LTE同WiMAX技术对比_结题报告

1、-1-20112011年年8 8月月中国移动设计院无线所中国移动设计院无线所TD-LTETD-LTE同同WiMAXWiMAX技术对比技术对比-2-目目 录录TD-LTE同同WiMAX技术比较技术比较TD-LTE同同WiMAX覆盖能力比较覆盖能力比较TD-LTE同同WiMAX网络容量对比网络容量对比TD-LTE同同WiMAX网络频率规划方法比较网络频率规划方法比较-3-WiMAX和和LTE的标准进展的标准进展p WiMAX标准的发布时间为2005年，较TD-LTE的2009年早，WiMAX在标准上的领先也是3GPP组织制定LTE标准的主要推动力之一。p WiMAX标准的下一代演进标准为R2.0，

2、即802.16mp TD-LTE的下一代演进标准为Rel.10，即LTE-Ap802.16m和LTE-A均为IMT-A的候选技术WiMAX标准发布与商用时间均早于LTE，两个系统的演进版本均为候选4G技术！-4-主要技术对比主要技术对比LTE与WiMAX均为基于OFDMA的系统，基本特性相似！-5-网络结构对比网络结构对比WiMAX 16eTD-LTE SS: 用户站BS: 基站GW: 网关ASN: 接入服务网(ASN=BS+GW)UE: 用户设备eNodeB : 演进的Node BS-GW: 服务网关MME: 移动管理实体E-UTRANEPC: Evolved Packet CoreLTE与

3、WiMAX均为扁平网络架构，均适合蜂窝组网，但TD-SCDMA和GSM系统更易于向LTE演进！-6-无线帧结构对比无线帧结构对比 Special sub-frameSpecial sub-frameTD-LTE FrameTD-LTE FrameWiMAX FrameWiMAX Frame1个无线帧长5ms帧结构对比LTE与WiMAX下行均为OFDMA方式，LTE上行为DFT-S-OFDM，WiMAX上行为OFDMA,OFDMA比DFT-S-OFDM在资源分配上更具灵活性,但峰均比较高！-7-上行峰均比问题对比上行峰均比问题对比n WiMAX上行峰均比问题上行峰均比问题 WiMAX上行使用OF

4、DMA，终端存在峰均比高的问题 影响了终端功放的使用效率，发射功率低 目前WiMAX终端也没有解决峰均比高的问题n TD-LTE上行峰均比问题对比上行峰均比问题对比 TD- LTE上行使用SC-FDMA TD- LTE上行占用的子载波是连续的相对于WiMAX的上行子载波打散的分布，其峰均比低2dB左右从子载波分配可以看出LTE上行采用的SC-FDMA 比WiMAX采用的OFDMA有更低的峰均比， 说明LTE终端功放的效率更高！更适合手持终端的应用！-8-MIMO技术对比技术对比开环模式下，两者都支持单流模式，WiMAX支持2x2 MatrixA和4x2 MatrixA+CDD，LTE支持2x2

5、 SFBC和4x2 SFBC+FSTD。同时两者也都支持双流模式，WiMAX支持2x2 MatrixB和4x2 MatrixB+CDD，LTE支持2x2 MCW和4x2 MCW。由于协议限制，目前WiMAX只支持2x2MIMO，终端也只有双收终端，不支持四流，而LTE支持4x4 MCW的4x4MIMO，现阶段LTE的MIMO性能优于WiMAX!-9-支持最高移动速度的对比支持最高移动速度的对比n 影响影响TD-LTE同同WiMAX系统车速的因素系统车速的因素 高速下影响网络性能的主要是多普勒频偏导致系统的解调性能降低，WiMAX当时协议确定的最高时速是120km，但实际应用时速为200km也可

