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1、TD-LTE技术基本原理2012 TD-LTETD-LTETD-LTETD-LTE关键技术关键技术关键技术关键技术TD-LTETD-LTETD-LTETD-LTE关键技术关键技术关键技术关键技术1TD-LTE TD-LTE TD-LTE TD-LTE帧结构及物理信道帧结构及物理信道帧结构及物理信道帧结构及物理信道TD-LTE TD-LTE TD-LTE TD-LTE帧结构及物理信道帧结构及物理信道帧结构及物理信道帧结构及物理信道2主要内容主要内容主要内容主要内容TD-LTETD-LTETD-LTETD-LTE物理层过程物理层过程物理层过程物理层过程TD-LTETD-LTETD-LTETD-LT
2、E物理层过程物理层过程物理层过程物理层过程3OFDMOFDMOFDMOFDM MIMOMIMOMIMOMIMOOFDM发展历史2000s1990s1970s1960sOFDM在高速调制器中的应用开始研究OFDM 应用在高频军事系统OFDM应用于宽带数据通信和广播等OFDM应用于 802.11a, 802.16, LTE关键技术帧结构物理信道物理层过程OFDM概述 正交频分复用技术，多载波调制的一种。将一个宽频信道分成若干正交子信道， 将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到每个子信道上进行传输。概念概念关键技术帧结构物理信道物理层过程频域波形f宽频信道宽频信道宽频信道宽频信道正交子信道正
3、交子信道正交子信道正交子信道OFDM优势-对比 FDM与传统FDM的区别？ 传统传统传统传统FDM:FDM:FDM:FDM:为避免载波间干扰，需要在相邻的载波间保留一定保护间隔，大大为避免载波间干扰，需要在相邻的载波间保留一定保护间隔，大大为避免载波间干扰，需要在相邻的载波间保留一定保护间隔，大大为避免载波间干扰，需要在相邻的载波间保留一定保护间隔，大大 降低了频谱效率。降低了频谱效率。降低了频谱效率。降低了频谱效率。FDMFDMFDMFDMOFDMOFDMOFDMOFDM OFDM:OFDM:OFDM:OFDM:各各各各( ( ( (子子子子) ) ) )载波重叠排列，同时保持载波重叠排列，
4、同时保持载波重叠排列，同时保持载波重叠排列，同时保持( ( ( (子子子子) ) ) )载波的正交性（通过载波的正交性（通过载波的正交性（通过载波的正交性（通过FFTFFTFFTFFT实现）。实现）。实现）。实现）。 从而在相同带宽内容纳数量更多从而在相同带宽内容纳数量更多从而在相同带宽内容纳数量更多从而在相同带宽内容纳数量更多( ( ( (子子子子) ) ) )载波，提升频谱效率。载波，提升频谱效率。载波，提升频谱效率。载波，提升频谱效率。关键技术帧结构物理信道物理层过程考虑到系统设计的复杂程度及成本，考虑到系统设计的复杂程度及成本，考虑到系统设计的复杂程度及成本，考虑到系统设计的复杂程度及
5、成本，OFDMOFDMOFDMOFDM更适用于宽带移动通信更适用于宽带移动通信更适用于宽带移动通信更适用于宽带移动通信OFDMTD-SCDMA 抗多径 干扰能力可不采用或采用简单时域均衡器可不采用或采用简单时域均衡器可不采用或采用简单时域均衡器可不采用或采用简单时域均衡器 将高速数据流分解为多条低速数据流并使将高速数据流分解为多条低速数据流并使将高速数据流分解为多条低速数据流并使将高速数据流分解为多条低速数据流并使 用循环前缀用循环前缀用循环前缀用循环前缀(CP)(CP)(CP)(CP)作为保护，大大减少甚至消作为保护，大大减少甚至消作为保护，大大减少甚至消作为保护，大大减少甚至消 除符号间干
