LTE入门原理讲解.ppt

1、TD-LTETD-LTE入门入门目录目录LTE概述1LTELTE发展驱动发展驱动语音收入下降语音收入下降增加收入增加收入：提升带宽，引入新业务，增加业务量：提升带宽，引入新业务，增加业务量网络成本高网络成本高降低成本降低成本：降低数据业务每：降低数据业务每bit成本，增加收益成本，增加收益WiMAXLTEWiMAX的领先的领先应对竞争应对竞争：应对：应对WiMAX阵营的竞争阵营的竞争LTELTE成本成本 现网成本现网成本 LTELTE发展介绍发展介绍移动通信技术标准演进与发展移动通信技术标准演进与发展TDMAGPRS/EDGEWCDMAHSPATD-SCDMATD-HSPACDMAOFDMEV

2、-DO Rel.0D0 Rel.AWiMAX阵营CDMA 2000 1x 峰值速率(UL:DL)0.47/0.47Mbps 小区吞吐量(UL:DL)0.23/0.23Mbps 峰值速率：5.76/14.4Mbps 小区吞吐量：1.5/3Mbps 峰值速率：0.55/1.68Mbps 小区吞吐量：0.36/1Mbps 峰值速率：1.8/3.1Mbps 小区吞吐量：0.4/0.8Mbps峰值速率(220MHz)：50M/150Mbps(注：假设上行最高16QAM）LTE TDD峰值速率(20MHz)：10M/110Mbps(注：3:1配比下，LTE-Adv(包括FDD和TDD)峰值速率：500M1

3、Gbps且假设上行最高16QAM）峰值速率：75MbpsMobile WiMAX802.16m峰值速率：500M1GbpsMobile WiMAX802.16eLTE FDD3G2G4G3.9GnLTE:LongTermEvolution(长期演进）；nTD-LTE和FDDLTE在3GPP标准中的区别很小，主要区别体现在基本的双工方式上；n运营商出于市场竞争方面的考虑，对“4G”有不同的解读LTELTE发展介绍发展介绍TD-LTETD-LTE标准发展标准发展2008200920102011Release 8 TD-LTE：基础版本 多址方式OFDMA/SC-FDMA 支持多流传输，下行4流MI

4、MO，上行MU-MIMO 上下行支持64QAM调制 支持单流波束赋形2012Release 11 TD-LTE-Advanced:上下行MIMO增强载波聚合增强移动Relay，支持高铁应用TDD新频段小区间干扰消除增强标准 化标准化基站节能，促进节 能减排标准化多种无线技术干扰 共存，推进四网融合TD-LTE帧结构融合，TD-LTE发展提速 形成“TypeII”帧结构：包括DwPTS/GP/UpPTS特殊子帧 工信部正式将LTETDD命名为TD-LTE，定位为TD-SCDMA的后续演进Release 10 TD-LTE-Advanced：向IMT-Advanced继续演进增强的上下行MIMO，

5、支持最 高下行8流/上行4流传输，配 合载波聚合实现1Gbps峰值 速率载波聚合支持最大100MHz带宽无线中继Relay分层网络下的小区干扰消除，满足热点和家庭覆盖需求研究能与终端内多种无线技术 干扰共存实现最小路测（MDT）功能 Release 9 TD-LTE:增强 版本支持双流波束赋形，增强性能HomeeNB增强实现自组织网络（SON）功能实现混合载 波eMBMS功能LTELTE系统结构系统结构TDD-LTE频段频段频段频段范围范围带宽带宽目前应用情况目前应用情况A频段（频段（band34）2010-2025MHz15MTD-SCDMAF频段（频段（band39）1880-1900MH

6、z20MTD-SCDMAE频段（频段（band40）2320-2370MHz50MTD-SCDMA/TD-LET规模试验规模试验D频段（频段（band38）2575-2615MHz40MTD-LET规模试验规模试验F频段低段20M（1880MHz-1900MHz）用于我公司TD-SCDMA网络，高段20M（1900MHz-1920MHz）存在PHS干扰E频段50M由于有雷达业务占用，目前只能用于室分TD-LTETD-LTE技术优势技术优势峰值速率10+Mbps平均频谱效率bps/Hz4延迟ms6n更高的速率更高的速率DL:90Mbps SISO;172Mbps 2*2 MIMO;326Mbps

