第四代移动通信LTE技术介绍.ppt

2011年11月 LTE技术简介 目录 TD LTE发展情况 LTE全球发展情况 TD LTE的关键技术 LTE A技术 全球LTE网络部署情况 2009年12月15日 TeliaSonera在北欧建设第一个LTE商用网截至2012 7 11 101个国家的338个运营商承诺投资LTE网络45个国家88个LTE商用网络 79个FDD 7个TD LTE 2个FDD TDD 11个国家58个LTE试验网络至2012年底 预计至少150个LTE网络在64个国家中实现商用 全球LTE用户发展情况 到2012年一季度 全球LTE用户已经达到1700万 2012年第一季度新增740万 呈现加速发展态势 预计2012年底达到4000万用户 用户主要集中在北美和亚太地区 北美地区占比达到64 亚太地区占比为33 韩国和日本是2012年LTE用户增长最快的地点 日本 韩国 韩国 2012 10LTE用户数美国2800万韩国1600万日本1000万 全球5700万 2012 10 累计600万LTE用户数从2012 7 20 新增200万LTE用户数 2012 11 累计740万LTE用户数2012 8 单月新增100万LTE用户数 2012 9 累计360万LTE用户数LTE用户数渗透率达到36 韩国 2012 9 累计250万LTE用户数 日本和韩国LTE FDD 市场情况 韩国LTE频段规划和使用策略 2011 2012 2013 850MHz 10MHz 全国覆盖 1 8GHz 10MHz 全国覆盖900MHz 10MHz 区域覆盖 韩国采用高低频段相结合的LTE覆盖方式每家运营商在每个频段上各有10MHz带宽 一个频段做覆盖层 一个频段做容量层计划2014年将分配的频段包括700MHz 2 6GHz和2 3GHz 1 8GHz 10MHz 区域覆盖 850MHz 10MHz 全国覆盖 2 1GHz 10MHz 区域覆盖 韩国三大运营商LTE覆盖情况 快速部署6 9个月内实现LTE网络全国覆盖室内覆盖 新建楼宇优先采用MIMO双通道覆盖 现有楼宇利旧原有DAS单通道系统 2012 05 31 SKT在韩国LTE用户发展案例 韩国3G用户数 SKT在76天内LTE用户数从1百万增长到2百万 FDD频段划分和使用 大多数运营商都采用1个以上频段部署大多数运营商每个频段上的资源仅10MHz或者20MHz由于频段分散且资源有限 海外运营商对于CA和Smallcell的要求比较迫切 采用2JRCoMP获得4R 8R的增益1800MHz 2100MHzrefarming到LTE成为趋势 TDD频段划分和使用 印度和香港的3家TD LTE运营商采用相同的时隙配置 CLW和WCP部署在band41上 不含band38 对band41的产业链国际化推进很有利 目录 TD LTE发展情况 LTE全球发展情况 TD LTE的关键技术 LTE A技术 TD LTE全球部署情况 截止2012年7月11日 已经宣布商用的TD LTE网络有9个运营商 主要集中在2 6GHz 2 3GHz频段 2011年2月由中国移动主导联合7家运营商发起成立TD LTE全球发展倡议 GTI 已快速发展至48家运营商成员 27家厂商合作伙伴 目前已经有38个运营商计划部署或正在进行试验 2004200520062007200820092010201120122013 2004年12月LTE研究项目正式立项 SI启动 2006年9月LTESI阶段完成 WI阶段开始 2007年11月中国移动联合27家公司主导提出了LTE TDD融合帧结构的建议 形成帧结构兼容形式 2008年底R8版本冻结单流Beamforming多址方式OFDMA SC FDMA支持多流传输 MIMO上下行均支持64QAM 2009年12月R9冻结HomeeNB增强支持双流BFSONeMBMSTD LTE家庭基站 2011年6月R10冻结增强的上下行MIMO 支持最高下行8流 上行4流传输载波聚合CarrierAggregation无线中继Relay增强型小区间干扰协调 2012年底在R10标准接近完成后 