LTE系统概述及关键技术PPT课件.ppt

LTE系统概述 课程模块 基础知识 网优系统部 目录 移动通信系统演进LTE SAE网络架构LTE基本原理LTE关键技术LTE通信过程LTE网络自组织 2020 3 20 2 移动通信正在从2G向3G B3G 4G演进 载频带宽由窄带向宽带发展 移动通信网络将会从以语音为主导的网络向以高速数据为主导的网络转型 X 移动通信系统演进 LTE 2020 3 20 3 移动多媒体业务对带宽要求越来越高 移动通信系统演进 高速数据业务 2020 3 20 4 LTE的设计要求 灵活的信道带宽1 4 3 5 10 15 20MHz更低的无线网时延单向用户面 5ms控制面 100ms 驻留转激活 控制面 50ms 休眠转激活 更高的频谱效率下行比WCDMAR6提高3 4倍上行频谱效率比R6提高2 3倍全分组域业务为传统的电信业务提供QoS传输增强的移动性能0 15公里 小时 最优的性能15 120公里 小时 较高的性能120 350公里 小时 支持实时业务覆盖覆盖范围典型值 5Km最远覆盖范围可以达到100Km 2020 3 20 5 LTE频段划分 2020 3 20 6 2008 2009 2011 LTERel8批准 LTERel8功能冻结 商用版本发布 LTERel8持续增强和改进 LTERel9功能冻结 3GPPRel9已于2009年12月功能冻结 为各厂商及时推出商用产品奠定了基础 SAERel8批准 SAERel8功能冻结 SAERel8持续增强和改进 LTEAdvancedRel10 LTE标准进展 2020 3 20 7 全球典型运行商LTE网络部署时间点 2010 2011 2012 2012年全球LTE网络分布 99个国家共327个运营商投资LTE网络截至2013年7月底 全球76个国家共200张LTE网络投入商用 LTE运行商的演进路线 2020 3 20 8 目录 移动通信系统演进LTE SAE网络架构LTE基本原理LTE关键技术LTE网络自组织LTE通信过程 2020 3 20 9 全IP 扁平化eNB集成了更多的功能块 物理层 PHY 媒体接入层 MAC 无线链路控制 RLC 分组数据汇聚协议 PDCP 无线资源控制 RRC 无线资源分配和调度 小区间无线资源管理 RRM 更短的无线网络时延 单向用户数据延迟 5ms 控制信令延迟 100mseNB之间通过X2接口进行通信 实现小区间优化的无线资源管理 Uu LTE网络架构 E UTRAN 2020 3 20 10 全IP网络结构扁平化媒体面控制面分离与传统网络互通 EPCEvolvedPacketCorenetworkMMEMobilityManagementEntityHSSHomeSubscriberServerPCRFPolicyandChargingRulesFunctionPDNPacketDataNetwork SAE网络架构 EPC 2020 3 20 11 无线接入网 核心网 E UTRAN和EPC的划分 2020 3 20 12 无线资源管理 1 无线承载控制 2 接纳控制 3 连接移动性控制 4 上下行链路的动态资源分配 即调度 等IP头压缩和用户数据流加密UE附着时MME的选择实现S GW用户面数据的路由选择执行由MME发起的寻呼信息和广播信息的调度与发送完成用于移动性和调度的测量和测量上报的配置ETWS消息的调度与发送 eNodeB功能 2020 3 20 13 在3GPP不同接入技术间移动时核心网节点间的信令 终结在S3接口 空闲态终端的跟踪 包括控制和执行寻呼重传 NAS信令与加密NAS信令及其安全跨核心网的信令 支持S3接口 寻呼消息的发送TAList的管理PGW和SGW的选择发生跨MME切换时的MME选择发生与2G 3G的3GPP接入网之间切换时的SGSN的选择 