7、 4*4 MIMOUL:58Mbps 16QAM;84Mbps 64QAMn更高频谱效率更高频谱效率DL:5bit/s/HzUL:2.5bit/s/Hzn更低时延更低时延信令时延100ms，业务环回延迟10ms目录目录LTE关键技术2OFDM正交频分复用正交频分复用1234MIMO多发多收多发多收ICIC小区间干扰协调小区间干扰协调高阶调制高阶调制AMCLTELTE关键技术关键技术多址技术：区分不同用户多址技术：区分不同用户频率频率时间时间功率功率FDMA频率频率时间时间功率功率TDMA功率功率时间时间CDMA频率频率LTEOFDMA5OFDM概述(1)减少子载波间的保护频带，提高频谱利用率F

8、1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F1F2F3F4F5F6 F7普通FDM子载波间隔OFDM子载波间隔（部分重合）OFDM概述(2)宽频信道分成正交子信道高速数据信号转换成并行的低速子数据流每个子信道上传输低速子数据流频域波形f宽频信道正交子信道频域调度颗粒度小（180kHz）子载波颗粒度小（15kHz）正交正交频分复用技分复用技术多天线之多天线之MIMOMIMO两只喇叭两只喇叭+两只耳朵两只耳朵双发双收双发双收 MIMO，让上网速率翻番两副接收天线两副接收天线+两副发射天两副发射天线线MIMOMIMO的工作模式的工作模式复用模式不同天线发射不同的数据，可以直接增加容量：2 22MIMO

9、2MIMO方式容量提高方式容量提高1 1倍倍分集模式不同天线发射相同的数据，在弱信号弱信号条件下提高用户的速率UEA B C D E F G HI J K L M N O PA B C D E F G HA B C D E F G HA B C D E F G HUELTELTE中中MIMOMIMO的使用的使用 MIMO模式模式空空间分集（提高可靠性）分集（提高可靠性）空空间复用（提高速率）复用（提高速率）将M个比特流编码，映射和交织后通过互相独立的天线发射出去，充分发掘了分集增益，而且每一个信息流可以独立检测波束成形波束成形利用较小间距的天线阵元之间的相关性，通过阵元发射的波之间形成干涉，集

10、中能量于某个方向上，形成波束，从而实现更大的覆盖和干扰抑制效果LTELTE小区间干扰协调小区间干扰协调n小区内干扰小区内干扰LTE特有的OFDMA接入方式，使本小区本小区内的用户信息承载在相互正交的不同载波上n小区间干扰（小区间干扰（InterCellInterferenceICI）所有的干扰来自于其他小区其他小区LTE同频组网时同频组网时，小区间干扰比较严重，导致位于小区边缘的用户数据吞吐量急剧下降小区边缘的用户数据吞吐量急剧下降。用户感受差。LTE同频组网时同频组网时小区间干扰比较严重小区间干扰比较严重小区边界干扰严重LTELTE小区间干扰协调小区间干扰协调n小区间干扰协调（ICIC）的实

11、现方式很多，主要有一下两类：ICIC部分频率部分频率复用复用软频率软频率复用复用全频率全频率复用复用 按资源调度方式分类ICIC静态静态分配分配半静态半静态分配分配动态动态分配分配协调协调调度调度按资源调度周期分类只有当负荷度较低时，ICIC的增益才能够比较明显。ICIC对于边缘的改善增益明显空口速率提升技术高阶调制空口速率提升技术高阶调制高阶调制的优点：TD-LTE可以采用64QAM调制方式，比TD-SCDMA采用的16QAM速率提升50高阶调制的缺点：越是高性能（速率高）的调制方式，其对信号质量（信噪比）的要求也越高AMC的基本原理的基本原理基于信道质量的信息反馈，选择最合适的调制方式，数