R11版本正式立项 R11版本预计在2012年底冻结 LTE标准进程情况 LTEFDD 共用所有规范 公共部分超过80 差异来自双工方式 主要在物理层 由于TD LTE采用时分方式 因此需要严格同步 需考虑上下行间的干扰 且支持高速移动的能力不如FDD 因此TDD的规划和优化更复杂 TD LTE由于需要预留保护间隔 频谱效率略低于FDD 但由于子帧可调整 TD LTE可更好的匹配上下行业务需求不对称的场景 TDD与FDD标准对比 2009年底 部分厂商开始提供基于R8版本的双通道测试设备 2009年底 具备满足SAE商用网络基本要求的核心网设备 08 Q4 09 Q1 09 Q2 09 Q3 09 Q4 10 Q1 08 Q3 08 Q2 10 Q2 10 Q3 10 Q4 11 Q1 11 Q2 网络设备 09Q4 09Q4 2010年Q3 提供基于R8版本的8通道设备 10Q3 11 Q3 11 Q4 12 Q1 LTE系统设备发展进程 TDD与FDD系统设备产品基本同步开发 但商用进程TDD要比FDD晚约1 2年时间 在核心网侧 2009年底已具备满足商用网络基本要求的核心网设备 并在第一个FDD LTE商用网络中成功应用 在无线侧 2009年底 部分系统设备厂商已可以提供基于R8版本的LTE FDD商用设备 到2011年 系统设备厂商推出了基于R9版本的设备 2011年 大部分厂家已经完成了基于R8版本TD LTE产品的外场测试 2012年截至目前 主流厂家已完成了R9版本支持双流波束赋形产品功能的外场测试 2011年 提供基于R9版本的8通道设备 11Q3 LTEFDD的5家主要网络设备厂商 华为 中兴 爱立信 诺西 阿朗 均提供商用产品 特点在于规模效应明显 已大量出货 实现量产 且设备形态及规格统一 均为2通道产品 更有助于规模效应设备成熟度高 经过大量商用网络的长时间稳定应用 网络设备的稳定性 可靠性高 已达到商用水平LTEFDD商用网络产品与TD LTE共平台 5家厂商的新基带单元均可同时支持LTEFDD与TD LTE不断推出新站型 满足多场景覆盖需求 如阿朗推出的lightRadio微站 诺西推出的单RRU支持3扇区的6通道站型等在网络基本功能完备的前提下 LTE语音全套解决方案 LTE A重要特性等新功能快速引入 TD LTE共有9家国内外系统厂商提供产品 特点在于TD LTE与LTEFDD共商用平台 华为 中兴 爱立信等均推出了LTEFDD TDD共硬件平台方案TD LTE产品逐步成熟 2011年规模试验网使用的设备存在非商用平台 性能偏低 更改配置需重启基站等问题 扩大规模试验网招标设备已经逐步修改成熟 新产品不断推出 扩大规模试验网设备规范提出了商用网络要求 如支持80W输出功率 40MHz高带宽 10G光接口 大部分厂家推出了满足新规范的产品 LTEFDD网络设备现状 TD LTE网络设备现状 LTEFDD众多运营商的强力拉动 LTEFDD设备产品在稳定性 可靠性 多样化 功能完备性等方面已基本商用成熟 TD LTE网络设备在稳定性 可靠性 产品多样性等方面接近LTEFDD商用初期水平 但由于TD LTE商用程度相对滞后 因此与当前已大量商用的LTEFDD产品相比 TD LTE设备还需通过大规模商用优化性能并进一步提高产品的商用程度 总结 TDD与FDD系统设备对比 TD LTE芯片终端发展情况 17 超过17家芯片厂商投身TD LTE产业 并承诺基于单芯片支持LTETDD FDD 目前高通 海思和Altair已经可以提供LTETDD FDD融合芯片产品 LTETDD FDD融合数据卡 CPE 众多终端厂商支持TD LTE产业 已推出数据卡 CPE 移动热点设备 平板电脑和TD LTE TD SCDMA GSM双待单卡智能手机等多形态产品 单模数据卡 已完成 海思 创毅 高通 中兴微Altair Sequans 联芯 多模数据卡 已完成 中兴微 联芯 创毅后续进行 展讯 Marvell 海思等 多模双待单卡手机 正在进行 MTK后续进行 创毅 多模MIFI CPE 正在进行 NSN MTK 中兴 Altair