支持漫游鉴权承载管理包括专用承载的建立合法监听 信令 ETWS功能支持 MME功能 2020 3 20 14 eNodeB间切换时作为本地锚定点3GPP内不同接入技术之间的移动性锚点 终结在S4接口 在2G 3G系统和P GW间实现业务路由E UTRAN空闲模式下为下行数据提供缓存 并触发网络侧服务请求流程合法侦听数据包的路由与前转IP包标记计费 SGW功能 2020 3 20 15 基于每用户的包过滤器 例如通过深度包检测计费支持合法监听IP包标记终端IP地址的分配上下行速率控制上下行服务等级计费上下行服务水平门限控制 PDNGW功能 连接外部数据网的网关 2020 3 20 16 SGW承载业务管理功能 例如建立和释放UE在LTE ACTIVE状态下的移动性管理功能 例如切换S1接口的寻呼功能NAS信令传输功能S1接口管理功能 例如错误指示 S1接口建立等网络共享功能漫游和区域限制支持功能NAS节点选择功能初始上下文建立功能S1接口的无线网络层不提供流量控制功能和拥塞控制功能 S1接口支持的功能 2020 3 20 17 支持连接态的UE在LTE系统内移动性管理功能源eNodeB和目的eNodeB之间上下文的传输源eNodeB和目的eNodeB之间用户面隧道控制功能切换取消功能负荷管理小区间干扰协调上行干扰负荷管理X2接口管理和错误处理功能跟踪功能 X2接口支持的功能 2020 3 20 18 UE 2020 3 20 19 协议架构 协议栈 信令流 数据流 2020 3 20 20 协议架构 控制面 2020 3 20 21 协议架构 用户面 2020 3 20 22 TrackingAreaList TAList1 TAList2 IdeaofTAListAllthetrackingareasinaTrackingAreaListtowhichaUEisregisteredareservedbythesameservingMME TheMMEmayinitiatetheGUTIReallocationproceduretoreallocateTAIlistatanytimewhenasignalingassociationisestablishedbetweenUEandMME TheTAIlistmayalsobereallocatedbytheAttachortheTrackingAreaUpdateproceduresTheUEdoesn tneedtriggerTAupdateprocedurewhentheUEmovesinthesameTAList TheTrackingAreaIdentityisconstructedfromtheMCC MobileCountryCode MNC MobileNetworkCode andTAC TrackingAreaCode TA1 TA2 TA5 TA4 TA3 MME 2020 3 20 23 MultiTrackingAreaRegistration 2020 3 20 24 目录 移动通信系统演进LTE SAE网络架构LTE基本原理LTE关键技术LTE通信过程LTE网络自组织 2020 3 20 25 LTE的技术特点 基于OFDM的上下行多址接入和信号调制方式下行采用正交频分多址OFDMA上行采用单载波频分多址SC FDMA消除无线网络自干扰资源分配更灵活 采用更高阶的调制 64QAM 2020 3 20 26 OFDM起源 什么是OFDM OFDM 是一种特殊的多载波传输方案 它可以被看作一种调制技术 也可以被当作一种复用技术 OFDM结合了多载波调制 MCM 和频移键控 FSK 把高速的数据流分成多个平行的低速数据流 把每个低速的数据流分到每个单子载波上 在每个子载波上进行FSK 