6、解调，只不过是随着速度的提高，解调的能力下降。 LTE的上行使用的SC-FDMA，所占用的子载波都是连续的，对高速时的频偏纠错时只需要纠错一个，其他子载波也可以频偏也可以调整，因此相对于WiMAX的上行子载波打散的情况，LTE的SC-FDMA在高速下具有一定的优势。3GPP标准规定LTE系统应能支持时速350km的高速移动。LTE系统支持时速350km的高速运动，性能优于WiMAX!-10-物理信道对比物理信道对比n TD-LTE同同WiMAX物理信道对比物理信道对比LTE与WiMAX的物理信道，基本特性相似！-11-目目 录录TD-LTE同同WiMAX技术比较技术比较TD-LTE同同WiMA

7、X覆盖能力比较覆盖能力比较TD-LTE同同WiMAX网络容量对比网络容量对比TD-LTE同同WiMAX网络频率规划方法比较网络频率规划方法比较-12-链路预算的前提条件链路预算的前提条件-13-分配带宽对比分配带宽对比WiMAX 16eTD-LTE DLDLULUL每个自信道包含24个子载波( 2簇) 每个RB包含12个子载波每个自信道包含24个子载波( 6 区块) 每个RB包含12个子载波1 RB1 RBPilot Sub-carrierControl channelPilot Sub-carrier上行相同边缘速率128kbps条件下，WiMAX上行使用3个子信道（72个子载波，带宽为78

8、7.5KHz, 128kbps=48scx3subxchannelx5slotx1bit），同时可支持12（即35/3）个用户;LTE使用3个RB（36个子载波，带宽为540KHz, 128kbps=392TBSbitx2UL slot/5ms），同时可支持15(即(50-4PUCCH RB)/3)个用户;WiMAX业务使用的时频资源占用带宽比LTE大，因而WiMAX的子信道化增益比LTE少1.64dB;1 Tile1 Cluster导频图案与分配带宽的对比导频图案与分配带宽的对比假设在上行相同边缘速率128kbps条件下，WiMAX的子信道化增益比LTE少1.64dB!-14-链路预算对比链

9、路预算对比LTE和WiMAX覆盖的差别，其原因主要来自于以下几个方面：1、上行相同边缘速率128kbps条件下，WiMAX使用的时频资源占用带宽比LTE大，因而WiMAX的子信道化增益比LTE少1.64dB2、 WiMAX与LTE在解调门限上的差异，相同的调制编码方式，LTE的所需的解调门限（SINR需求）稍低3、干扰余量的取值不同，目前WiMAX采用PUSC with all SC 1*3*3组网，即异频组网，LTE采用SFR同频组网，LTE的干扰余量会稍大LTE和WiMAX链路预算的差别：LTE的小区边缘区域子信道化增益略高于WiMAXLTE的所需的解调门限（SINR需求）稍好于WiMAX

10、LTE采用SFR同频组网，而WiMAX采用异频组网时， LTE的干扰余量会稍大-15-调制和编码方式对比调制和编码方式对比相比LTE，WiMAX的编码块较小，不能充分利用Turbo编码增益。而且，当一个大的数据块需分割成几个小的编码块时，每个编码块没有校验机制，损失性能较LTE严重！。调制和编码方式对比调制和编码方式对比-16-链路预算结果对比链路预算结果对比现网LTE的覆盖范围稍优于WiMAX！覆盖范围结果对比覆盖范围结果对比-17-目目 录录TD-LTE同同WiMAX技术比较技术比较TD-LTE同同WiMAX覆盖能力比较覆盖能力比较TD-LTE同同WiMAX网络容量对比网络容量对比TD-L

11、TE同同WiMAX网络频率规划方法比较网络频率规划方法比较-18-Page 18WiMAX 16eTD-LTE下行峰值速率对比下行峰值速率对比场场景景: 带宽 10MHz, TDD= 29:18场场景景: 带宽 10MHz, DL:UL= 2:2, 特殊子帧 -10:2:2PUSC下行峰下行峰值值速率速率=2*(840*(1-1/7)*(29-3)*6*(5/6)/5/1000=37.4Mbps2: The gain of MCW600: 10M带宽使用的子载波1/7: 导频所占子载波比率38: 5ms半帧的下行符号数3: 最小控制信道符号数6: 64QAM0.925: 编码率5: 半帧长为5

