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1、LTETDD技术介绍 2 目录 LTE的历史背景LTE的主要技术指标LTE的关键技术LTE的传输方案LTE的网络架构总结 Http 3 目录 LTE的历史背景LTE的主要技术指标LTE的关键技术LTE的传输方案LTE的网络架构总结 Http 4 LTE的历史背景 GSM的巨大成功 人们体验到移动通信的便利 得陇望蜀 3G的无线性能得到了较大的提高 但在知识产权的制肘 应对市场挑战 WiMax 和满足用户需求等领域 还是有很多局限 用户的需求 市场的挑战和IPR的制肘共同推动了3GPP组织在4G出现之前加速制定新的空中接口和无线接入网络标准 LTE 3 9G 应运而生 Http 5 目前世界主要
2、运营商Vodafone NTT AT T Verizon都已经决定采用LTE技术 WiMAX正逐步扩大影响 CDMA2000 UME的阵营进一步缩小 商用 LTE标准化进展 测试 WorkItem StudyItem LTE 2008年2月中国移动宣布测试LTE 3GPPLTE项目启动 3GPPLTE第一版本完成 Http 6 目录 LTE的历史背景LTE的主要技术指标LTE的关键技术LTE的传输方案LTE的网络架构总结 Http 7 LTE的主要技术指标 1 支持1 25MHz 20MHz带宽峰值速率 下行100Mbps 上行50Mbps 频谱效率达到3GPPR6的2 4倍提高小区边缘的传输
3、速率移动性0 15km h 最佳性能 0 120km h 较好性能 120km h 350km h 保持连接 确保不掉线 覆盖范围0 5km 较高频谱利用率 5 30km 稍差的频谱利用率 Http 8 LTE的主要技术指标 2 用户面延迟 单向 小于5ms 控制面延迟小于100ms支持增强型的广播多播业务支持增强的IMS IP多媒体子系统 和核心网取消CS 电路交换 域 CS域业务在PS 包交换 域实现 如采用VoIP支持与现有3GPP和非3GPP系统的互操作 Http 9 目录 LTE的历史背景LTE的主要技术指标LTE的关键技术LTE的传输方案LTE的网络架构总结 Http 10 LTE
4、的关键技术 物理层关键技术多载波技术 OFDM 多天线技术 MIMO SC FDMA 相对OFDM多了DFT预编码部分 系统级关键技术干扰抑制技术 Http 11 多载波技术 OFDM 高的传输速率要求较大的带宽 面临无线信道的频率选择性问题 传统解决方案 GSM中的均衡技术 CDMA系统中的RAKE接收 随着带宽增大以上方案的复杂度将变得难以接受 OFDM将高速的符号流分解为多路并行的低速符号流 在多个子载波上并行传输 支持大带宽 带宽配置灵活 实现简单 频域均衡算法简单 Http 12 多天线技术 MIMO MIMO 在发送和接收端同时使用多天线 MIMO系统可利用丰富的散射径 在不增加系
5、统带宽的前提下 大幅度改善系统性能 提高速率或可靠性 MIMO系统信道容量的增长与天线数目大致成线性关系 Http 13 MIMO OFDM MIMO技术能提高传输的可靠性或提高系统容量 OFDM技术实现简单 频谱利用率高 均衡简单 MIMO OFDM技术 可利用资源丰富 空域 频域 时域 功率 实现相对简单 可对每个载波分别频域均衡 简化了频率选择性MIMO的均衡算法 Http 14 OFDM信号的生成 OFDM符号通带信号可以表示为OFDM信号的基带形式为可用IFFT实现基带的多载波调制 现阶段的IC技术可轻松的应对此复杂度 系统实现简单 Http 15 OFDM信号的时域特点 子载波数目
6、时 承载的数据为 四个载波独立的波形和迭加后的信号 Http 16 OFDM信号的频谱结构 Http 17 OFDM的关键问题 峰均比 PAPR 原因 OFDM信号在时域是多个子载波信号的时域叠加LTE上行采用SC FDMA传输方案符号间干扰 ISI 原因1 无线信道多径原因2 符号同步偏差子载波间干扰 ICI 原因1 无线信道的时变性 多普勒频移 原因2 载波频率偏差原因3 采样频率偏差 Http 18 SC FDMA DFTS OFDM 的PAPR 16QAM 占用512子载波中间的300个子载波 Http 19 ISI的克星 CP 1 GP 空等的方式 用于OFDM系统的效果消除了OFD
7、M的符号间干扰导致了每OFDM符号内部的子载波间干扰 Http 20 ISI的克星 CP 2 OFDM符号的循环前缀结构 Http 21 ISI的克星 CP 3 CP的引入解决了GP的缺陷 两径信道中OFDM符号的传输 Http 22 OFDM中的同步技术 时间同步 影响ISI OFDM符号同步固定的载波相位偏差对性能无丝毫影响固定采样定时偏差的影响可归入OFDM符号同步偏差的影响OFDM系统对符号定时偏差不敏感 频率同步 影响ICI LTE规定eNB 0 05ppm UE 0 1ppm载波频率同步采样频率同步OFDM系统对频率偏差非常敏感 Http 23 符号同步偏差的影响 Http 24