选择OFDM的一个主要原因在于该系统能够很好地对抗频率选择性衰落或窄带干扰 2020 3 20 27 OFDM 基本原理 OFDM OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing正交频分复用 OFDM基本原理 通过串并变换将高速的数据流分解为N个并行的低速数据流 在N个子载波上同时进行传输 这些在N子载波上同时传输的数据符号 构成一个OFDM符号OFDM是通过大量窄带子载波来实现多载波传输 子载波直接相互正交 Bandwidth 2020 3 20 28 LTE基本原理 正交频分复用 OFDM 基本技术 OFDM传输方式 将高速串行数据调制在一组等差频率集合且正交的复正弦波 子载波 上并行发射接收端用同样的一组子载波对输入信号进行相关后得到解调信号 比特流 符号流QPSK 16QAM64QAM 发射基带波形 整周期T 循环前缀 CP OFDM波形时域特性 采用一组等差频率集合且时长为整数倍周期的正弦波 其特性如下 1 两个不同频率和时延的正弦波形在整倍数周期内的积分为零 2 两个相同频率但相差为90度的正弦波形在整倍数周期内的积分为零 3 两个同频不同时延的正弦波的叠加仍为同频的正弦波 IFFT FFT 29 LTE基本原理 下行OFDMA正交频分多址技术 OFDMA传输技术OFDM调制技术和多用户子载波分配结合的传输技术每个用户使用一个二维时频子载波集进行传输 其带宽可灵活动态分配同时避免了符号间干扰 子载波间干扰和多用户接入干扰缺陷 峰均比高 不适合终端信号波形 IFFT 2020 3 20 30 OFDM的系统实现 保护间隔和CP 多径造成符号间干扰 ISI 为了最大限度地消除符号间干扰 在OFDM符号之间插入保护间隔 保护间隔长度大于无线信道的最大时延扩展 这样一个符号的多径分量不会对下一个符号造成干扰 引入保护间隔后仍无法克服多径造成的子载波干扰 ICI 要保证多径下各子载波正交 前提要求积分区间内所有子载波都为完整周期 完整波形 2020 3 20 31 OFDM的系统实现 保护间隔和CP 为了避免空闲保护间隔 由于多径传播造成子载波间的正交性破坏 将每个OFDM符号的后Tcp时间中的样点复制 搬移 到OFDM符号的前面 形成循环前缀 cyclicprefix 只要每径的时延小于CP长度 在接收及DFT积分区间内包含各子载波在各多径下的整数波形 抑制了子载波之间的干扰 2020 3 20 32 OFDM的系统原理与实现 优缺点 各子信道上的正交调制和解调可以采用IDFT和DFT实现 运算量小 实现简单 OFDM系统可以通过使用不同数量的子信道 实现上下行链路的非对称传输 所有的子信道不会同时处于频率选择性深衰落 可以通过动态子信道分配充分利用信噪比高的子信道 提升系统性能 OFDM优点 OFDM缺点 对频率偏差敏感 传输过程中出现的频率偏移 如多普勒频移 或者发射机载波频率与接收机本地振荡器之间的频率偏差 会造成子载波之间正交性破坏 存在较高的峰均比 PAPR OFDM信号由大量独立调制的具有不同载频的信号叠加而成 具有很大的PAPR 极端情况下如果多个信号相位一致 叠加信号的瞬间功率会远远大于信号的平均功率 导致较大的峰均比 这对发射机PA的线性提出了更高的要求 2020 3 20 33 OFDM 频域参数 信道带宽可扩展而不影响下面的信号参数 2020 3 20 34 OFDM信号 1个符号2048个采样 2020 3 20 35 OFDM 时域参数 OFDM符号的时长 1 f 循环前缀长度 参数的选取在抗多径和多谱勒的性能之间取折衷 2020 3 20 36 下行OFDMA的多用户资源分配 OFDMA的多载波传输方式将频谱划分为时频二维资源 频域的子载波和时域的符号间隔 2020 3 20 37 下行OFDMA技术优势 