北京联通TD-LTE移动通信技术交流.ppt

北京联通LTE移动通信技术交流 北京市电话通信设计院有限公司2012年10月 交流提纲 基本概念 LTE基本概念 LTE技术优势 LTE终端产品 1 LTE 产业发展现状 基本原理 标准演进 基本概念 关键技术 什么是LTE LTE LongTermEvolution 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 LTE FDD LTE的FDD模式 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 什么是LTE 2 LTE技术需求 高清视频1080P下行6 8Mbps 视频会议 视频分享上行 一般2Mbps 高清6 8Mbps 家庭设备互联上下行2Mbps 在线互动游戏时延 50ms 总体需求1 高速率2 低延时3 高效率4 可变带宽 3 LTE技术优势 4 LTE终端产品 芯片发展 5 6 LTE终端产品 终端业务 LTE终端产品 终端业务 7 交流提纲 企业标志 标准演进 技术标准演进 LTE频段划分 LTE 产业发展现状 基本原理 标准演进 基本概念 关键技术 8 技术标准演进 企业标志 9 技术标准演进 10 LTE频段划分 11 交流提纲 产业发展现状 产业发展外部环境 LTE产业链现状 LTE 产业发展现状 基本原理 标准演进 基本概念 关键技术 12 产业发展外部环境 政策环境 科技部 启动TD LTE规模试验 推动LTE产业尽快成熟 以形成商用能力为目标 工信部 工信部 2011年持续加大信息化建设力度 3G建设总计划投资4000亿 建设基站40万个 提升3G用户数到达1 5亿 依托大唐集团建立的无线移动通信国家重点实验室是目前国内无线移动通信领域唯一一个依托企业简历的国家级重点实验室 多部委共推动 13 产业发展外部环境 用户发展环境 手机用户将超越电脑用户成为互联网上最大的用户群 14 手机用户逐渐渗透到互联网的各个领域 产业发展外部环境 业务发展趋势 15 手机用户逐渐渗透到互联网的各个领域 中国手机网民2010年网络应用调查 产业发展外部环境 业务发展趋势 16 多终端接入将成为趋势 没有连接的终端将是孤独的 产业发展外部环境 业务发展趋势 17 数据业务将呈爆炸性的增长 移动网络的带宽将承受很大的压力 产业发展外部环境 业务发展趋势 18 业务数据化 分组化 移动互联网 更高的频段 更有效的频谱利用率 网络技术数字化 宽带化 移动网络的综合化 全球一体化 高速率 高质量 低费用 第四代移动通信技术的发展方向和目标 第四代移动通信发展目标 19 终端 系统 芯片 LTE产业链状况 20 TDD与FDD LTE同步发展 21 LTE试验网情况 国际部分 FDD 22 LTE试验网情况 国际部分 TDD 23 24 中移动TD LTE试验网建设情况 经工信部批准 中国移动于去年年底开始 在上海 杭州 南京 广州 深圳 厦门 北京7个城市组织开展TD LTE规模技术试验 这是继2010年10月TD LTE增强型成功被国际电联确定为4G国际标准后 我国布局4G的关键性举措 LTE试验网情况 国内部分 24 中移动TD LTE试验网建设要求 LTE试验网情况 国内部分 25 TDD FDD TD LTE和FDD LTE具有各自的技术优势 尤其TD LTE可利用零散的频谱资源 适合不对称的业务 运营商推动 中国移动积极倡导TD LTE和LTEFDD的融合 已得到众多海外运营商的支持 两者在标准和技术实现上存在很大的共性 有利于系统和终端对双模的支持 互补的技术优势 具备融合的基础 标准 系统设备 芯片 终端 业务等全面融合 中国政府推动 为成为今后4G发展的主导者之一 三大部委支持TD LTE与FDD LTE的融合 TD LTE和LTEFDD的融合是发展趋势 26 交流提纲 LTE 产业发展现状 基本原理 关键技术 标准演进 基本概念 基本原理 LTE网络架构 E UTRAN与EPC IMS 物理层帧结构 27 接入网扁平化 核心网全IP化核心网与业务分离 IMS对业务负责 LTE网络架构 28 LTE网络架构 29 PCRF 负责策略控制的决策 也负责位于P GW中流量收费功能 PCRF提供QoS授权 QoS等级标识和比特率 EPS网元和接口 30 E UTRAN 由eNB构成EPC EvolvedPacketCore 由MME MobilityManagementEntity S GW ServingGateway 及P GW PDNGateway 构成 相对UMTS的网络结构而言 LTE的网络结构进行了大幅度简化 E UTRAN与EPC 31 全IP化多媒体服务结构基于IETF协议 