第12章B3G-4G移动通信系统2015

1、数字移动通信数字移动通信本次课要回答的问题：本次课要回答的问题： 为何要发展为何要发展B3G/4GB3G/4G系统？系统？ 有哪些有哪些B3G/4GB3G/4G候选系统？各有何特点？候选系统？各有何特点？ B3G/4G B3G/4G的共性技术有哪些？其基本原理是什么？的共性技术有哪些？其基本原理是什么？ 不同不同4G4G标准主要采用了哪些技术来提高传输速率？标准主要采用了哪些技术来提高传输速率？n 了解了解B3G/4G的产生背景和基本特征；的产生背景和基本特征；n 了解实现宽带高速数据传输的主要方法（共性技术）；了解实现宽带高速数据传输的主要方法（共性技术）；n 了解两种了解两种4G标准的关键

2、技术。标准的关键技术。重点：重点：不同不同4G系统的特点，系统的特点，B3G/4GB3G/4G共性技术的原理共性技术的原理。难点：难点：两种两种4G标准的关键技术差异。标准的关键技术差异。移动通信系统演进示意图技术参数技术参数3GB3G/4G业务特性业务特性优先考虑语音、数据业务优先考虑语音、数据业务融合数据和融合数据和VoIPVoIP网络结构网络结构蜂窝小区蜂窝小区混合结构混合结构频率范围频率范围1.61.62.5GHz2.5GHz2 28GHz8GHz，800MHz800MHz低频低频带宽带宽5 520MHz20MHz100100+ +MHzMHz速率速率384kbit/s384kbit/

3、s2Mbit/s2Mbit/s2020100Mbit/s100Mbit/s接入方式接入方式WCDMA/CDMA 2000/TD-WCDMA/CDMA 2000/TD-SCDMASCDMAMC-CDMAMC-CDMA或或OFDMOFDM交换方式交换方式电路交换电路交换/ /分组交换分组交换分组交换分组交换移动性能移动性能200kmph200kmph250kmph250kmphIPIP性能性能多版本多版本全全IPIP（IPV6IPV6）n2000年年10月月，ITU成立了成立了“IMT 2000 and Beyond”工作组，其任务之一就是探索工作组，其任务之一就是探索3G之后之后下一代移动通信系

4、统的概念和方案。下一代移动通信系统的概念和方案。n2005年年10月月18日日，ITU将将B3G技术正式定名为技术正式定名为IMT-Advanced。n2010年年10月月，ITU将将LTE-Advanced和和IEEE 802.11m列为列为IMT-Advanced的候选技术。的候选技术。n2012年年1月月18日日， ITU正式将正式将LTE-Advanced和和IEEE 802.11m确定为确定为IMT-Advanced（即（即4G）国际标准。国际标准。WINNER项目由于整合了欧盟科研资源，成员包括欧盟主要的企业、大学和研究机构，加上我国原信息产业部电信研究院、韩国三星、日本NTT D

5、oCoMo、美国摩托罗拉等亚洲和美洲企业、科研单位的加盟，在国际B3G研究领域有着重要的地位。WINNER项目成员在致力于开发和完善WINNER系统设计的同时广泛参与ITU、3GPP等国际标准化组织的工作，从而在B3G研究和相关的工作中发挥着积极的作用。l 日本的4G研究计划属于国家级发展计划e-Japan的一部分，其基础通信技术部分的研发由日本国家信息通信技术研究院负责；标准化工作由ARIB负责；2002年由产业界发起成立的mITF论坛负责技术交流和国际合作。特别要指出的是，其他国家主要是设备制造商引导新技术的研制，但日本4G技术的开发的主力却是运营商。 l 韩国的4G计划由信息与通信部（M

6、IC）协同部署，由其国内有关运营商和电子通信研究院（ETRI）等研究结构参与研发，2003年成立的NGMC论坛负责国际合作。韩国已制定了远景计划，运营商也开始了试验网的建设 。阶段阶段时间时间研究目标研究目标FuTURE2001年年10月月至至2003年年12月月开展通用无线环境关键技术研究，完成开展通用无线环境关键技术研究，完成B3G/4G无线传无线传输系统的核心硬、软件研制工作，开展相关传输试验，输系统的核心硬、软件研制工作，开展相关传输试验，向向ITU提交有关标准建议；提交有关标准建议；完成区位无线通信环境所需的硬、软件研制工作，进完成区位无线通信环境所需的硬、软件研制工作，进行相应的业

