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1、,第一章TD-LTE 系统概述,目录,LTE起源,LTE起源及里程碑LTE项目的启动主要有三方面的考虑： 基于CDMA技术的3G标准在通过HSDPA以及Enhanced Uplink等技术增强之后，可以保证未来几年内的竞争力。但是，需要考虑如何保证在更长时间内的竞争力LTE需求 应对来自于WiMAX的市场压力 为应对ITU的4G标准征集做准备,LTE需求,LTE需求包括 能力相关的需求 性能相关的需求 部署相关的需求 网络架构的需求 无线资源管理需求 复杂度需求 一般性需求,LTE需求,复杂度 减少可选项 降低测试用例数目,速率 峰值速率 吞吐量 频谱效率目,网络部署 独立部署 协同部署目,网
2、络架构 灵活的QoS 全IP 降低接口数目,未来的无线通信将是各种接入手段的并存,6,LTE将是未来最主流的广域宽带无线通信系统,7,什么是TD-LTE？,LTE=Long Term Evolution=长期演进，是3GPP指定的下一代无线通信标准。 TD-LTE=LTE的TDD模式。 在2004年WiMAX对UMTS技术产生挑战（尤其是HSDPA技术）时，3GPP急于开发和WiMAX抗衡的、以OFDM/FDMA为核心技术、支持20MHz系统带宽的、具有相似甚至更高性能的技术。长期可以在IMT-Advanced标准化上先发制人。 LTE是以OFDM为核心的技术，为了降低用户面延迟，取消了无线网
3、络控制器（RNC），采用了扁平网络架构。与其说是3G技术的“演进”（evolution），不如说是“革命”（revolution）。 这场“革命”使系统不可避免的 丧失了大部分后向兼容性。也就 是说，从网络侧和终端侧都要做 大规模的更新换代。因此很多公 司实际上将LTE看作4G技术范畴。,8,LTE和EPS的关系,9,为什么会出现LTE？,背景一：移动互联网业务发展的需要 从话音优化到数据优化 除了窄带业务的效果，更要提高宽带业务效率 从覆盖优化到容量优化 除了保证基本业务连续覆盖，更要提高“热区”内的容量 从用户容量优化到数据率容量优化 运营商收入除了依赖用户数量，更依赖业务流量 从均匀容量
4、分布到不均匀容量分布： 未来80-90%的数据容量集中在室内和热区内 业务分布不均匀，系统能力是否有必要均匀分布？ 背景二：宽带无线接入和宽带移动通信的融合 背景三：技术储备成熟 到20世纪末，学术界在实现OFDM、MIMO的理论、算法、软硬件基础方面已经积累了丰富的技术储备。,10,宽带移动通信和宽带无线接入的融合,11,降低每比特成本是产业的必然发展方向,12,LTE的设计目标,支持1.4MHz-20MHz带宽 峰值数据率：上行50Mbps，下行100Mbps 频谱效率达到HSDPA/HSUPA的2-4倍 提高小区边缘的比特率 用户面延迟（单向）小于5ms，控制面延迟小于100ms 降低建
5、网成本，实现从3G的低成本演进 追求后向兼容, 但应该仔细考虑性能改进和向后兼容之间的平衡 取消CS（电路交换）域，CS域业务在PS（包交换）域实现，如采用VoIP 对低速移动优化系统，同时支持高速移动,13,LTE的标准化进程,14,LTE的性能评估（仿真结果）,15,LTE的技术创新,LTE名为演进（Evolution），实为“革命”（Revolution） 创新一：频分多址系统 下行OFDM：用户在一定时间内独享一段“干净”的带宽 上行SC-FDMA：具有单载波特性的改进OFDM系统（低峰平比） 创新二：MIMO（多天线技术） 下行MIMO： 发射分集：改善覆盖（大间距天线阵） 空间复用
6、：提高峰值速率和系统容量 波束赋形：改善覆盖（小间距天线阵） 空间多址：提高用户容量和系统容量 上行MIMO： 空间多址：提高用户容量和系统容量 创新三：扁平网络 取消RNC（中央控制节点），只保留一层RAN节点eNodeB eNodeB和核心网采用基于IP路由的灵活多重连接S1-flex接口 相邻eNodeB采用Mesh连接X2接口,16,目录,17,网络结构,整体结构 E-UTRAN，由eNB构成 EPC（Evolved Packet Core），由MME（Mobility Management Entity），S-GW（Serving Gateway）以及P-GW（PDN Gateway
7、）构成,X2 - eNB/eNB S1 - eNB/EPC S1-MME - eNB/MME S1-U - eNB/S-GW,网络结构,网络结构,无线协议结构 用户平面协议栈： Layer1 - PHY Layer2 - MAC，RLC，PDCP,PHY - Physic layer MAC - Medium Access Control RLC - Radio Link Control PDCP - Packet Data Convergence Protocol,网络结构,无线协议结构 控制平面协议栈： Layer1 - PHY Layer2 - MAC，RLC，PDCP Layer3 -
8、 RRC，NAS,PHY - Physic layer MAC - Medium Access Control RLC - Radio Link Control PDCP - Packet Data Convergence Protocol RRC - Radio Resource Control NAS - Non-Access Stratum,目录,22,物理层功能,物理层通过使用MAC子层的传输信道，向高层提供数据传输服务，主要功能包括 传输信道的错误检测，并向高层提供指示 传输信道的纠错编码/译码 HARQ软合并 编码的传输信道向屋里信道映射 物理信道功率加权 物理信道调制与解调 频率