6、扰。除符号间干扰。除符号间干扰。除符号间干扰。对均衡器的要求较高对均衡器的要求较高对均衡器的要求较高对均衡器的要求较高 高速数据流的符号宽度较短，易产生符号高速数据流的符号宽度较短，易产生符号高速数据流的符号宽度较短，易产生符号高速数据流的符号宽度较短，易产生符号 间干扰。接收机均衡器的复杂度随着带宽间干扰。接收机均衡器的复杂度随着带宽间干扰。接收机均衡器的复杂度随着带宽间干扰。接收机均衡器的复杂度随着带宽 的增大而急剧增加的增大而急剧增加的增大而急剧增加的增大而急剧增加与MIMO 结合系统复杂度随天线数量呈线性增加系统复杂度随天线数量呈线性增加系统复杂度随天线数量呈线性增加系统复杂度随天线数
7、量呈线性增加 每个子载波可看作平坦衰落信道，天线增每个子载波可看作平坦衰落信道，天线增每个子载波可看作平坦衰落信道，天线增每个子载波可看作平坦衰落信道，天线增 加对系统复杂度影响有限加对系统复杂度影响有限加对系统复杂度影响有限加对系统复杂度影响有限系统复杂度随天线数量增加呈幂次变化系统复杂度随天线数量增加呈幂次变化系统复杂度随天线数量增加呈幂次变化系统复杂度随天线数量增加呈幂次变化 需在接收端选择可将需在接收端选择可将需在接收端选择可将需在接收端选择可将MIMOMIMOMIMOMIMO接收和信道均接收和信道均接收和信道均接收和信道均 衡混合处理的技术，大大增加接收机复杂衡混合处理的技术，大大增
8、加接收机复杂衡混合处理的技术，大大增加接收机复杂衡混合处理的技术，大大增加接收机复杂 度。度。度。度。带宽 扩展性带宽扩展性强，带宽扩展性强，带宽扩展性强，带宽扩展性强，LTELTELTELTE支持多种载波带宽支持多种载波带宽支持多种载波带宽支持多种载波带宽 在实现上，通过调整在实现上，通过调整在实现上，通过调整在实现上，通过调整IFFTIFFTIFFTIFFT尺寸即可改变载波尺寸即可改变载波尺寸即可改变载波尺寸即可改变载波 带宽，系统复杂度增加不明显。带宽，系统复杂度增加不明显。带宽，系统复杂度增加不明显。带宽，系统复杂度增加不明显。带宽扩展性差带宽扩展性差带宽扩展性差带宽扩展性差 需要通过
9、提高码片速率或多载波需要通过提高码片速率或多载波需要通过提高码片速率或多载波需要通过提高码片速率或多载波CDMACDMACDMACDMA来来来来 支持更大带宽，接收机复杂度大幅提升。支持更大带宽，接收机复杂度大幅提升。支持更大带宽，接收机复杂度大幅提升。支持更大带宽，接收机复杂度大幅提升。频域调度频域调度灵活频域调度灵活频域调度灵活频域调度灵活 频域调度颗粒度小（频域调度颗粒度小（频域调度颗粒度小（频域调度颗粒度小（180kHz180kHz180kHz180kHz）。随时为用）。随时为用）。随时为用）。随时为用 户选择较优的时频资源进行传输，从而获得户选择较优的时频资源进行传输，从而获得户选择
10、较优的时频资源进行传输，从而获得户选择较优的时频资源进行传输，从而获得 频选调度增益。频选调度增益。频选调度增益。频选调度增益。频域调度粗放频域调度粗放频域调度粗放频域调度粗放 只能进行载波级调度（只能进行载波级调度（只能进行载波级调度（只能进行载波级调度（1.6MHz)1.6MHz)1.6MHz)1.6MHz)，调度的，调度的，调度的，调度的 灵活性较差。灵活性较差。灵活性较差。灵活性较差。OFDM优势-对比 CDMA关键技术帧结构物理信道物理层过程OFDM不足OFDMOFDMOFDMOFDM输出信号是多个子载波时域相加的结果，子载波数量从几十个到上千输出信号是多个子载波时域相加的结果，子载
11、波数量从几十个到上千 个，如果多个子载波同相位，相加后会出现很大幅值，造成调制信号的动态个，如果多个子载波同相位，相加后会出现很大幅值，造成调制信号的动态 范围很大。因此对范围很大。因此对RFRFRFRF功率放大器提出很高的要求功率放大器提出很高的要求较高的峰均比（较高的峰均比（较高的峰均比（较高的峰均比（PARPPARPPARPPARP）受频率偏差的影响受频率偏差的影响受频率偏差的影响受频率偏差的影响 高速移动引起的Doppler频移 系统设计时已通过增大导频密度（大致为每0.25ms发送一次导频，时域密度大于TD-S）来 减弱此问题带来的影响子载波间干扰子载波间干扰子载波间干扰子载波间干扰
