LTE物理层关键技术介绍.ppt

LTE 物理层关键技术介绍 LTE的3个核心技术 v OFDMA/SC-FDMA v MIMO v小区间干扰抑制 2 OFDMA/SC-FDMA v简洁的带宽扩展能力 v获得高峰值速率的“正交传输” vMIMO技术的“最佳搭档” 3 OFDM vOFDM的概念正交频分复用，本质上就是一 个频分系统，是无线通信最朴素的实现方式 vOFDM和传统FDM的区别 传统FDM系统中，载波之间需要很大的保护带，频谱 效率很低。 OFDM系统允许载波之间紧密相临，甚至部分重合，可 以实现很高的频谱效率子载波。 4 OFDM vOFDM信号的生成 IFFT：将大量的窄带（子载波）频域信号（频域上映 射的信号），经过IFFT后形成时域信号 加入循环前缀（CP）：将每个OFDM符号的尾部一段 复制到符号之前 5 OFDM 6 OFDMA&OFDM v OFDM：一个时隙同时只能有一个用户使用 v OFDMA：将时隙分成多个子信道，多个用户 可以同时 使用一个时隙 多用户保持正交接入，减少干扰，增加容量 灵活的子信道实现，可增加多用户选择性，并增加 带宽分配 7 OFDMA 8 OFDM的优缺点 9 OFDM的优缺点 10 SC-FDMA v上行采用了DFT-S-OFDM方式 物理层参数和下行保持一致 增加DFT预处理过程 11 SC-FDMA 12 OFDM v OFDM的参数设计 频域：子载波间隔、资源块大小 CP长度、时隙/子帧长度 设计要求受影响的参数 宽带扩展性资源块大小 传输延时TTI长度，时隙（子帧）长度 频谱效率子载波间隔，CP长度 覆盖范围CP长度 移动速度子载波间隔 限制选项的数量尽可能将每个参数的可能值限制在少数几种选择 13 OFDM v频域的设计 f的大小 不能太小，必须能容忍需要支持的车速下的多普勒频移 不能太大，导致T过小，CP开销过大 典型的f值：10-20kHz，LTE采用15kHz(符号长度 66.76us) 14 OFDM v时域设计 符号长度T=1/ f TTI为1ms，快速调度，传输时延小于5ms CP长度，考虑到开销和抵消ISI Normal CP：4.6875us，用于常规小区单播系统 Extend CP1：16.67us，用于大小取单播或MBMS系统 Extend CP2：33.33us，用于独立载波MBMS系统 15 MIMO 16 MIMO v作用： 空间分集增益 提高数据传输的可靠性 空间复用增益 提高数据传输速率 阵列处理增益 提高系统的传输速率，覆盖范围，抗干扰性能等 17 MIMO vMIMO模式 空间分集（提高可靠性） 空时分组码 STBC 空频分组码 SFBC 循环延时分集 CDD 空间复用（提高速率） VBLAST 波束成形 18 MIMO空间分集 19 MIMO空频分组码SFBC v 带传输的符号以分组形式传输 v 每个分组在空间域（天线）及频域（子载波）进行编码 20 MIMO空频分组码SFBC 21 空间间复用 v SM单用户的空间复用 建立正交信道 通过不同的天线传输不同的数据流以增加用户输出 22 MIMO空间复用 v码字（Codeword）： 独立进行MCS的数据流 优点：不同的码字，可以选择不同的MCS方式，因此可以更好的 匹配信道信息，获得更大的系统容量。 缺点：码字越多，下行的MCS信息、HARQ信息等越多，上行的 CQI、ACK/NACK信息越多，同时UE端解码时所需的存储单元和 延迟也越大。 结论：最多2个码字 v秩（Rank）： MIMO信道中可以等效的独立平行子信道数即为MIMO里的秩。 v层映射 (Layer Mapping)： 码字映射到层 发送分集层映射： 层数等于天线端口数 空间复用层映射：层数对应于信道矩阵的秩 23 MIMO空间复用 v开环空间复用 只反馈RI 不管信道条件，采用固定的复用流数 v闭环空间复用 反馈RI、PMI 掌握先验信息，采用适合无线信道现实条件的复用流 数 最常用的闭环空间复用技术：预编码（Precoding）技 术 24 MIMO波束赋形 v 利用较小间距的天线阵元之间的相关性（天线间距通常为/2） ，通过阵元发射的波之间形成干涉，集中能量于某个（或某些 ）特定方向上，形成波束，从而实现更大的覆盖和干扰抑制效 果 v 在TDD系统中，可以不依赖终端来反馈所需信息，来波方向和 路损信息可以在基站侧通过测量上行接收信号获得，比FDD系 统更有利于波束赋形的使用。 25 小区间干扰抑制 vOFDM系统本身不提供小区间多址能力，可以通 过几种方法抑制小区间干扰： 小区间加扰：包括扩频后加扰，如CDMA 干扰协调：相邻小区在小区边缘使用不同的频率资源 干扰消除：多用户检测 智能天线：自然具有一定干扰回避的效果 正交序列：如零相关序列 26 干扰随机化 27 干扰消除和智能天线 28 小区间干扰协调 v静态 v半静态（下行）：基于2接口 v动态（上行）：基于2接口 29 基于正交序列的小区间干扰抑制 v CAZAC序列：多径