7、务演示；行相应的业务演示；完成空间通信试验平台方案的制定以及关键硬、软件完成空间通信试验平台方案的制定以及关键硬、软件的研制工作。的研制工作。FuTURE+2004年年01月月至至2005年年12月月完成通信无线环境的建设、网间互联互通、演示业务完成通信无线环境的建设、网间互联互通、演示业务的开发，使区位性无线通信技术及其应用达到实用水的开发，使区位性无线通信技术及其应用达到实用水平，并使平，并使B3G/4G通信技术及空间通信技术达到相对成通信技术及空间通信技术达到相对成熟的水平。熟的水平。FuTURE 2006年年01月月至至2010年年12月月设立有关重大专项，完成通用无线环境的体制标准研

8、设立有关重大专项，完成通用无线环境的体制标准研究及其系统实用化研究，开展较大规模的现场试验。究及其系统实用化研究，开展较大规模的现场试验。 3GPP LTE-AdvancedIEEE 802.16m信道宽带支持1.25MHz-20MHz宽带5MHz到20MHz的可变带宽，在某些特殊情况下可以支持高达100MHz的带宽峰值速率下行1Gbit/s，上行500Mbit/s静止1Gbit/s，移动100Mbit/s移动性0 - 1 5 k m / h ( 最 佳 性 能 ） 0 -120km/h(较好性能）120-350km/h（保持连接不掉线）0-15km/h(最佳性能） 0-120km/h(较好性

9、能）120-350km/h（保持连接不掉线）传输技术与多址技术下行OFDMA 上行SC-FDMAOFDMA双工方式FDD和TDD尽可能融合，FDD半双工FDD,TDD和FDD半双工调制方式QPSK,16QAM和64QAMBPSK,QPSK,16QAM和64QAM编码方式以Turbo码为主，LDPC编译码卷积码，卷积Turbo码和低密度奇偶校验码多天线技术基本MIMO模型：下行44，上行24个天线，考虑做多88配置支持MIMO技术（基站支持1,2,4,8根发射天线，终端支持1,2,4根发射天线）和AAS(自适应根线阵）技术HARQChase合并与增量冗余HARQ，异步HARQ和自适应HARQ（正

10、在考虑）Chase合并，异步HARQ和非自适应HARQLTE标准与关键技术的进展Time2007Q4Q1Q2Q3Q4Q1Q2Q3Q4Q1Q2Q3Q4Q1Q2Release2008200920102011Rel8 WIRel9 WIRel10 WIQ3LTE-A SIQ2LTE SIRel-8Rel-9Rel-10Rel-8: LTE的基本技术和框架 n 扁平化架构n MIMOn OFDM/SC-FDMAn 多样的带宽n Rel-9: LTE的进一步增强与完善n LTE 家庭基站 n 自组织网络（SON）n 广播多播（eMBMS）n LTE定位技术n Rel-10: 瞄准IMT-A性能指标n M

11、IMO技术的增强n 载波聚合（CA）n 中继技术（relay）n 分层异构网络（HetNet）nCompn ITU 4Gl 频率选择性衰落l 码间串扰l 均衡器难以实现S u b -c a rrie rs S u b -fra m e F re q u e n c y T im e T im e fre q u e n c y res o u rc e fo r U s er 1 T im e fre q u e n c y res o u rc e fo r U s er 2 T im e fre q u e n c y res o u rc e fo r U s er 3 S ys te

12、m B a n d w id th l 频谱资源紧张l 空间维度l 空时处理n空间分集n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n空间复用n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n波束成形n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调制与映射解调与分离l 原因 移动通信系统是资源受限l 资源类型 时间 空间 频率 能量l 核心问题 在保证服务质量的前提下，提高频谱利用率l 实现方式 资源控制 资源分配 资源调度接入控制、负荷（拥塞）控制、切换控制、功率控制、速率控制等基站（小区）分配与选择、信道分配、

13、队列分配、资源预留、功率分配等时隙调度、码资源调度、切换小区调度、自适应链路调度等l 目的 为提高用户在小区边缘的信息传输速率l 实现方式p干扰随机化：信道加扰和交织方法。p干扰消除：来源于多用户检测技术，可以将干扰小区的信号解调、解码，然后将来自该小区的ICI（小区间干扰）复制并减去。 p干扰协调/规避：通过软频率复用方案实现，即部分频率复用。LTE的2高2低LTE的主要指标和需求需求名称需求内容实现主要技术高峰值数据速率 DL 100Mbps/UL 50Mpbs20MHz（DL要求UE侧2接收天线）1、采用高带宽（20M）2、多天线技术（22MIMO）3、高阶调制方式（64QAM）低控制面

