四川移动LTE培训

TD-LTE技术原理介绍,中移动研究院无线所毛剑慧2012.9.5,内容：,TD-LTE关键技术-物理层基本原理帧结构及物理信道物理层过程TD-LTE关键技术-高层LTE-A技术的引入分析,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,关键技术,帧结构,物理信道,物理层过程,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,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,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闭环功控（适应信道变化）eNodeB通过测量PUCCH/PUSCH/SRS信号的SINR，和目标值SINRtarget比较，调整相应子帧的上行发送信号的发射功率；外环功控根据BLER的统计值动态调整闭环功控中使用的目标值SINRtarget,功控目的,下行功率分配概述,半静态分配RS和PDSCH的功率比值，保证RS和PDSCH的功率分配合理,下行业务信道若进行功控，则会出现业务信道功率与导频功率无固定关系。使得UE反馈的CQI信息不能正确反映业务信道的实际质量,PDSCH,功率分配原因,功率分配信道,注：规范没有规定PBCH等控制信道的功率如何控制，应该取决于厂家实现。在3GPP定义规范时，经过长期的讨论，认为关键的控制信道如PBCH，PDCCH不会存在覆盖问题,功率分配方式,RSEPRE在整个系统带宽内是常数（-60，50）dBm；且在所有子帧内是常数(PB=0)在覆盖范围较大时，可能会出现因导频功率不足，而导致覆盖受限的场景。故可采用导频功率增强方案，即Powerboosting,提高信道估计的性能，从而扩大覆盖(PB=1,2,3）,PDSCH功率分配,RS,分为两类：有RS的PDSCH、无RS的PDSCH,PDSCH,推荐配置PB=1，即两类PDSCH上的功率相同，此时功率利用率最高。,两天线端口为例,PRB中各信道RE及导频分布图,每个symbol上的最大发射功率为43dBm（20W)；无powerboosting时有RS的PDSCHEPRE=10lg(5/4)*20*1000/*(12*100)=13dBmRSEPRE=（总功率-PDSCH功率）/2=12dBmPowerboosting时，有RS的PDSCHEPRE=10lg20*1000/*(12*100)=12dBmRSEPRE=（总功率-PDSCH功率）/2=15dBm激活Powerboosting时，RS的功率可以配置为比PDSCH的功率高3dB或6dB,PDCCH,PDSCH,RS,P,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