Sequans 海思 截止目前已陆续推出TD LTE终端近50款 涵盖数据卡 MIFI CPE 平板电脑 双待手机等形态有19款FDD三频800 1800 2600MHz终端也支持LTETDDband38 2 6GHz TD LTE芯片终端发展情况 网络测试仪表主要包括网规网优类测试仪表以及研发测试仪表 网规网优类测试仪表 国内厂商在技术上已与国外厂家相当 在路测软件 扫频仪等方面已处于领先地位 海思 鼎利 湾流等厂商已经给软银 Clearwire DoCoMo KDDI等运营商供货研发类测试仪表 仪表功能和性能比较完备 国内厂商仅在矢量网络分析仪和部分射频类仪表投入研发 总体与国际厂商差距较大 注 蓝色字体标注国内厂商 TD LTE测试仪表进展情况 网络类测试仪表体系初步建立 国内厂商仍需扶持发展研发类测试仪表 目录 TD LTE发展情况 LTE全球发展情况 TD LTE的关键技术 LTE A技术 LTE需求 减少系统时延提高系统及边界吞吐量 提高频谱效率实现对现有带宽和新增带宽中频谱的灵活使用简化网络结构 TR 25 913中定义的LTE系统需求指标 LTE需求 LTE技术特点 AdvancedSchedulingTime Freq FrequencySelectiveScheduling TX RX Tx Rx MIMOChannel DL OFDMAUL SC FDMA scalable HARQ HybridAutomaticRepeatRequest 1 2 NACK ACK RxBuffer Combineddecoding LTE天线技术 提高效率 延长电池续航力改善小区边缘性能降低终端实现难度 Uplink SC FDMA 上下行峰值速率分别是58Mbps和173Mbps 可扩展带宽 1 4 3 5 10 15 20MHz 也允许在较低频段部署短时延 10 20ms 提高频谱效率降低干扰与MIMO配合提高吞吐量 Downlink OFDMA At20MHzbandwidth FDD 2Tx 2Rx DLMIMO PHYlayergrossbitrate roundtrippingdelay servernearRAN LTE产业中TDD和FDD二种模式协调发展 3GPPR8开始 即是一个LTEFDD和TD LTE的共同版本 此版本中 没有关于TD LTE标准的特别或独立的文档 LTEFDD和TD LTE的标准中95 都是相同的 主要的区别集中在物理层定义中 36 21x TD LTE在标准中被定义为LTE框架的一种选项 而不是一种独立的系统 LTEFDD与TD LTE标准得到了最大限度的共同性 在条件允许时 推荐使用FDD TDD共建方案 标准 LTETDD和LTEFDD可以共平台开发LTETDD和LTEFDD产品的差异化约在20 左右 主要集中在物理层相关的硬件和软件 产品 LTE版本演进 Rel 8IntroductionofLTESAE All IP Rel 9TM8LTE AstudyitemsRegulatoryVoicePositioningPWSMBMS Func freeze12 09ASN 1freeze03 10 Rel 10LTE Advanced ASN 1freeze03 2009 Func freeze03 11ASN 1freeze06 11 LTEFDD和TDD在3GPPT规范中的差异总结 LTETDD和FDD帧结构比较 TDD中 10ms的无线帧包含有1或2个特殊子帧 其余为普通子帧 普通子帧包含两个0 5ms的slot 特殊子帧由3个特殊时隙 UpPTS GP和DwPTS 组成 其中DwPTS主要用来传输下行同步信号 也能传下行数据 UpPTS上承载接入信道以及上行sounding信道 FDD中 10ms的无线帧分为10个长度为1ms的子帧 Subframe 每个子帧由两个长度为0 5ms的slot组成 用于FDD 用于TDD LTE在空口上支持两种帧结构 无线帧长度均为10ms TDLTE独有的智能天线技术 智能天线 主波束自适应地跟踪用户主信号到达方向旁瓣或零陷对准干扰信号到达方向 智能天线在移动通信系统的应用 