14、延迟从驻留状态到激活状态，传输延迟时间小于100ms从睡眠状态到激活状态，传输延迟时间小于50ms单小区在5M带宽下最少支持200用户，更高频谱分配条件下，单小区至少支持400用户1、扁平化网络架构2、短调度周期（1ms）3、调度算法低用户面延迟在“零负载”（单用户、单数据流）和“小IP包”的情况下，用户面延迟不超过5ms1、扁平化网络架构2、短调度周期（1ms）高用户吞吐量下行链路：1、在5% CDF（累计分布函数）处的每MHz用户吞吐量应达到R6 HSDPA的23倍；2、每MHz平均用户吞吐量应达到R6 HSDPA的34倍。上行链路：1、在5% CDF处的每MHz用户吞吐量应达到R6 HS

15、UPA的23倍；2、每MHz平均用户吞吐量应达到R6 HSUPA的23倍。1、多天线技术（22MIMO）2、高阶调制方式（64QAM）3、链路自适应技术（AMC）4、混合自动重传（HARQ）5、干扰协调（ICIC）LTE的主要指标和需求需求名称需求内容实现主要技术高频谱效率下行链路：在真实负荷网络中，LTE频谱效率是R6 HSDPA的34倍；上行链路：在真实负荷网络中，LTE频谱效率是R6 HSUPA的23倍1、OFDM2、多天线技术（22MIMO）3、高阶调制方式（64QAM）高频谱灵活性支持不同大小的频谱分配：包括1.4 MHz、3 MHz 、5 MHz、10 MHz、15 MHz 以及2

16、0 MHz，支持成对和非成对频谱；支持不同频谱资源的整合；1、OFDM2、双工方式3、re-farming高移动性支持015km/h低速移动优化；15120km/h高速移动下实现高性能，在120350km/h（在某些频段甚至应支持500km/h）下能保持蜂窝网络的移动性1、子载波参数设计覆盖吞吐率、频谱效率和移动性指标在半径5km以下的小区应全面满足，在半径30km的小区中性能可有小幅下降，不排除半径达到100km的小区1、CP参数设计无线资源管理增强的端到端QoS；有效支持高层传输；支持不同的无线接入技术之间的负载均衡和策略管理1、QoS2、RRM与LTE相关的主要组织 NGMN需求制定 3

17、GPP标准制定 LSTI测试与试验NGMN：由全球主要移动运营商发起的、旨在引导和推动无线网络演进与发展的组织3GPP：移动通信系统标准制定组织LSTI：设备制造商与运营商联合成立的测试组织，通过联合测试与试验推动LTE的产业化进程网络架构：全IP扁平架构MIMOOFDM多带宽选择提升宽带能力 降低网络时延S u b -c a rrie rs S u b -fra m e F re q u e n c y T im e T im e fre q u e n c y res o u rc e fo r U s er 1 T im e fre q u e n c y res o u rc e fo

18、 r U s er 2 T im e fre q u e n c y res o u rc e fo r U s er 3 S ys te m B a n d w id th 1.4M3M5M10M15M20MRefarming 2GBackward UMTSExtension BandsMIMO ChannelDataStreamingLTE关键技术LTE关键技术-全IP扁平化网络的演进传统架构 .vs. LTE 的扁平架构网络架构趋于扁平化和简单化网络扁平化降低接入延时，改善用户体验网络简单化降低系统复杂度，部署简单，易于维护，有效降低TCO取消BSC的集中控制，避免单点故障，提高网络稳定

19、性网络结构的演进是逐渐放弃电路交换和业务的过程n业务中心逐渐向数据域转移n原有电路交换和相关业务逐渐淡出，被IMS为基础的业务控制系统取代PSTNInternetHSSBTSBSCMSCSGSNGGSNGMSCHLRRNCNodeBPGWPCRFSGWMMEeNBLTE的网元功能 MMEMMEServing GWServing GWPDN GWPDN GWE-Node BE-Node B NAS信令以及安全性功能 3GPP接入网络移动性导致的CN节点间信令 空闲模式下UE跟踪和可达性 漫游 鉴权 承载管理功能（包括专用承载的建立） 支持UE的移动性切换用户面数据的功能 E-UTRAN空闲模式下