频谱利用率高 子载波部分重叠 正交 通过FFT实现 支持非对称 有效对抗多径 CP使得一个符号周期内因多径产生的波形仍为完整波形 带宽扩展性强 不同带宽的系统所采用的FFT点数是不一样的 在实现上 通过调整IFFT尺寸即可改变载波带宽 而系统复杂度增加不明显频域调度和自适应 1 集中式 分布式子载波分配 子载波连续分配给一个用户 频域调度选择较优子信道 获得多用户分集增益 高速移动或SINR较低时 将分配给子信道的子载波分散到整个带宽 交替排列 获得频率分集增益 2 频率选择性 SINR 调制编码方式MCS 实现MIMO技术较简单 水平衰落信道 避免天线间干扰 2020 3 20 38 上行多址技术 SC FDMA LTE上行采用基于DFT扩展OFDM DFT S OFDM 技术的SC FDMA多址方式 与OFDM的区别在与子载波映射之前加入了一个DFT环节 能够有效降低峰均比 调制后的Ntx数据符号块输入到DFT模块 并将数据流转换到频域 通过IFFT转换回时域和循环前缀CP插入 与OFDM类似 每个子载波均承载一部分经DFT扩展的数据符号 2020 3 20 39 LTE基本原理 上行SC FDMA单载波频分多址 上行采用SC FDMA作为多址接入及信号调制技术OFDMA的劣势是调制输出信号的峰均比较高 使得功放效率降低 不适合上行终端的信号传输 SC FDMA对调制信号先进行离散付立叶变换 再对输出结果在连续的子载波子集上做OFDM调制从而降低信号峰均比 同时保持了OFDMA抗多径和无多用户接入干扰的优势 上行多址技术 DTF S OFDM调制 以长度为M的数据符号块为单位完成DFT S OFDM的调制过程 首先通过DFT离散傅里叶变换 获取与这个长度为M的离散序列相对应的长度为M的频域序列 DFT的输出信号送入N点的离散傅里叶反变换IDFT中去 其中N M IDFT的长度比DFT的长度长 IDFT多出的那一部分输入为用0补齐 在IDFT之后 为避免符号干扰同样为这一组数据添加循环前缀 DFT S OFDM调制 2020 3 20 41 上行多址技术 DTF S OFDM调制 通过改变DFT的输出到IDFT输入端的对应关系 输入数据符号的频谱可以被搬移至不同的位置 分为集中式和分布式两种映射方式 2020 3 20 42 上行多址技术方案 SC FDMA多址方式 通过改变DFT到IDFT的映射关系 实现多址接入 同时子载波之间具有良好的正交性 避免了多址干扰 通过改变输入信号的数据符号块M的大小 实现频率资源的灵活配置 基于DFTS OFDM的频分多址 2020 3 20 43 上行多址技术方案 SC FDMA多址方式 SC FDMA的两种资源分配方式 集中式资源分配 分布式资源分配是3GPP讨论过的两种上行接入方式 最终为了获得低的峰均比 降低UE的负担选择了集中式的分配方式 基于DFTS OFDM的集中式 分布式频分多址 2020 3 20 44 上行SC FDMA的多用户资源分配 不同用户在同一传输间隔占用不相交的子带同一用户在不同传输间隔可以占用不相同的子带 2020 3 20 45 上行多址技术 下行OFDMA与上行SC FDMA区别 频谱对比图 上行DFT S OFDM本质上仍是一个高速 具有 低峰均比 的串行数据 而下行OFDMA可以理解为一个并行数据 SC FDMA信号 输入数据流被DFT变换扩展到有效的一组子载波上 每个子载波被用来发射全部的调制符号信息 OFDMA信号中每个子载波只是用来发射相关的调制符号信息 下行OFDM形成的是多载波叠加的信号 而上行DFT s OFDM形成的是一个单载波信号 SC FDMA子载波并不是独立进行调制的 因而PAPR比OFDM发射方式低得多 2020 3 20 46 LTE下行信道 MAC RLC PHY 逻辑信道 由MAC层提供给上层使用 