12、据块大小和数据速率 好的信道条件 减少冗余编码，甚至不需要冗余编码 坏的信道条件 增加更多冗余编码目录目录LTE物理层3LTELTE帧结构帧结构FDD-LTE帧结构TDD-LTE帧结构无线帧=10ms子帧=1ms时隙=0.5ms无线帧=10ms半帧=5ms子帧=1ms#0#2#3#4DwPTSGPUpPTS#5#7#8#9DwPTSGPUpPTS#0#01msOne half frame=5msOne half frame=10ms#0#1#2#18#19slotSub-frameOne radio frame=10msLTELTE帧结构帧结构特殊时隙肯定是在一共7种配置。对于五毫秒的周期，子

13、帧1和6是特殊子帧，子帧0和5一定是下行子帧。LTELTE帧结构帧结构TD-TLE特殊子帧继承了TD-SCDMA的特殊子帧设计思路，由DwPTS，GP和UpPTS组成。TD-LTE特殊子帧可有多种配置，用以改变DwPTS，GP和UpPTS的长度。DwPTS+GP+UpPTS等于1ms。目前移动TD-LTE网络最常用的是配置5和配置7。1msDwPTSGPUpPTS1msDwPTSGPUpPTSLTELTE帧结构帧结构PRB（物理时隙块）是LTE系统中的最小资源块，在时域上包含7个连续的OFDM符号，在频域上包含12个连续的子载波。RE：1个符号X1个子载波PRB的大小和下行数据的最小载荷相匹配

14、。PRB的时域大小为一个时隙，即0.5msLTELTE物理信道物理信道PBCH：物理广播信道：物理广播信道调制方式：QPSKPDSCH：物理下行共享信道：物理下行共享信道调制方式：QPSK,16QAM,64QAMPCFICH：物理控制格式指示信道：物理控制格式指示信道调制方式：QPSK下行物理信道PHICH：物理：物理HARQ指示指示信道信道调制方式：BPSKPMCH：物理多播信道：物理多播信道调制方式：QPSK,16QAM,64QAMPDCCH：物理下行控制信道：物理下行控制信道调制方式：QPSKLTELTE物理信道物理信道物理物理下行控制下行控制信道信道(PDCCHPDCCH）用于指示PD

15、SCH相关的传输格式，资源分配，HARQ信息等 物理物理下行共享下行共享信道信道(PDSCPDSCH H)传输数据块物理广播物理广播信道信道(PBPBCH)CH)传递UE接入系统所必需的系统信息，如带宽，天线数目等 物理控制格式指示信道物理控制格式指示信道(PCFIPCFICH)CH)一个子帧中用于PDCCH的OFDM符号数目 物理物理HARQHARQ指示信道指示信道(P(PH HICH)ICH)用于NodB向UE 反馈和PUSCH相关的ACK/NACK信息 物理多播物理多播信道信道(PMPMCH)CH)传递MBMS相关的数据 LTELTE物理信道物理信道PUSCH：物理上行共享信道：物理上行

16、共享信道调制方式：QPSK,16QAM,64QAMPRACH:物理随机接入信道物理随机接入信道调制方式：QPSKPUCCH：物理上行控制信道：物理上行控制信道调制方式：QPSK上行物理信道LTELTE物理信道物理信道物理上行控制信道物理上行控制信道(PUCCH)PUCCH)当没有PUSCH时，UE用PUCCH发送ACK/NAK，CQI，调度请求(SR，RI)信息。当有PUSCH时，在PUSCH上发送这些信息物理上行共享信道物理上行共享信道(PUSCH)PUSCH)承载数据物理随机接入信道物理随机接入信道(PRACH)(PRACH)用于随机接入，发送随机接入需要的信息，preamble等LTELTE物理层过程物理层过程小区搜索LTELTE物理层过程物理层过程p 解析传输请求，获得随机接入配置信息；p 选择preamble序列 1)基于竞争的随机接入：随机选择preamble 2)无竞争的随机接入：由高层指定preamblep 按照指定功率发送preamblep 盲检用RA-RNTI标识的PDCCH -检测到，接收对应的PDSCH并将信息上传；-否则直接退出物理层随机接入过程，由高层 逻辑