8、载波频率偏差的影响 整数倍频偏 相对于子载波间隔 无ICI 但检测出的符号 张冠李戴 导致严重的误码率 根据LTE对晶振稳定度的规定 此情况不会发生 小数倍频偏 本子载波的信号能量减小 同时引入了相邻子载波的干扰 Http 25 采样频率偏差的影响 导致ICI 且随时间的累积时间会多出或漏掉样值 Http 26 MIMO 空间分集 提高传输可靠性 空时块码 STBC 空频块码 SFBC 对应LTE的发送分集空时格码 STTC 基于MIMO OFDM的CDD空间复用 提高传输速率 V BLAST对应LTE中的分层后预编码矩阵为单位阵 Http 27 在这种编码方案中 每组m比特信息首先调制为M
9、2m进制符号 然后编码器选取连续的两个符号 根据下述变换将其映射为发送信号矩阵 天线1发送信号矩阵的第一行 而天线2发送信号矩阵的第二行 AlamoutiSTBC编码STBC编码最先是由Alamouti引入的 采用两个发射天线 这种STBC编码最大的优势在于 检测简单 并可获得满分集的增益 Tarokh进将2天线STBC编码推广到多天线形式 提出了通用的正交设计准则 STBC鼻祖 Alamouti方案 1 Http 28 衰落信道 最大似然检测 Alamouti方案 2 Http 29 空间复用技术V BLAST STBC编码最大的优势在于 采用简单的最大似然译码准则 可以获得满分集增益 但是
10、不能提供编码增益分层空时码能极大的提高系统的频谱效率 Http 30 V BLAST的检测 MMSE算法 常用的V BLAST检测算法是MMSE算法 即最小均方误差算法 该算法的目标函数是最小化发送信号向量xt与接收信号向量线性组合wHrt之间的均方误差 即 其中w是nR nT的线性组合系数矩阵 由于上述目标函数是凸函数 因此可以求其梯度得到最优解 令 得MMSE检测的系数矩阵为 Http 31 多小区干扰抑制 干扰随机化随机化邻小区干扰 改善译码器性能干扰协调协调邻小区资源 降低被干扰概率干扰消除改进物理层算法 消除邻小区干扰 Http 32 目录 LTE的历史背景LTE的主要技术指标LTE
11、的关键技术LTE的传输方案LTE的网络架构总结 Http 33 LTE传输方案 基本传输方案物理信道定义及过程LTE物理层过程 Http 34 基本传输方案 Http 35 下行传输方案参数 Http 36 LTETDD无线帧结构 1 每个时隙0 5ms 上行包含7个或6个SC FDMA符号 最小时频分配单位RB 时间方向0 5ms的时隙长度 频率方向12个子载波 物理层以子帧 1ms 为单位接收 是偶数个RB的 5ms转换周期 Http 37 LTETDD无线帧结构 2 radioframe10ms half frame5ms subframe1ms slot0 5ms SC FDMA1 1
12、5k 66 67e 6 s 10ms转换周期 Http 38 时隙的时间方向参数 Http 39 资源块定义 Http 40 LTETDD上 下行子帧分配方式 可根据上下行业务需求灵活进行时隙配置 Http 41 上行共享信道导频图案 Http 42 下行导频图案 不同的天线分配不同的时频资源放置导频符号 Http 43 LTE传输方案 基本传输方案物理信道的定义及过程LTE物理层过程 Http 44 上行物理信道分类 物理层上行共享信道 PUSCH 物理层上行控制信道 PUCCH 物理层随机接入信道 PRACH Http 45 下行物理信道分类 物理层下行共享信道 PDSCH 物理层广播信道
13、 PBCH 物理层多播信道 PMCH 物理层控制格式指示信道 PCFICH 物理层下行控制信道 PDCCH 物理层HARQ指示信道 PHICH Http 46 传输信道到物理信道的映射 Http 47 信道编码 卷积编码器 Turbo编码器 结构与TD SCDMA相同 仅仅内交织器与TD SCDMA不同 Http 48 卷积码的速率匹配 Http 49 Turbo的速率匹配 Http 50 上行传输信道处理 UL SCH UCI Http 51 下行传输信道处理 BCH DCI DL SCH PCH MCH Http 52 物理层上行共享信道过程 QPSK16QAM64QAM DFT IFFT
14、 Http 53 物理层下行共享信道过程 Http 54 LTE传输方案 基本传输方案物理信道的定义及过程LTE的物理层过程小区搜索过程随机接入过程 Http 55 小区搜索过程 Http 56 随机接入过程 上行同步符号位置 符号构成 Http 57 目录 LTE的历史背景LTE的主要技术指标LTE的关键技术LTE的传输方案LTE的网络架构总结 Http 58 E UTRAN网络拓扑结构 EPC分为控制面实体MME和用户面实体SAEGateway Http 59 网络架构 红色部分为e UTRAN新增部分 充分考虑空中接口演进引入的全网架构改革 包括接入网和核心网功能重新分配 提供更低时延的全网控制信令 支持各种基于IP的业务 继承全IP网络AIPN的需求 如 支持各种接入方式和可控制的接入选择 提高系统的通信时延 通信质量等基本性能 实现跨系统的QoS保证 提供各种接入系统间无缝移动性保证和业务的连续性 Http 60 E UTRAN与EPC功能划分 Http 61 EPC的实体功能描述 Http 62 总结 LTE是3G演进的必由之路LTE的技术保障了未来能够平滑的增加容量LTE与未来4G具有良好的前后向兼容性 保证了运营商的投资回报 LTE铺设了移动宽带的自由之路 Http 63 ThankYou Http