按信道上传输内容的类型区分 传输信道 由PHY层提供给上层使用 按信道的传输方式分类 物理信道 按信道使用的物理资源分类 2020 3 20 47 下行物理层信道 物理层下行共享信道 PDSCH 承载下行业务数据 寻呼消息 可采用QPSK 16QAM或64QAM 物理层广播信道 PBCH 承载广播信息 固定占用载波信道中间6RBs 1 08MHz 采用QPSK 物理层下行控制信道 PDCCH 承载信道分配和控制信息 采用QPSK 物理层格式指示信道 PCFICH 承载PDCCH在子帧占用的符号数目 采用QPSK 物理层混合自动重传 HARQ 请求指示信道 PHICH 承载HARQACK NACK 采用BPSK 支持码分多路信道 物理层多播信道 PMCH 承载多播信息 采用QPSK 16QAM或64QAM 2020 3 20 48 LTE帧结构type1 FDD 下行 说明 本图为了显示资源分配的效果 每个小方格表示的是一个符号的时域长度 12个子载波的资源 2020 3 20 49 下行物理层同步信号 同步信号用于小区搜索过程中UE和E UTRAN的时频同步物理层主同步信号 P SS 用于终端下行时隙同步并确定该小区在小区身份组中的成员序号 0 2 占用载频中央62子载波 用于调制Zadoff Chu序列 在每帧的时隙0和时隙10各选一个符号发送 物理层辅同步信号 S SS 用于终端的下行帧同步并确定该小区的小区身份组序号 0 167 占用载频中央62子载波用于调制伪随机BPSK序列 在每帧的时隙0和时隙10各选1个符号发送 2020 3 20 50 下行物理层参考信号 下行物理层参考信号图示 下图给出了与小区相关的参考信号 RS 在不同天线配置情况下在资源块 RB 中的分布 可以看出不同天线口对应的参考信号没有交叠 同时天线口2和3分配的参考信号比天线口0和1少一倍 RS本质上是在时域 频域上传播的伪随机序列 在某一天线端口上 RS的频域间隔6个子载波 RS离散分布在时频域上 相当于对信道的时频域特性进行抽样 供下行信道估计和信号解调提供参考 RS分布越密集 则信道估计越精确 但开销越大 会影响系统容量 2020 3 20 51 下行物理层信道的时频二维分布 2020 3 20 52 上行信道 2020 3 20 53 上行物理信道时频示意图 2020 3 20 54 上行信道解调参考信号 DRS 用于上行同步和信道估计 来解调上行共享信道 PUSCH 和上行控制信道 PUCCH 该参考信号还可用于其他物理参数的测量如上行干扰和上行信噪比等 上行信道测量参考信号 SRS 用于基站对上行信道特性的测量 测量结果可用于基站对用户的资源调度以获取多用户分集增益 该参考信号的发送周期和子帧偏移需要配置 上行探测参考信号 SRS 作用是为实现频率选择性调度功能 只有在没有业务数据发射的情况下才发射探测参考信号 上行物理层参考信号 2020 3 20 55 物理层上行共享信道 PUSCH 承载上行业务数据和上行控制信息 UCI 采用QPSK 16QAM或64QAM物理层上行控制信道 PUCCH 承载上行控制信息 UCI HARQACK NACK CQI PMI RI 采用BPSK或QPSK物理层随机接入信道 PRACH 用于终端发起与基站的通信 基站通过接收PRACH确定接入终端身份并计算该终端的延迟 上行物理层信道 2020 3 20 56 目录 移动通信系统演进LTE SAE网络架构LTE基本原理LTE关键技术LTE通信过程LTE网络自组织 2020 3 20 57 LTE的关键技术 自适应多天线技术OFDM技术与MIMO技术的融合 提高系统吞吐量支持多种模式的多入多出技术 MIMO 自适应MIMO技术根据信道特性调整传输参数在链路稳定性和容量之间取得最佳折衷 跨小区间的链路自适应 