEPacket1?

NPacket1Packet1Packet1Packet1?

+APacket2TransmitterReceiverCopyright2011HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.eNode_B中物理层的H-ARQ操作LTE物理层中会有一个HARQ发送、速率匹配和AMC相结合的操作过程图中的操作会做两次速率匹配Copyright2011HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.H-ARQ不同类型lLTE中HARQ技术主要是系统端对编码数据比特的选择重传以及终端对物理层重传数据合并。

l通过RV（冗余版本）参数来选择虚拟缓存中不同编码比特的传送。

不同RV参数配置支持：

pCC（ChaseCombining）（重复发送相同的数据）pFIR（FullIncrementalRedundancy）（优先发送校验比特）l不同次重传，尽可能采用不同的rv参数，使得打孔图样尽可能错开，保证不同编码比特传送更为平均。

Copyright2011HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.HybridAutomaticRepeatreQuest（HARQ）lChaseCombining（CC）重传方式举例Copyright2011HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.HybridAutomaticRepeatreQuest（HARQ）lIncrementalRedundancy（IR）重传方式举例Copyright2011HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.多进程“停-等”HARQl“停-等”（Stop-and-Wait，SaW）HARQp对于某个HARQ进程，在等到ACK/NACK反馈之前，此进程暂时中止，待接收到ACK/NACK后，再根据是ACK还是NACK决定发送新的数据还是进行旧数据的重传。

Copyright2011HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.目录1.高阶调制、AMC、HARQ和宏分集技术分析2.OFDM技术基本原理3.OFDM技术优势与不足4.下行多址技术和上行多址技术5.LTE下行和上行MIMO技术Copyright2011HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.OFDM的由来单载波lOFDM：

OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing正交频分复用frequency传统多载波frequencyOFDMfrequencyCopyright2011HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.OFDM的核心操作Copyright2011HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.OFDM实现方法Copyright2011HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.加CP操作Copyright2011HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.CP长度的确定lCP长度的考虑因素：

频谱效率/符号间干扰和子载波间干扰p越短越好：

越长，CP开销越大，系统频谱效率越低p越长越好：

可以避免符号间干扰和子载波间干扰Copyright2011HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.CP长度的确定Copyright2011HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.子载波间隔确定l考虑因素：

频谱效率和抗频偏能力p子载波间隔越小，调度精度越高，系统频谱效率越高p子载波间隔越小，对多普勒频移和相位噪声过于敏感l当子载波间隔在10KHz以上，相位噪声的影响相对较低l多普勒频移影响大于相位噪声（以此为主）Copyright2011HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.子载波间隔确定-多普勒频移影响l2GHz频段，350km/h带来648Hz的多普勒频移，对高阶调制（64QAM）造成显著影响。

l低速场景，多普勒频移不显著，子载波间隔可以较小l高速场景，多普勒频移是主要问题，子载波间隔要较大l仿真显示，子载波间隔大于11KHz，多普勒频移不会造成严重性能下降l当15KHz时，EUTRA系统和UTRA系统具有相同的码片速率，因此确定单播系统中采用15KHz的子载波间隔l独立载波MBMS应用场景为低速移动，应用更小的子载波间隔，以降低CP开销，提高频谱效率，采用7.5KHz子载波lWimax的子载波间隔为10.98KHz，UMB的子载波间隔为9.6KHzCopyright2011HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.OFDM图示Copyright2011HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.目录1.高阶调制、AMC、HARQ和宏分集技术分析2.OFDM技术基本原理3.OFDM技术优势与不足4.下行多址技术和上行多址技术5.LTE下行和上行MIMO技术Copyright2011HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.OFDM技术的优势l频谱效率高l带宽扩展性强l抗多径衰落l频域调度和自适应l实现MIMO技术较为简单Copyright2011HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.OFDM技术的优势-频域调度和自适应l集中式、分布式子载波分配方式l集中式子载波分配方式：

时域调度、频域调度l分布式子载波分配方式：

终端高速移动或低信干噪比，无法有效频域调度Copyright2011HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.多载波/单载波对频率选择性衰落的适应Copyright2011HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.OFDM技术的优势-实现MIMO技术简单lMIMO技术关键是有效避免天线间的干扰（IAI），以区分多个并行数据流。

l在平坦衰落信道可以实现简单的MIMO接收。

l频率选择性衰落信道中，IAI和符号间干扰（ISI）混合在一起，很难将MIMO接收和信道均衡分开处理Copyright2011HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.OFDM技术存在的问题lPAPR问题l时间和频率同步l多小区多址和干扰抑制Copyright2011HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.OFDM不足1峰均比高l下行使用高性能功放，上行采用下行使用高性能功放，上行采用SC-FDMA以改善蜂均比以改善蜂均比Copyright2011HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.OFDM不足2对频率偏移特别敏感lLTE使用频率同步解决频偏问题Copyright2011HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.OFDM不足3-多小区多址和干扰抑制lOFDM系统虽然保证了小区内用户的正交性，但无法实现自然的小区间多址（CDMA则很容易实现）