9、与时间同步 无线特征测量，并向高层提供指示 MIMO天线处理 传输分集 波束赋形 射频处理（- 射频相关规范）,多址方式,下行OFDM 上行SC-FDMA（DFTS-OFDM）,FDD帧结构,FDD帧结构 Frame Structure Type1 支持全双工FDD与半双工FDD 一个子帧由两个长度为0.5ms的时隙构成，长度为1ms,TDD帧结构,TDD帧结构 Frame Structure Type2 常规子帧由两个长度为0.5ms的时隙构成，长度为1ms 特殊子帧由DwPTS，GP以及UpPTS构成，总长度为1ms 可以通过配置不同的时隙比例以及DwPTS/GP/UpPTS的长度，保证与
10、TD-SCDMA的共存,基本参数,系统带宽 1.4MHz，3MHz，5MHz，15MHz以及20MHz 子载波间隔 15kHz，用于单播（unicast）和多播（MBSFN）传输 7.5kHz，仅仅可以应用于独立载波的MBSFN传输 子载波数目 CP长度 一个时隙中不同OFDM符号 的循环前缀长度不同,物理信道和物理信号,下行物理信道 PDSCH：Physical Downlink Shared Channel PBCH：Physical Broadcast Channel PMCH：Physical Multicast Channel PCFICH：Physical Control Form
11、at Indicator Channel PDCCH：Physical Downlink Control Channel PHICH：Physical Hybrid ARQ Indicator Channel 下行物理信号 参考信号：Reference Signal 同步信号：Synchronization Signal,物理信道和物理信号,上行物理信道 PUSCH：Physical Uplink Shared Channel PUCCH：Physical Uplink Control Channel PRACH：Physical Random Access Channel 上行物理信号 参考
12、信号：Reference Signal,物理信道和物理信号,下行物理信道与传输信道的映射 BCH：Broadcast Channel MCH：Multicast Channel PCH：Paging Channel DL-SCH：Downlink Shared Channel DCI：Downlink Control Information HI：HARQ Indicator CFI：Control Format Indicator,物理信道和物理信号,上行物理信道与传输信道的映射 UL-SCH：Uplink Shared Channel RACH：Random Access Channel
13、UCI：Uplink Control Information,信道编码与调制方式,传输信道的信道编码 控制信道的信道编码,信道编码与调制方式,下行物理信道的调制方式 上行物理信道的调制方式,参考信号,下行参考信号 小区专用参考信号 MBSFN参考信号，传输MBSFN业务时使用 用户专用参考信号，使用波束赋形技术时使用 上行参考信号 解调用参考信号：用于上行物理信道数据解调 探测用参考信号：由于探测上行信道进行上行信道调度以及利用信道对称性获得下行信道特征,多天线技术,天线配置 基站侧： 1x，2x，4x 通过使用用户专用参考信号可以支持更多天线数目 终端侧： 2天线接收 1天线接收,多天线技术
14、,下行多天线技术 传输分集： SFBC，SFBC+FSTD，闭环Rank1预编码 空间复用： 开环空间复用，闭环空间复用以及MU-MIMO 波束赋形 上行多天线技术 天线选择 MU-MIMO,多天线技术,下行多天线传输模式 单天线传输（Port0） 传输分集 开环空间复用 闭环空间复用 MU-MIMO 闭环Rank1预编码 单天线传输（Port5）- 波束赋形,物理层过程,链路自适应 LTE支持自适应调制编码技术（AMC） LTE支持基于频域的信道调度 LTE支持上行自适应功率控制 HARQ LTE支持多路并行停等协议 LTE下行采用异步的HARQ协议 LTE上行采用同步HARQ协议 LTE下
15、行采用自适应的HARQ LTE上行同时支持自适应HARQ和非自适应的HARQ LTE HARQ采用IR合并，CC合并看作IR合并的一个特例,物理层测量,UE测量能力 RSRP（Reference Signal Received Power） E-UTRA Carrier RSSI（Received Signal Strength Indicator） RSRQ（Reference Signal Received Quality） UTRA FDD CPICH RSCP UTRA FDD Carrier RSSI UTRA FDD CPICH Ec/No GSM Carrier RSSI UTR
16、A TDD Carrier RSSI UTRA TDD P-CCPCH RSCP CDMA2000 1x RTT Pilot Strength CDMA2000 HRPD Pilot Strength,物理层测量,E-UTRAN测量能力 DL RS TX Power Received Interference Power Thermal Noise Power,目录,41,下行Layer2结构,下行Layer2结构,上行Layer2结构,上行Layer2结构,MAC层功能,MAC子层功能 逻辑信道与传输信道之间的映射 将来自一个或者多个逻辑信道的MAC SDU复用到传输块（TB），并通过传输信道传递给物理信道 将由传输信道从物理信道传递过来的传输块，解复用成一个或者多个逻辑信道 调度信息上报 通过HARQ进行纠错 通过动态调度进行不同终端之间的优先权处理 一个UE中多个逻辑信道之间的优先权处理 逻辑信道优先权分配 传输格式选择,逻辑信道与传输信道映射,上