20、行分组数据缓存和寻呼支持 数据包路由和转发上下行传输层数据包标记基于用户的包过滤合法监听IP地址分配上下行传输层数据包标记DHCPv4和DHCPv6（client、relay、server）具有现3GPP Node B全部和RNC大部分功能，包括：物理层功能MAC、RLC、PDCP功能RRC功能资源调度和无线资源管理无线接入控制移动性管理LTE的协议结构全部基于IP的信令信令流数据流E-Node BPHYUEPHYMACRLCMACMMERLCNASNASRRCRRCPDCPPDCPAPPUDPGTPUIPS1APSCTPSGWIPUDPGTPUIPSCTPS1APX2AP从传统频分、码分向正

21、交频分演进（c）CDMA 频谱l 下行 OFDMA（PAPR）l 上行 单载波OFDM（SC-FDMA）LTE所用OFDM的主要参数下行链路的OFDM参数传输带宽1.4 MHz3 MHz5 MHz10 MHz15 MHz 20 MHz时隙长度 0.5 ms子载波间隔15 kHz取样频率 1.92 MHz3.84 MHz7.68 MHz 15.36 MHz 23.04 MHz30.72 MHz(1/2 * 3.84 MHz)(1 * 3.84 MHz)(2 * 3.84 MHz)(4 * 3.84 MHz)(6 * 3.84 MHz)(8 * 3.84 MHz)FFT 点数12825651210

22、2415362048取样时间 (Ts)168424/31占用子载波数731813016019011201每时隙的OFDM符号数7 for Normal cyclic prefix ?f= 15kHz ;6 for Extended cyclic prefix ?f= 15kHz ;3 for Extended cyclic prefix ?f= 7.5kHz ;CP 长度 (Ts)常规 ?f= 15kHz160 for l=0； 144 for l=1,2,3.,6扩展 ?f= 15kHz512 for l= 0,1,2,3.,5扩展 ?f= 7.5kHz1024 for l=0,1,2LTE

23、关键技术- 高阶调制带来更高效率64QAM16QAMLTE关键技术- MIMO：从单天线向多天线演进nMIMOMIMO技术本质技术本质多天线发射接收，充分利用空间维度，若采用复用技术，则可成倍的提升空口速率，或者采用分集技术（多径）产生解调增益，总体可以理解为一种空分复用技术复用和分集产生的增益对应吞吐率和可靠性的提升，两者可以认为都是牺牲其中的一种增益而得到另一种增益。nMIMOMIMO技术优势技术优势MIMO技术可以同时在基站和UE上使用提升用户吞吐率、小区容量和覆盖很容易和OFDM技术融合起来nLTELTE基站支持自适应基站支持自适应MIMOMIMO，灵活支持空间复用或分，灵活支持空间复

24、用或分集复用集复用自适应MIMOLTE 的链路自适应技术AMCu 基于信道质量信息反馈：调整数据速率来补偿信道条件好的信道条件更高速率坏的信道条件更低速率调整编码速率来补偿信道条件好的信道条件高速率编码坏的信道条件低速率编码调整调制方案来补偿信道条件好的信道条件高阶调制坏的信道条件低阶调制u CQI（Channel Quality Indicator）信道质量信息反馈：UE 测量信道质量 报告 给Node B基站基于CQI来选择调制方案、块大小和数据速率TerminaleNBCQISINRLTE关键技术-分组调度：不需要显示回收资源nLTE是完全面向分组业务优化的系统，不再采用面向连接的电路交

25、换技 术，此原则应用于系统协议栈的所有层。n分组交换无线接口的核心是采用动态调度共享传输资源。在每个TTI(1ms)，系统依据每个用户的信道状态自适应调度资源,包括：频域 和时域资源、MIMO配置及层数的自适应、调制和编码的自适应等，从而也实现了多用户分集。电路交换资源分配快速自适应分组调度时间 衰落信道无线帧结构-FDDn每个10ms无线帧被分为10个子帧n每个子帧包含两个时隙，每时隙长0.5msnTs=1/(1500*2048) 是基本时间单元n任何一个子帧即可以作为上行，也可以作为下行#01个无线帧 Tf = 307200 TS = 10 ms1个时隙 Tslot=15360TS=0.5