扩大系统的覆盖区域 提高系统容量 提高频谱利用效率 降低基站发射功率 节省系统成本 减少信号间干扰 充分高效利用移动用户信号并删除或抑制干扰信号 LTEFDD和TDD技术对比 核心网架构 扁平化的全IP网络 全IP的SAE核心网 控制面网元MME用户面网元SAEGWHSS等网元 扁平化的LTE无线网络eNB为唯一的无线接入设备通过X2相互连接组成E UTRAN网通过S1接口接入核心网 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 宽频信道 正交子信道 LTE多址方式 下行 将传输带宽划分成一系列正交的子载波资源 将不同的子载波资源分配给不同的用户实现多址 因为子载波相互正交 所以小区内用户之间没有干扰 峰均比示意图 下行多址方式 OFDMA 下行多址方式特点 同相位的子载波的波形在时域上直接叠加 因子载波数量多 造成峰均比 PAPR 较高 调制信号的动态范围大 提高了对功放的要求 频率 时间 用户A 用户B 用户C 子载波 在这个调度周期中 用户A是分布式 用户B是集中式 LTE多址方式 上行 和OFDMA相同 将传输带宽划分成一系列正交的子载波资源 将不同的子载波资源分配给不同的用户实现多址 注意不同的是 任一终端使用的子载波必须连续 上行多址方式 SC FDMA 上行多址方式特点 考虑到多载波带来的高PAPR会影响终端的射频成本和电池寿命 LTE上行采用SingleCarrier FDMA 即SC FDMA 以改善峰均比 SC FDMA的特点是 在采用IFFT将子载波转换为时域信号之前 先对信号进行了FFT转换 从而引入部分单载波特性 降低了峰均比 频率 时间 用户A 用户B 用户C 子载波 在任一调度周期中 一个用户分得的子载波必须是连续的 上下行资源单位 频率 CCE ControlChannelElement CCE 9REG REG REgroup 资源粒子组 REG 4RE RE ResourceElement LTE最小的时频资源单位 频域上占一个子载波 15kHz 时域上占一个OFDM符号 1 14ms RB ResourceBlock LTE系统最常见的调度单位 上下行业务信道都以RB为单位进行调度 RB 84RE 左图即为一个RB 时域上占7个OFDM符号 频域上占12个子载波 时间 1个OFDM符号 1个子载波 LTERB资源示意图 多路信道传输同样信息 多路信道同时传输不同信息 多路天线阵列赋形成单路信号传输 包括时间分集 空间分集和频率分集提高接收的可靠性和提高覆盖适用于需要保证可靠性或覆盖的环境 理论上成倍提高峰值速率适合密集城区信号散射多地区 不适合有直射信号的情况 波束赋形 Beamforming 发射分集 分集合并 通过对信道的准确估计 针对用户形成波束 降低用户间干扰可以提高覆盖能力 同时降低小区内干扰 提升系统吞吐量 空间复用 多天线技术 分集 空间复用和波束赋形 MIMO技术总览 多天线智能天线技术引入了MIMO MultipleInput Multipleoutput 单用户下行MIMO发射分集空间复用多用户MIMO虚拟MIMO ULMIMO 发射分集 每个天线发送一样的信息发射分集技术本身并不能提升速率 但是在信道条件差的情况下 可以提高信道的传输效率 空间复用 每个天线发送不同的信息空间复用技术可以大幅提高传输速率此技术要求在信干噪比 SINR 条件好的情况下使用 预编码Precoding 开环OpenLoop 闭环CloseLoop 预编码是通过把多路信号以傅里叶变换分布到频率或时间上发射的方式 实现降低信号间的干扰和提高接收的可靠性 Precoding CW1 CW2 Stream1 矩阵 Streamn 开环 固定预编码矩阵 闭环 基于码本 矩阵来自规范的约定 使用既有码本 和不基于码本 矩阵来自终端测量信道质量后回传信道指标 eNB计算矩阵 CW CodeWord LTE传输模式 TM1 单天线 单根天线发射 一根或者两根天线接收 两根天线接收时又称为接收分集 终端算法 无预编码 LTE传输模式 TM2 双天线 