12、(ICI(ICI(ICI(ICI） 折射、反射较多时，多径时延大于CP(Cyclic Prefix，循环前缀)，将会引起ISI及ICI 系统设计时已考虑此因素，设计的CP能满足绝大多数传播模型下的多径时延要求 （4.68us)，从而维持符号间无干扰受时间偏差的影响受时间偏差的影响受时间偏差的影响受时间偏差的影响ISI(ISI(ISI(ISI(符号间干扰）符号间干扰）符号间干扰）符号间干扰）SFBC可以用于信噪比较低的环境以提高接收端解调性能，比如小区边缘覆盖。12 * 21xx xxSFBC1x2x这种发送方式属于mode 2，TDLTE在2T2R时可以用这种模式Page 22开环发送分集(2
13、/3)-4Tx SFBC+FSTD在4根发送天线的时候，开环发送分集使用SFBC结合FSTD(Frequency Switched Transmit Diversity，频率切换传输分集)的技术;FSTD就是当发射端存在多根天线时，在频率上按一定的顺序依次选择其中部分天线进行传输;SFBC+FSTD可以获得分集增益；SFBC+FSTD用于信噪比较低，且4天线的环境以提高接收端解调性能，比如小区边缘覆盖。1234 * 21 * 4300000000xxxxxxxx SFBC+FSTD1x2x3x4x这种发送方式属于mode 2，TDLTE在4T4R时可以用这种模式Page 23开环发送分集(3/
14、3)-8Tx SFBC发射分集发射分集: : : : STBCSTBCSTBCSTBC/ / / /SFBCSFBCSFBCSFBC（ SpaceSpaceSpaceSpace timetimetimetime/ / / /frequencyfrequencyfrequencyfrequency blockblockblockblock codecodecodecode）宽 波 束加 权天 线0天 线n.SFBCIFFT天 线0天 线n.数 据宽 波 束加 权天 线0天 线n.SFBC+FST DIFFT天 线0天 线n.数 据或LTE传输模式-概述Mode传输模式技术描述应用场景1单天线传输
15、单天线传输信息通过单天线进行发送信息通过单天线进行发送无法布放双通道室分无法布放双通道室分 系统的室内站系统的室内站2发射分集发射分集同一信息的多个信号副本分别通过多个衰落特性同一信息的多个信号副本分别通过多个衰落特性 相互独立的信道进行发送相互独立的信道进行发送信道质量不好时，如信道质量不好时，如 小区边缘小区边缘3开环空间复用开环空间复用 终端不反馈信道信息，发射端根据预定义的信道终端不反馈信道信息，发射端根据预定义的信道 信息来确定发射信号信息来确定发射信号信道质量高且空间独信道质量高且空间独 立性强时立性强时4闭环空间复用闭环空间复用 需要终端反馈信道信息，发射端采用该信息进行需要终端
16、反馈信道信息，发射端采用该信息进行 信号预处理以产生空间独立性信号预处理以产生空间独立性信道质量高且空间独信道质量高且空间独 立性强时。终端静止立性强时。终端静止 时性能好时性能好5多用户多用户MIMO MIMO 基站使用相同时频资源将多个数据流发送给不同基站使用相同时频资源将多个数据流发送给不同 用户，接收端利用多根天线对干扰数据流进行取用户，接收端利用多根天线对干扰数据流进行取 消和零陷。消和零陷。6单层闭环单层闭环 空间复用空间复用 终端反馈终端反馈RI=1RI=1RI=1RI=1时，发射端采用单层预编码，使其时，发射端采用单层预编码，使其 适应当前的信道适应当前的信道7单流单流 BeamformingBeamformingBeamformingBeamforming发射端利用上行信号来估计下行信道的特征，在