26、ms#11个子帧#2#17#18#19无线帧结构-TDD1个子帧子帧 #5DwPTSGPUpPTS子帧 #91个半帧 153600 TS = 5 ms1个子帧子帧 #0DwPTSGPUpPTS30720TS子帧 #41个时隙 Tslot=15360TS1个无线帧 Tf = 307200 Ts = 10 msn每个10ms无线帧包括2个长度为5ms的半帧，每个半帧由4个数据子帧和1个特殊子帧组成n特殊子帧包括3个特殊时隙：DwPTS，GP和UpPTS，总长度为1msn支持5ms和10ms上下行切换点n子帧0、5和DwPTS总是用于下行发送TD-LTE的灵活时隙配置TD-LTE物理层有 5ms和1

27、0ms两种上下行切换周期7种不同上下行时隙配比方式5ms切换周期：1DL:3UL, 2DL:2UL, 3DL:1UL , 3DL:5UL10ms切换周期：6DL:3UL, 7DL:2UL, 8DL:1UL固定下行固定上行5ms转换点：10ms转换点：Subframe number0 1 2 3 4 5 6 7 8 905 msD S U U U D S U U U15 msD S U U D D S U U D25 msD S U D D D S U D D310 msD S U U U D D D D D410 msD S U U D D D D D D510 msD S U D D D D

28、 D D D65 msD S U U U D S U U DOFDM资源的时频结构表示方法物理资源的映射举例 每个小方块代表一个RE 有些RE被参考信号和公共信道占用LTE可以根据用户信道质量调度合适的无线资源UE2Channel quality(CQI, Ack/Nack, TPC)Channel quality(CQI, Ack/Nack, TPC)DataDataUE1多用户分集增益TTI 1TTI 2TTI 3TTI 4U SER 1 Es/N 0U SER 2 Es/N 0Scheduled userNode B 调度可以利用每个用户的即时信道条件 LTE的关键技术-干扰抑制nLTE

29、不支持软切换，同频组网带来的严重的干扰问题；n异频组网则会导致频谱利用率很低；LTE关键技术-灵活的带宽支持LTEUMTSCDMA20MHz1*20M4*5M16*1.25M移动通信的技术发展并未止步 IMT-Advanced! 支持支持100M1G bit/s的数的数据速率据速率 支持多种接入网络的互联支持多种接入网络的互联互通互通 支持可扩展的带宽使用支持可扩展的带宽使用4G！ITU IMT-Advanced！LTE-Advanced： 真正的4Gn2008年3月，在被视为3.9G的LTE标准化接近完成时，作为在LTE基础上的继续演进项目，3GPP启动了真正代表4G技术的LTE-Advan

30、ced项目LTE-Advanced提出的背景n满足ITU-R IMT-Advanced 技术征集的需要n3GPP LTE作为当前最受关注的宽带移动通信标准，其向IMT-Advanced阶段进一步演进是毋庸置疑的n进一步巩固3GPP LTE标准在未来市场竞争中的优势地位n由于LTE已经消耗了学术界和技术领域大量的技术储备，所以LTE-Advanced不会再是技术上的彻底革新，而是LTE的平滑演进LTE/LTE-A时间表LTE的补充与增强启动LTE-A的研究LTE-Advanced 的主要需求n更高的峰值数据率n下行峰值数据率1Gbps，上行峰值数据率500Mbpsn更大峰值频谱效率n下行峰值频谱

31、效率30bps/Hz，上行峰值频谱效率15 bps/Hzn进一步提高移动性n在010km/h低速移动环境下，比E-UTRA性能需有所提升；在350km/h以上的较高速度下，性能有所提升或保持n更小的控制面延迟n从驻留状态转换到激活状态的时延小于50msn更大的频谱灵活性n增加了新的频段，最大支持100MHz带宽n新的频带为： 450470 MHz、 698862 MHz、 790862 MHz、2.32.4 GHz、3.44.2 GHz、4.4-4.99 GHz.n与3GPP无线接入技术的共存和互操作nAdvanced E-UTRAN与E-UTRAN之间的切换应与E-UTRAN之间的切换具有相

32、同的性能LTE-R10的关键技术MIMO增强LTE carrier20MHz连续载波聚合LTE carrier20MHz非连续载波聚合.载波聚合（CA,Carrier Aggregation）中继技术（Relay）HetNet的eICICenhanced Inter-cell interference Coordination ,增强型小区干扰消除Rel11 关键技术CoMPCA增强MTC优化Machine Type CommunicationfeICIC多天线技术增强载波聚合-需求n满足LTE-A峰值速率要求（e.g.1Gbps)，需要高达100MHz的更大带宽，现实中很难找到连续的大带宽n