12、ms2: MIMO-B 增益840: 10M PUSC 使用的子载波 1/7: 导频载波占用率35: DL符号数3: 用于控制信道的最小载荷符号6: 64QAM 5/6: 编码率5: 帧长5msPilot Sub-carrierControl channelDLDL下行峰下行峰值值速率速率=2*(600*(1-1/10)*(38-3)*6*0.925)/5/1000=41MbpsTD-LTE的下行峰值速率稍优于WiMAX！-19-Page 19WiMAX 16eTD-LTE上行峰值速率对比上行峰值速率对比上行峰上行峰值值速率速率=2*(840*(1-1/3)(12-3)*6*(5/6)/5/1

13、000=10.08Mbps上行峰上行峰值值速率速率=2*(46*12*(1-1/7)*(16-2)*6*0.855)/5/1000=13.59Mbps2: MU-MIMO增益 46: 10MHz带宽的总RB数，出去PUCCH的4个RB 12: 每RB含12个子载波1/7: 导频所占子载波比率16: 5ms半帧的总符号数2: UpPTS 占用符号数6: 64QAM0.855: 编码率5: 半帧长为 5ms2: 上行 CSM增益840: 10M PUSC 使用的子载波 1/3 :导频载波占用12: UL符号数3: 用于控制信道的最小载荷符号6: 64QAM5/6: 编码率5: 帧长5msPilot

14、 Sub-carrierControl channelScenario:带宽 10MHz, TDD= 35:12Scenario:带宽 10MHz, DL:UL= 3：1, 特殊子帧 -10:2:2ULULTD-LTE的上行峰值速率稍优于WiMAX！-20-目目 录录TD-LTE同同WiMAX技术比较技术比较TD-LTE同同WiMAX覆盖能力比较覆盖能力比较TD-LTE同同WiMAX网络容量对比网络容量对比TD-LTE同同WiMAX网络频率规划方法比较网络频率规划方法比较-21-Page 21频率规划对比频率规划对比WiMAX 16eTD-LTE PUSC 131PUSC 所有子载波异频 13

15、3FFR 131SFR 131133目前现网WiMAX典型的频率规划为PUSC all 133(异频组网) 或 FFR 131（同频组网）; 目前现网LTE 是 SFR 131（同频组网）目前各厂家均有各自的TD-LTE同频频率规划方法，大部分为小区中心使用更多带宽、小区边缘使用部分（如1/3）带宽的软频率复用方式，正在测试中；WiMAX目前采用较多的有异频复用和FFR同频复用方式，其中FFR的复用方法与TD-LTE的基本思想一致。-22-TD-LTE同同WiMAX对比总结对比总结p WiMAX标准发布与商用时间均早于标准发布与商用时间均早于LTE，两个系统的演进版本均为候选，两个系统的演进版

16、本均为候选4G技术技术pTD-LTE同同WiMAX技术比较技术比较 LTE与WiMAX均为基于OFDMA的系统，基本特性相似LTE与WiMAX均为扁平网络架构，均适合蜂窝组网，但TD-SCDMA和GSM系统更易于向LTE演进LTE与WiMAX下行均为OFDMA方式，LTE上行为DFT-S-OFDM，WiMAX上行为OFDMA WiMAX只支持2x2MIMO，终端也只有双收终端，不支持四流，而LTE支持4x4 MCW的4x4MIMOLTE系统支持时速350km的高速运动，性能优于WiMAX!LTE与WiMAX的物理信道，基本特性相似！pTD-LTE同同WiMAX覆盖能力比较覆盖能力比较假设在上行相同边缘速率128kbps条件下，WiMAX的子信道