SIP RTP RTSP COPS DIAMETER etc 基于无线和有线接入网络设计服务透明化解决方案 PDN SGW VisitedPSdomainbackbone BG PSDomainInterworking BG PDN SGW HomePSdomainbackbone SGi VisitedIPMultimediaSystem IMS IPMultimediaDomainInterworking HomeIPMultimediaSystem IMS BG BG I S CSCF HSS P CSCF PDF P CSCF PDF IMS架构 32 FDD帧结构一个长度为10ms的无线帧由10个长度为1ms的子帧构成 每个子帧由两个长度为0 5ms的时隙构成 10 LTEFDD帧结构 33 一个长度为10ms的无线帧由2个长度为5ms的半帧构成每个半帧由5个长度为1ms的子帧构成常规子帧 由两个长度为0 5ms的时隙构成特殊子帧 由DwPTS GP以及UpPTS构成支持5ms和10msDL UL切换点周期 11 LTETDD帧结构 34 TDD帧结构 上下行配置 12 LTETDD帧结构上下行配置 35 无线帧 OFDM符号 天线端口 基本时间单位 时隙 slot 子帧 物理资源 接收机用来区分资源在空间上的差别 包括三类天线端口 CRS 天线端口0 3MBSFN 天线端口4DRS 天线端口5 物理资源概念 LTE物理层资源 36 资源单位RE对于每一个天线端口 一个OFDM或者SC FDMA符号上的一个子载波对应的一个单元叫做资源单元 资源单位RB一个时隙中 频域上连续的宽度为180kHz的物理资源称为一个资源块 15 LTE物理层资源 37 下行物理信道的RE映射PDCCH PCFICH以及PHICH映射到子帧中的控制区域上PCFICH用于指示在一个子帧中传输PDCCH所使用的OFDM个数 21 LTE物理信道映射 下行为例 38 信道映射 27 LTE信道映射关系 39 交流提纲 LTE 产业发展现状 基本原理 关键技术 标准演进 基本概念 关键技术 OFDM技术 MIMO技术 LTE技术创新 40 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 MIMO 多天线技术 下行MIMO 发射分集 空间复用 波束赋形 空间多址 上行MIMO 空间多址 扁平网络取消RNC 中央控制节点 只保留一层RAN节点 eNodeBNodeB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 LTE技术创新 41 OFDM是一种新技术吗 不是OFDM 正交频分复用 的本质就是一个频分系统 而频分是无线通信最朴素的实现方式多采用几个频率并行发送 实现宽带传输生活中的频分系统 OFDM技术 42 OFDM是一种新技术吗 是传统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 如何做到这一点 依赖FFT 快速傅立叶变换 为什么直到最近20年才逐渐实用 有赖于数字信号处理 DSP 芯片的发展 OFDM技术 43 OFDM发射机原理框图 OFDM的两个基本特征 OFDM技术 44 OFDM技术的优势 抵抗多径衰落 OFDM技术 45 OFDM技术的优势 抵抗频率选择性衰落化零为整 简化接收机的信道均衡操作 OFDM技术 46 OFDM技术的优势 插入CP应对符号间干扰 OFDM技术 47 为什么LTE采用OFDM技术 OFDM技术 48 MIMO技术基本原理在发送端和接收端均使用多根天线进行数据的发送和接收 在发送端每根 多根 天线上发送不同的数据比特 在多散射体的无线环境中 来自每个发射天线的信号在每个接收天线中是不相关的 并在接收机端利用这种不相关性对多个天线发送的数据进行区分和检测 可以产生多个并行的信道 并且每个信道上传递的数据不同 从而提高信道容量 MIMO技术 49 MIMO技术 MIMO技术 50 复用和多址概念 多址 强调如何复用多个用户的数据 复用 不强调复用的多个数据流用于一个用户还是多个 MIMO技术 51 复用和多址概念 MIMO技术 52 传输分集 SFBC MIMO技术 53 MIMO技术 54 空间复用单码字空间复用多码字空间复用一般来说空间复用要求在发送端的不同天线上发送多个编码的数据流 MIMO技术 55 基于波束赋形的空间复用 MIMO技术 56 MU MIMOSU MIMO 同一用户使用相同的时频资源进行倍速传输 两侧多天线 MU MIMO 不同用户使用相同的时频资源进行传输 单侧多天线 LTE上行仅仅支持MU MIMO这一种MIMO模式 MI