发射分集开环SFBC 空频块编码 矩阵 SameDataStream LTE传输模式 TM3 双天线 空间复用双流 开环大延迟CDD 循环延迟分集 矩阵 Datastream1 Datastream2 自TM3以后都支持模内转换为发射分集 单流 的能力 LTE传输模式 TM4 双天线 闭环空间复用预编码矩阵来自终端反馈 Datastream1 Datastream2 信道质量信息 预编码矩阵 LTE传输模式 TM5 双天线 空间复用闭环TM4的延伸 多用户 Datastreama1 Datastreamb2 Datastreama2 Datastreamb1 LTE传输模式 TM6 双天线 空间复用闭环TM4的简化 单流 SameDatastream LTE传输模式 TM7 八天线水平波束赋性 单流通过 探测信号 SoundingSignal获知用户方位 LTE传输模式 TM8 八天线水平波束赋性 双流通过 探测信号 SoundingSignal获知用户方位 LTE传输模式 概述 传输模式是针对单个终端的 同小区不同终端可以有不同传输模式eNB自行决定某一时刻对某一终端采用什么传输模式 并通过RRC信令通知终端模式3到模式8中均含有发射分集 当信道质量快速恶化时 eNB可以快速切换到模式内发射分集模式 MIMO R10下行多用户MIMO 高下行峰值速率 TM98 8天线每用户最多8流 UE1 水平赋性与垂直赋性 波束赋型的意义在于让能量集中在特定的方向 提升终端的接受效率 两通道天线通过给垂直方向排列的振子赋予不同权值 使得波束分别指向距离基站不同远近的用户 八通道天线通过给水平方向排列的振子赋予不同权值 使得波束分别指向不同水平角度的用户 垂直波束赋型平视图 水平波束赋型俯视图 动态赋性 静态赋性与半静态赋性 动态赋型即PDSCH使用的根据UE反馈的信道质量信息 即时调整波束赋型的矩阵 实现针对单个用户的波束赋型 静态赋型是用于广播信道 控制信道 的赋型 根据站点实际链路损耗等传播环境预设定的参数 对广播波束进行赋型 获得最优覆盖 通常是规划优化的手段 半静态赋型是周期性或者根据小区内UE分布等阈值进行判断实现的赋型调整 PDCCH 赋型变动周期长 接收机使用来自多个信道的副本信息能比较正确的恢复出原发送信号 从而获得分集增益 手机受电池容量限制 因此在上行链路中采用接收分集也可有效降低手机发射功率 LTE上行天线技术 接收分集 MRC 最大比合并 线性合并后的信噪比达到最大化相干合并 信号相加时相位是对齐的越强的信号采用越高的权重适用场景 白噪或干扰无方向性的场景 原理 IRC 干扰抑制合并 合并后的SINR达到最大化有用信号方向得到高的增益干扰信号方向得到低的增益适用场景 干扰具有较强方向性的场景 接收分集的主要算法 MRC IRC 由于IRC在最大化有用信号接收的同时能最小化干扰信号 故通常情况IRC优于MRC天线数越多及干扰越强时 IRC增益越大IRC需进行干扰估计 计算复杂度较大 性能比较 初期引入建议 IRC性能较好 故建议厂商支持IRC鉴于IRC复杂度较大 厂商初期可能较难支持 故同时要求MRC MIMO R10上行单用户MIMO 高上行峰值速率 终端2 4天线TM2 R10定义的上行TM 基于UE测量 PUSCH动态切换于两种模式 闭环空间复用单天线端口发射 samecodewords differentcodewords TD LTE帧结构 TD LTE帧结构特点 无论是正常子帧还是特殊子帧 长度均为1ms FDD子帧长度也是1ms 一个无线帧分为两个5ms半帧 帧长10ms 和FDDLTE的帧长一样 特殊子帧DwPTS GP UpPTS 1ms TD LTE上下行配比表 转换周期为5ms表示每5ms有一个特殊时隙 转换周期为10ms表示每10ms有一个特殊时隙 TD LTE和TD SCDMA邻频共存 1 TD S 4 2 根据计算 此时TD LTE下行扇区吞吐量为28Mbps左右 为避免干扰 特殊时隙只能采用3 9 2 无法用来传输业务 经计算 为和TD SCDMA时隙对齐引起的容量损失约为20 计算方法 TS36 213规定 