第4代移动通信技术简介

第四代移动通信技术,LTE-TheLongTermEvolution,前言,LTE技术由3Gpp定义，作为第四代移动通信的技术LTE正式名称：EPS，即演进型的分组系统，有两部分组成LTE（Long-TermEvolution，长期演进）SAE（SystemArchitectureEvolution，系统架构演进）,1.LTE的发展与演进,2.LTE的基本原理,3.LTE的关键技术,4.LTE的实际应用,LTE的发展与演进,LTE的发展与演进,3GPP为了保持未来10年在宽带移动系统中的竞争力，从2004年12月开始LTE项目，2008年12月正式发布标准,设计目标,三高高峰值速率：下行峰值100Mbps，上行峰值50Mbps高频谱效率：频谱效率是3G的25倍高移动性：支持350km/h（在某些频段甚至支持500km/h）两低低时延：控制面IDLE-ACTIVE:100ms，用户面传输:10ms低成本：设备成本、运维成本,1.LTE的发展与演进,2.LTE的基本原理,3.LTE的关键技术,4.LTE的实际应用,LTE的基本原理,OFDM(正交频分复用）MIMO（多天线技术）,传统单载波系统,单载波系统的数据传输形式是串行数据流，符号被连续传输，每个数据符号的频谱可占据整个可利用的带宽。,多载波系统,多载波系统并行传输数据流，（使高速数据流转换低速数据流），许多符号同时传输，将输入数据符号串并转换到N个并行子信道中。,OFDM原理,OFDM的基本原理是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,Bandwidth,OFDM优势,频谱效率高OFDM采用多载波方式避免用户的干扰，只是取得用户间正交性的一种方式，“防讳于未然”的一种方式未然式CDMA采用等干扰出现后用信号处理技术将其消除，例如信道均衡、多用户检测等；以恢复系统的正交性相对单载波系统(CDMA)来说，多载波技术(OFDM)是更直接的实现正交传输的方法带宽扩展性强-决定性优势OFDM信道带宽取决于子载波的数量CDMA只能通过提高码片速率或者多载波方式支持更大带宽，使得接收机复杂度大幅度上抗多径衰落相对于CDMA系统，OFDMA系统是实现简单均衡接收机的最直接方式,OFDM优势,频域调度及自适应OFDM可以实现频域调度，相对CDMA来说灵活性更高可以在不同的频带采用不同的调制编码方式，更好的适应频率选择性衰落实现MIMO技术较简单MIMO技术的关键：有效避免天线之间的干扰以区分多个数据流平坦衰落信道中实现MIMO更容易，频率选择性信道中，很难将MIMO接收和信道均衡区分开,OFDM缺点,PAPR问题高PAPR给系统很多不利：增加模数/数模转换的复杂度、降低RF功放的效率、增加发射机功放的成本等未然式降低PAPR的方法：信号预失真技术：如消峰(Clipping)、峰加窗编码技术、加扰技术时间和频率同步时间偏移会导致OFDM子载波的相位偏移，所以引入CP载波频率偏移带来两个影响：降低信号幅度、造成ICI,MIMO：多天线技术,Page15,双声道立体声,身临其境的感觉真好两只喇叭+两只耳朵,双发双收MIMO，让上网速率翻番两副接收天线+两副发射天线,MIMO主要模式,复用模式不同天线发射不同的数据，可以直接增加容量：22MIMO方式容量提高1倍分集模式不同天线发射相同的数据，在弱信号条件下提高用户的速率,Page16,MIMO可以在复用模式和分集模式之间自适应动态转变,多天线之BeamForming,没有智能天线的情况下，小区间用户干扰严重,使用智能天线的情况下，小区间用户干扰得到极大改善,Page17,Beamforming和MIMO结合使用，既改善覆盖，又提升容量,多天线技术优势,LTE基本原理,Downlink-OFDMA,Uplink-SC-FDMA,1.LTE的发展与演进,2.LTE的基本原理,3.LTE的关键技术,4.LTE的实际应用,LTE的关键技术,AMC(自适应调制编码）HARQ（混合自动重传）FastScheduling（快速调度）ICIC（小区间干扰抑制）,AMC（自适应调制编码）,调制的作用：把需要发送的信息通过调制符号进行表示高阶调制的优点：每符号能表示更多的信息,Page23,TD-LTE采用64QAM调制方式，效率是QPSK的3倍，也比16QAM峰值速率提升50，,空口速率提升高阶调制,AMC（自适应调制编码）,高阶调制的缺点：越是高性能（速率高）的调制方式，其对信道质量的要求也越高AMC:基于信道质量，选择最合适的调制方式，编码方式：好的信道条件-减少冗余，高阶调制坏的信道条件-增加冗余，低阶调制,Page24,HARQ,HARQ=FEC+ARQ.在LTE中，FEC是带QPP的Turbo编码。SAWN-Channel(FDD上行：固定为8个；FDD下行：18个；TDD上行：与时隙配比有关且固定数；TDD下行：与时隙配比有关).HARQ的合并方式：CC/FIR/PIR.同步HARQ与异步HARQ。自适应HARQ与非自适应HARQ.,为充分利用信道，eNodeB可以在未收到UE的ACK/NACK之前发送新的数据块.,下行：异步自适应,同步自适应：eNodeB给UE发射NACK且发射PDCCHFormat0表示UE应在这次新分配的RB上重传.,上行：同步自适应,同步非自适应：eNodeB给UE发射NACK且不发射PDCCHFormat0表示UE应在上次分配的RB上重传.,上行：同步非自适应,FastScheduling快速调度算法,快速调度：快速的信道重分配调度资源的基本原则兼顾效率，公平性及业务QoS可选择的调度原则轮询算法RoundRobin(RR)：“大锅饭”最大信噪比算法(MaxC/I)：“强者恒强”部分公平算法ProportionalFair(PF)：“和谐社会”,LTE采用1ms子帧作为调度周期，更加快速灵活的适配各种场景快速调度是各种关键技术的前提,Page30,ICIC技术的优点：降低邻区干扰；提升小区边缘数据吞吐量，改善小区边缘用户体验,ICIC改善小区边缘用户吞吐率达40%以上,ICIC:小区间干扰协调,ICIC的实现,Page31,配置工具,ICIC配置,传统ICIC（静态）,OSS,ICIC配置,测量,自适应ICIC,静态ICIC：每个模式固定1/3边缘用户频带，每个小区的边缘频