33、保持与LTE良好的兼容性， LTE终端能够接入到LTE-A系统,LTE-A终端能够接入LTE系统n运营商具有多个非连续频谱，亟需一种方法把这些离散的频谱利用起来，获取更佳的LTE运营效率频谱分散 100MHz带宽载波聚合-基本概念n每个分量载波为LTE现有带宽，最大110RBn每个分量载波兼容LTE，包含同步和广播等信息n对于非兼容载波，仅考虑在Rel-11及其以后版本引入nLTE-A终端根据其能力在一个或多个分量载波上接收或者发射nLTE终端仅在一个分量载波上接收或者发射n是将是将2个或更多的载波单元（个或更多的载波单元（Component Carrier, CC）聚合在一起以支持更大的传输

34、带宽（最大为）聚合在一起以支持更大的传输带宽（最大为100MHz）的技术。）的技术。载波聚合-非对称载波聚合n考虑到上下行业务的非对称性，载波聚合支持非对称载波聚合，进一步的可以分为小区级非对称聚合和UE级非对称聚合载波聚合-聚合场景n参与聚合的载波可以是连续的，可以是非连续的，各个载波可以位于同一频段，也可以位于不同频段，包含如下三种场景：n带内连续聚合n带内非连续聚合n带间非连续聚合增强MIMO-上行nPUSCH（ Physical Uplink Shared Channel ）n支持SU-MIMO4X4大幅提高吞吐量和频谱效率nPUCCH支持基于SORTD的发射分集提高上行控制信息的传输

35、质量增强MIMO-下行n由LTE的4天线扩展到最大支持8天线，最大支持8层传输提高下行吞吐量和频谱效率nMU-MIMO进一步增强，如SU-MU的动态切换、UE专用导频的引入等提高MU-MIMO的性能Max. 8 streamsEnhanced MU-MIMOHigher-order MIMO up to 8 streamsCSI feedback多天线增强的演进Rel11 多天线增强覆盖n采用双极化天线；采用双极化天线；n距离在0.5波长；n相比常规八天线, 减少了天线宽度;n天线尺寸和800MHz 二天线相当;n后续, 天线尺寸有望进一步减小.位置位置天线类型天线类型上行发射上行发射功率功率

36、RSRPRSRP上行吞吐上行吞吐量量中点中点上行2天线16-956.48上行水平隔离8天线16-9514.4中中, ,远点远点上行2天线23-1170.573上行水平隔离8天线23-1171.48Relay-概念n中继传输技术是在原有站点的基础上，引入Relay 节点(或称中继站)，Relay节点和基站通过无线连接，下行数据先由基站发送到中继节点，再由中继节点传输至终端用户，上行则反之。Relay-重点场景边远地区边远地区覆盖覆盖拓展拓展城市热点覆盖增强群移动盲点地区覆盖补充CoMP-概念n协作多点发射/接收（CoMP，Coordinated Multiple Points）传输技术是指地理位

37、置上相互分离的多个小区的协作发射/接收。n通过联合处理把干扰变为有用信号，有效解决小区边缘干扰问题，从而有效提高小区边缘吞吐量和小区平均吞吐量，扩大高速传输覆盖。CoMP-分类n根据上下行传输方向根据上下行传输方向DL-CoMPUL-CoMPn 根据协作小区归属：根据协作小区归属：站内CoMP站间CoMPCoMP-下行传输机制n联合处理（联合处理（JP）l发射根据业务数据是否在多个协调点上都能获取可分为联合处理（Joint Processing,JP），利用联合处理的方式获取传输增益n 协作调度协作调度/波束赋型波束赋型CS/CBn 下行CoMP和协作调度/波束赋形（Coordinated S

38、cheduling/Beamforming)，通过协作减小小区间干扰 CoMP-上行联合接收n上行CoMP接收通过多个小区对用户数据的联合接收来提高小区边缘用户吞吐量。 n上行CoMP接收主要是eNB处的接收实现问题，对空口影响比较小。l 下行CoMP协作调度/协作波束赋形联合传输一个用户只被一个基站服务，传给特定用户的数据只来自该用户所在服务小区的基站，但相应的调度和发射权重等需要小区间进行动态信息交互和协调，以尽可能减少多个小区的不同传输之间的互干扰。用户的数据信息不共享，但是信道信息却在协作集合内的不同小区间共享。协作的多个基站（也称协作簇）对用户数据进行联合处理，以消除基站间的干扰。协