特殊时隙DwPTS如果用于传输数据 那么吞吐量按照正常下行时隙的0 75倍传输 如果采用10 2 2配置 则下行容量为3个正常时隙吞吐量 0 75倍正常时隙吞吐量 如果丢失此0 75倍传输机会 则损失的吞吐量为0 75 3 75 20 TD LTE 3 1 3 9 2 TD LTE和TD SCDMA邻频共存 2 TD LTE和TD SCDMA邻频共存 3 TD SCDMA与TD LTE邻频共存时 需要严格时隙对齐 当TD SCDMA配置为2UL 4DL时 TD LTE需用配置1UL 3DL 特殊时隙3 9 2或3 10 1与其匹配DwPTS均仅占用3个符号 无法传输业务信道 为了提高业务信道的容量 又满足邻频共存时两个TDD系统的GP对齐 建议增加DWPTS的符号数 在短CP情况下 增加新的特殊时隙配比6 6 2 在长CP下情况下 增加新的特殊时隙配比5 5 2 增加新的特殊时隙配比需要修改标准 目前已经将该要求写入R11版本 后续将考虑如何在R9版本中引入该要求 特殊子帧 TD LTE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的特殊子帧可以有多种配置 用以改变DwPTS GP和UpPTS的长度 但无论如何改变 DwPTS GP UpPTS永远等于1ms TD LTE的特殊子帧配置和上下行时隙配置没有制约关系 可以相对独立的进行配置目前厂家支持10 2 2 以提高下行吞吐量为目的 和3 9 2 以避免远距离同频干扰或某些TD S配置引起的干扰为目的 随着产品的成熟 更多的特殊子帧配置会得到支持 主同步信号PSS在DwPTS上进行传输DwPTS上最多能传两个PDCCHOFDM符号 正常时隙能传最多3个 只要DwPTS的符号数大于等于6 就能传输数据 参照上页特殊子帧配置 TD SCDMA的DwPTS承载下行同步信道DwPCH 采用规定功率覆盖整个小区 UE从DwPTS上获得与小区的同步TD SCDMA的DwPTS无法传输数据 所以TD LTE在这方面是有提高的 如果小区覆盖距离和远距离同频干扰不构成限制因素 在这种情况下应该采用较大的GP配置 推荐将DwPTS配置为能够传输数据 DwPTS UpPTS UpPTS可以发送短RACH 做随机接入用 和SRS Sounding参考信号 根据系统配置 是否发送短RACH或者SRS都可以用独立的开关控制因为资源有限 最多仅占两个OFDM符号 UpPTS不能传输上行信令或数据TD SCDMA的UpPTS承载Uppch 用来进行随机接入 逻辑 传输 物理信道 下行信道映射关系 上行信道映射关系 逻辑信道定义传送信息的类型 这些数据流是包括所有用户的数据 传输信道是在对逻辑信道信息进行特定处理后再加上传输格式等指示信息后的数据流 物理信道是将属于不同用户 不同功用的传输信道数据流分别按照相应的规则确定其载频 扰码 扩频码 开始结束时间等进行相关的操作 并在最终调制为模拟射频信号发射出去 不同物理信道上的数据流分别属于不同的用户或者是不同的功用 物理信道简介 物理信道配置 同步信号用来确保小区内UE获得下行同步 同时 同步信号也用来表示小区物理ID PCI 区分不同的小区P SCH 主同步信道 UE可根据P SCH获得符号同步S SCH 辅同步信道 UE根据S SCH最终获得帧同步 SCH配置 时域结构 频域结构 PSS位于DwPTS的第三个符号SSS位于5ms第一个子帧的最后一个符号 SCH P S SCH 占用的72子载波位于系统带宽中心位置 SCH 同步信道 小区物理ID PCI LTE系统提供504个物理层小区ID 即PCI 和TD SCDMA系统的128个扰码概念类似 网管配置时 为小区配置0 503之间的一个号码即可 基本概念 小区ID获取方式 在TD SCDMA系统中 UE解出小区扰码序列 共有128种可能性 即可获得该小区物理IDLTE的方式类似 UE需要解出两个序列 主同步序列 PSS 即主同步信道P SCH中传播的序列 共有3种可能性 辅同步序列 SSS 即辅同步序列S SCH中传播的序列 共有168种可能性 由两个序列的序号组合 即可获取该小区ID 