资源管理和干扰协调根据用户所在的地理位置分配频带资源 降低小区间干扰 提高链路稳定性和优化多小区频谱效率 多用户频率选择性资源调度干扰和多径造成各用户在不同频率上的性能有差异 频率选择性资源调度旨在让每个用户在最佳频带上传输从而提高多用户下系统的整体频谱效率 2020 3 20 58 MIMO概念 MIMO技术的基本出发点 将用户数据分解为多个并行数据流 在指定的带宽内由多个发射天线上同时刻发射 经过无线信道后 由多个接收天线接收 并根据各个并行数据流的空间特性 SpatialSignature 利用解调技术 最终恢复出原数据流 MIMO技术的基本出发点是将用户数据分解为多个并行的数据流 在指定的带宽内由多个发射天线上同时刻发射 经过无线信道后 由多个接收天线接收 并根据各个并行数据流的空间特性 SpatialSignature 利用解调技术 最终恢复出原数据流 2020 3 20 59 60 110 MIMO技术 MIMO系统模型图 MIMO系统数学模型 矩阵形式 2020 3 20 61 110 空间分集使用多根天线进行发射和 或接收 根据收发天线数又分为发射分集 接收分集与接收发射分集 空间复用发射的高速数据被分成几个并行的低速数据流 在同一频带从多个天线同时发射出去 波束成形在发射端将待发射数据矢量加权 形成某种方向图后到达接收端空间分集 波束赋型和空间复用的结合系统中不同的信道采用不同的模式系统中同一信道采用不同模式的叠加 MIMO基本模式 2020 3 20 下行MIMO技术 发射分集 发射分集就是在发射端使用多幅发射天线发射相同的信息 接收端获得比单天线高的信噪比 开环发射分集 闭环发射分集 循环延迟分集CDD 空时发射分集STTD 空频发射分集SFTD 空时发射分集STTD 空频发射分集SFTDMIMO技术的基本出发点是将用户数据分解为多个并行的数据流 在指定的带宽内由多个发射天线上同时刻发射 经过无线信道后 由多个接收天线接收 并根据各个并行数据流的空间特性 SpatialSignature 利用解调技术 最终恢复出原数据流 2020 3 20 62 循环延迟发射分集 CDD 下行MIMO技术 发射分集 在不同的发射天线上发送具有不同相对延时的同一个信号 人为地制造时间弥散 能够获得分集增益 且循环延时分集采用的是循环延时而不是线性延时 延迟是通过固定步长的移相 CyclicShift 循环移相 来等效实现延迟 分集STTD 空频发射分集SFTDMIMO技术的基本出发点是 2020 3 20 63 空时发射分集 STTD 将调制符号映射到时域 不同的时刻 和空域 不同的发射天线 以获得分集增益恢复发射信号是需要通过信道估计获得信道矩阵H 下行MIMO技术 发射分集 2020 3 20 64 空频发射分集 SFTD LTE使用 空频发射分集与空时发射分集类似 不同的是SFTD是对发送的符号进行频域和空域编码将同一组数据承载在不同的子载波上面获得频率分集增益 下行MIMO技术 发射分集 2020 3 20 65 eNB 天线 频率 2端口SFBC 码率 1 分集阶数 2 UE M M 1 2或4 1 子载波 时间 端口0端口1 下行MIMO技术 发射分集SFBC 2020 3 20 66 eNB 天线 频率 4端口SFBC 码率 1 分集阶数 2 UE M M 1 2或4 1 下行MIMO技术 发射分集SFBC 2020 3 20 67 下行MIMO技术 接收分集 多个天线接收来自多个信道的承载同一信息的多个独立的信号副本 由于信号不可能同时处于深衰落情况中 因此在任一给定的时刻至少可以保证有一个强度足够大的信号副本提供给接收机使用 从而提高了接收信号的信噪比 2020 3 20 68 下行MIMO技术 空间复用技术 发射的高速数据被分成几个并行的低速数据流 在同一频带从多个天线同时发射出去 由于多径传播 每个发射天线对于接收机产生不同的空间签名 接收机利用这些不同的签名分离出独立的数据流 最后再复用成原始数据流 因此空间复用可以成倍提高数据传输速率 2020 3 20 69 波束赋形是一种应用于小间距的天线阵列多天线传输技术 其主要原理是利用空间的强相关性及波的干涉原理产生强方向性的辐射方向图 使辐射方向图的主瓣自适应的指向用户来波方向 从而提高性噪比 提高系统容量或者覆盖范围 下行MIMO技术 波束赋形技术 波束赋形示意图 70 下行MIMO技术 波束赋形技术 单流和多流波束赋形 71 对于上行MU MIMO配置 TX发射端的两个信号S1和S2分别来自两个不同终端 经过空时信道H的线性混合后达到系统接收机端 并与噪声混合 接收机通过多用户均衡器W进行联合检测 恢复出原始发射信号 对于下行SU MIMO而言 两个信号S1和S2分别来自基站的2根天线 只有两两之间信道特性相关性较弱的终端组合才能进行MU MIMO 否则多用户均衡将面临空域自由度不足 即rank不够 的问题 无法正确恢复出用户原始信号 MIMO技术 上行多用户MIMO图示 上行单用户MIMO受限于终端发射功率eNB调度两个用户在同一无线资源上传输数据 从而提高系统吞吐量不增加单个用户的吞吐量两个被调度用户的空间特性具有较大差异 72 MU MIMO 也称虚拟MIMO 用户端是两个UE实体 不增加每个用户的吞吐量 但是可以提供相对于SU MIMO来说相当 甚至更多的小区容量UE不需要做成高成本的多天线 但是仍然能够增加小区的容量 MIMO在LTE中的应用 2020 3 20 73 LTE中7种MIMO模式 提供发射分集对抗衰落 提高峰值速率 提高系统容量 适用于高速移动环境 适用于单天线端口 提高小区覆盖 抑制干扰 2020 3 20 74 多天线技术的自适应切换 LTE提供了统一的发射信号处理架构 通过终端反馈的机制来实施多天线的自适应切换 终端反馈CQI RI PMI 分别代表调制编码方式多天容量增益的阶数多天线预编码的矢量 矩阵 支持的多天线传输模式 发射分集 适用于发射天线间相关性弱的多天线信道 闭环 开环空间复用 适用于收发之间多径丰富且收发同时多径角度扩展大的多天线信道 秩为1的预编码 适用于发射天线间相关性强的多天线信道 CQI RI PMI 层数据经预编码 PMI 处理在经历空间信道后将等价为一组并行的 相互之间没有干扰的数据 码字指来自上层的业务流进行信道编码之后的数据 2020 3 20 75 在上行 ICIC是和调度以及功率控制相结合的 在下行 ICIC是和调度以及用户的功率分配相结合的 为保证系统吞吐量不下降以及提高边缘用户的谱效率 上下行基本都采用了软频率复用或 部分频率复用 FractionalFrequencyReuse FFR 的思想 FFR的思想是 系统将频率资源分为2个复用集 一个频率复用因子为1的频率集合 应用于中心用户调度 一个频率复用因子大于1的频率集合 应用于边缘用户调度 ICIC频带分配 2020 3 20 76 ICIC频带划分模式 FFR SFR 系统带宽分四份 小区中心复用为1 边缘复用为3 系统带宽分三份 小区中心复用为3 2 边缘复用为3 A首先分配给CEU D只给CCU A剩余的可以和B C D一起分给CCU A首先分给CEU D1仅仅给CCU A剩余的部分可以和D1一起分给CCU 某些子频带上功率只是部分减小 而不是完全限制使用 对于下行 基站可以根据分配的频带结合调度算法动态调度中心用户和边缘用户的频率资源和功率 2020 3 20 77 ICIC功率分配 边缘用户路损大 邻小区间边缘用户使用频带正交 干扰小 CEU使用边缘频带 可以分配较高功率发射 中心用户路损小 不需要大功率功率小且距离邻区远对邻区干扰小 CCU使用中心频带分配较低功率发射 