配置原则 因为PCI和小区同步序列关联 并且多个物理信道的加扰方式也和PCI相关 所以相邻小区的PCI不能相同以避免干扰 频域 对于不同的系统带宽 都占用中间的1 08MHz 72个子载波 时域 每5ms无线帧的subframe0的第二个slot的前4个OFDM符号上周期 40ms 每10ms重复发送一次 终端可以通过4次中的任一次接收解调出BCH PBCH配置 PBCH 广播信道 广播消息 MIB在PBCH上传输 包含了接入LTE系统所需要的最基本的信息 系统带宽系统帧号 SFN PHICH配置 指示上行传输数据是否正确收到采用BPSK调制 指示PDCCH的占几个symbol 1 2或3 在每子帧的第一个OFDM符号上发送采用QPSK调制随物理小区ID PCI 不同而在频域位移不同位置 以便随机化干扰 PCFICH PHICH配置 PCFICH 物理层控制格式指示信道 PHICH 物理HARQ指示信道 频域 所有子载波时域 每个子帧的前n个OFDM符号 n 3用于发送上 下行调度信息 功控命令等通过下行控制信息块DCI下发命令 不同用户使用不同的DCI PDCCH配置 覆盖 PDCCH 物理下行控制信道 DCI占用的物理资源可变 范围为1 8个CCEDCI占用资源不同 则解调门限不同 资源越多 解调门限越低 覆盖范围越大PDCCH可用资源有限 单个DCI占用资源越多 将导致PDCCH支持用户容量下降 初期引入建议 考虑初期应用场景为城区 Format0和4即可满足覆盖要求 故初期仅要求格式0和4 PRACH配置 长度配置 LTE中有两种接入类型 竞争和非竞争 两种类型共享接入资源 前导码 共64个 需要提前设置 初期建议 竞争 非竞争两种接入类型均要求 配置保证在切换场景下使用非竞争接入 PRACH 物理随机接入信道 接入类型建议 频域 1 08MHz带宽 72个子载波 时域 普通上行子帧中 format0 3 及UpPTS format4 每10ms无线帧接入0 5 6次 每个子帧采用频分方式可支持多个随机接入资源 供UE传输控制信息 包括CQI ACK NAK反馈 调度请求等一个控制信道由1个RBpair组成 位于上行子帧的两边边带上在子帧的两个slot上下边带跳频 获得频率分集增益通过码分复用 可将多个用户的控制信息在同一个PUCCH资源上发送 上行容量与吞吐量是PUCCH的RB资源个数与PUSCH的RB资源个数的折中 PUCCH配置 PUCCH 上行物理控制信道 控制信道示意图 用于估计上行信道频域信息 做频率选择性调度用于估计上行信道 做下行波束赋形 用于上行控制和数据信道的相关解调 信道估计 测量 位于每个时隙数据部分之间 下行导频 用作信道估计 用作同步 仅出现于波束赋型模式 用于UE解调 用于下行信道估计 及非beamforming模式下的解调 调度上下行资源用作切换测量 参考信号 TD LTE TD SCDMA 下行参考信号 上行参考信号 CRS DRS DMRS SRS DWPTS Midamble码 相同点 都是公共导频 分布于全带宽内不同点 CRS还可用作非beamforming模式下的解调 相同点 主要用于业务信道的解调不同点 TD L系统是宽带系统 本身存在多个子载波 故DRS及DMRS分布于用户占用的子载波带宽内 DRS 仅用于BF模式下业务信道的解调DMRS 用于上行控制信道和业务信道的解调 下行参考信号 两天线端口示意图 DRS 专用参考信号 CRS 公共参考信号 天线端口5示意图 LTE终端测量量 概述 LTE终端需要报告以下标准化测量量 RSRP表示信号强度 类比于TD SCDMA的RSCPRSRQ表示信号质量 TD SCDMA里没有对应测量量 小区选择基于RSRP值小区重选基于RSRP值切换基于RSRP或RSRQ 测量量 使用场景 Release9对小区选择 重选进行了优化 小区选择 重选也可基于RSRQ切换可以基于RSRQ 避免了TD SCDMA中切换只能基于RSCP带来的信道质量未知的问题 上行参考信号 可以在普通上行子帧上传输 也可以在UpPTS上传输 位于上行子帧的最后一个SC FDMA符号 