中心用户距离邻小区远且频带与邻区边缘用户的正交 对邻区干扰小 边缘频带有剩余 可以给CCU使用 且可以分配较高功率 采用高阶调制 CCU CEU 2020 3 20 78 半静态邻小区干扰协调 任何小区可通过X2消息发送高干扰指示 HII 给相邻小区 事先控制使得相邻小区调度资源避开干扰 小区还可通过X2消息发送过载指示 OI 给相邻小区 当相邻小区收到OI报告后会采取自降干扰措施如降低本小区发射功率 HII 高干扰指示 表示每个PRB上将要对其他小区产生的干扰等级 每个PRB1bit 每个小区通过监视相邻小区的HII确定相邻小区将要产生强干扰的资源块 对这些资源块进行调度避让或功率调整 OI 过载指示 基站在每个PRB的测量到的IoT 干扰噪声比 等级 每个PRB2bit指示低 中 高三个等级 每个小区通过监视相邻小区的OI确定本小区UE是否对相邻小区产生强干扰 进行功率调整 UE1 扇区X分配了资源A给边缘用户UE1 X会通过X2接口发HII通知Y和Z 使得Y将分配给UE2不同于UE1的资源扇区Y检测到高干扰 Y会通过X2接口发OI通知X和Z X会让UE1和UE3降低发射功率 无需对20MHz带宽预先进行划分 跟据实际干扰和带宽需求情况来动态分配资源 UE2 X Y Z UE3 20MHz 2020 3 20 79 MAC层关键技术 快速调度 快速调度即快速服务LTEFDD 1ms LTETDDdownlink 1ms 4ms 与上下行配置有关 LTETDDuplink 1ms 10ms 与上下行配置有关 UMB 1ms WiMAXTDD 5ms WCDMAHSDPA 2ms CDMA20001xEV DO 1 667ms 2020 3 20 80 MAC层关键技术 快速调度算法分类 根据资源占用时间划分 静态调度半静态调度动态调度 采用预先分配资源 网络不需要每个TTI都传输控制信令 从而节省控制信令PDCCH的传输开销 每M个TTI占用N个RB 如VoIP业务 每20个TTI占用2个RB 取决于信道状态 缓存器状态和剩余资源 每个TTI调度都需要重新分配资源 并通过PDCCH信道指示用户资源分配情况 持续占用无线资源 2020 3 20 81 根据资源维度 动态调度可以划分为三种模式 时域调度 TDMTime domainscheduling 频域调度 FDMFrequency domainscheduling 空域调度 SDMSpace domainscheduling MAC层关键技术 快速调度算法分类 占用部分或全部RB 占用部分或全部TTI 占用部分或全部RBs TTIs但只占用部分天线 2020 3 20 82 根据公平性和吞吐量 动态调度可以划分为 Polling RoundRobin MAX C I MAX TB proportionalfairness PF 公平性较差但吞吐量较高 较好的公平性和较好的吞吐量 公平性最好但吞吐量较低 MAC层关键技术 快速调度算法分类 2020 3 20 83 根据频率选择 动态调度可以划分为宽带调度 非频选 子带调度 频选 操作复杂 但可以完全利用信道状态 系统性能较好 操作简单 但无法完全利用信道状态 系统性能较差 MAC层关键技术 快速调度算法分类 2020 3 20 84 频率选择性调度 在多径信道中 每个用户在不同的频率子带上的增益是不同的 频率选择性调度把每个用户调度在其信道增益最大的频率资源上 容量增益 系统容量是各用户在分配的频率资源上容量之和 香农公式 在频率选择性调度可让下式中每一项的SNRi最大 因而系统总容量最大 在频选的基础上再进行子带内的自适应编码和调制 AMC 2020 3 20 85 根据QoS 动态调度可以划分为 QoS QualityofService 调度BE BestEffort 调度