eNB配置UE在某个时频资源上发送sounding以及发送sounding的长度 DMRS 解调参考信号 在PUCCH PUSCH上传输 用于PUCCH和PUSCH的相关解调 ForPUSCH每个slot 0 5ms 一个RS 第四个OFDMsymbol ForPUCCH ACK每个slot中间三个OFDMsymbol为RS ForPUCCH CQI每个slot两个参考信号 SRS 探测参考信号 Sounding作用上行信道估计 选择MCS和上行频率选择性调度TDD系统中 估计上行信道矩阵H 用于下行波束赋形 Sounding周期由高层通过RRC信令触发UE发送SRS 包括一次性的SRS和周期性SRS两种方式周期性SRS支持2ms 5ms 10ms 20ms 40ms 80ms 160ms 320ms八种周期TDD系统中 5ms最多发两次 系统支持下行频选调度 在低速时开启此功能 且开启门限值可配 上行频选比下行频选增益小 代价高 不做要求 但必须支持上行跳频以获得频率分集增益 OFDM系统作为多子载波系统 可以通过频率选择性调度 为用户分配信道质量较好的频率资源 从而获得频率分集增益 频率选择性调度 原理介绍 引入建议 移动速率由于频选调度需要终端反馈信道信息 如果反馈时延大于信道变化时间 那么频选调度增益将不明显 移动速率越高 UE反馈的CQI信息越不准确 因此频选增益只能在一定移动速率下获得系统开销要获得上行频选增益 要求终端周期发送信道探测 Sounding 信号 但sounding信号的发送会增大终端耗电要获得下行频选增益 需要终端及时反馈信道信息 增益影响因素 小区间干扰消除 各小区相互协调 对无线资源的使用进行限制 减小同频干扰部分频率复用 限制相邻小区的小区边缘仅使用彼此错开的部分频率资源 如左图所示软频率复用 将小区边缘频率资源划分为N份 各小区边缘仅在某一份资源上满功率发送 区域资源上非满功率发送 由于静态及半静态ICIC均需要做复杂的网络规划 且从仿真来看 频率效率会有下降 故不做要求 而动态ICIC无需网络规划 且能获得部分干扰协调增益 故要求设备支持动态ICIC 应用效分析 根据上下行的无线信道特点和无线资源的质量动态调度小区的无线资源 频率 功率 实现小区间干扰协调 保证同频组网的性能 目录 TD LTE发展情况 LTE全球发展情况 TD LTE的关键技术 LTE A技术 TD LTE网络发展阶段预期 依据公司TD LTE网络发展阶段预期规划相关特性 确定引入计划近期 满足网络基本覆盖 业务速率等要求 主要为R8 R9feature中期 引入部分性能增强技术 优化网络覆盖并提升网络性能远期 全面引入LTE A功能 进一步提升网络整体性能 2009 2010 2011 2012 TD LTE网络能力演进路线 标准成熟情况 Release8 基础版本 Release9 增强版本双流BFeMBMSFemtoeNB Release10TD LTE Advanced 频段内载波聚合上下行多天线技术增强eICIC 增强小区间干扰消除 MDTRelay R8版本基本配置20M 10MHz2DL 2UL 3DL 1UL多天线 SFBC SM 单流BF无线资源管理互操作 基于PS的2G 3G互操作R9版本双流BFFemtoeNB 频带内40MHz载波聚合上行双流基于码本的8天线单双流MDT 产品引入情况 Release11 12 LTE A增强跨频段载波聚合CoMPeICICTDD增强M2M信令拥塞 2013 2014 下行4流eICICeMBMSCoMP 同一eNB3扇区 2015 跨频段载波聚合下行8流CoMP 不同eNB9扇区 LTE A特性引入计划 1 LTE A特性引入计划 2 LTE A特性引入计划 3 载波聚合 为了进一步增强用户上下行峰值速率 支持载波聚合的终端可以同时在多个成员载波上与基站建立连接支持载波聚合的终端支持收 发最大带宽100MHz 依据能力不同 不同终端支持的最大带宽也不同载波聚合种类包括 带内连续载波聚合 带内离散载波聚合 带间离散载波聚合 由于基站可在多个成员载波为UE分配资源 因此采用载波聚合可以获得更