39、作簇内的基站不仅需要共享信道信息，还需要共享用户的数据信息。整个协作簇同时服务一个或多个用户。为了提高联合传输的系统性能，数据在不同的基站同步发送。超帧：20ms SU0SU1SU2SU3F0F1单位帧：5ms F2F3SF0SF1SF2SF3SF4SF5SF6子帧超帧头S0S1S2S3S4S5SF7OFDM符号用户1用户2.用户Nu调度器编码编码.编码资源映射流（Rank）物理天线编码层.MIMO波束赋形与编码.子载波映射.OFDMAIFFTIFFT.IFFT反馈（CQI, CSI, ACK/NACK, Mode,Rank, Link Adaptation）预编码向量/矩阵层控制l 定义 发

40、射端根据信道质量信息调整无线链路的传输方式及参数，以提供更高的服务质量与频谱利用率。信道测量接收数据MCS选择（微调）CQI数据传输ACK/NACK lTU关于IMT-Advanced需求中规定最大支持100MHz带宽。为了满足需求，IEEE 802.16m引入了多载波技术，支持多个连续或不连续载波的聚合，这些载波可以有相同或不同带宽。l 分类MS：主载波/辅载波BS：全配置载波/部分配置载波l 操作模式载波聚合载波转换 用于定位的参考信号，如前导和测距序列 参考信号的测量参数，如环路延时、相对延时、接收信号参考强度、载波干扰噪声比 定位触发和测量过程：RD用于下行链路中基于电波信号到达时间差

41、（TDOA）的定位法，RTD用于上行链路中基于电波信号到达时间（TOA）的定位法 定位业务通知（Advertisement，ADV）消息 具有支持协作定位的能力增强组播广播业务（Enhanced Multicast and Broadcast Service，E-MBS）提供了一种高效的下行多播数据同步传输方法。每个组播广播业务采用一个公共的多播终端ID和一个业务流ID来唯一标识。E-MBS业务仅通过下行传输提供服务，在一组增强型基站(ABS)之间可以进行协调同步以实现宏分集的传输方式。在一个E-MBS区域内连续地接收E-MBS业务，需要区域内的各个ABS之间进行协调工作，这样的协作工作可以分

42、为两种模式，即非宏分集传输模式和宏分集传输模式。l 定义 Femtocell指一种较小的蜂窝小区，这种微小区的基站在IEEE 802.16m中叫做Femto基站，在LTE-Advanced网络中称为HeNB。 其出现主要是因为室内覆盖不尽如人意，而造成这种现象的原因有以下几点： 业务的增长常常从家庭开始，然后才扩展到企事业。 语音通话时间已经渐渐从固话转移到手机上，越来越多的用户逐步将他们的手机作为最主要的电话。 运营商正在逐步提供固定电话网、电视网、因特网和移动通信网“四网合一” 业务，包含了大部分移动通信业务，以及固话、因特网和电视业务等。q本次课堂内容回顾lB3G/4G系统的起源、基本特

43、征、共性技术；l3GPP LTE系统的关键技术；lLTE-Advanced与IEEE 802.16m的对比。q思考题1、B3G/4G产生的背景是什么？ 2、为什么B3G/4G要放弃CDMA而采用OFDM技术？77移动通信基本科学问题移动通信基本科学问题n 有限的频谱资源频谱资源与不断增长的无线通信业务需求之间的矛盾所带来的挑战，将促使无线通信理论与技术不断发生变革； 移动通信需要解决的关键问题移动通信需要解决的关键问题 目前的解决方案目前的解决方案n 从信号设计与处理的角度出发，采用高效的调制及信道编码调制及信道编码等技术提高频谱利用率；n 移动通信系统的工作频点继续上移工作频点继续上移，在2

44、007年11月闭幕的世界无线电通信大会上通过了适用于全球3G与4G移动通信系统的四个新频段，其中包括3.4G3.6GHz的200MHz带宽以及分配给我国TD-SCDMA的2.3GHz2.4GHz的100MHz带宽；n 进一步开发蜂窝移动通信系统中的空间资源空间资源。例如MIMO技术的利用为移动通信频谱利用率的提高注入了新的活力。 78移动通信基本科学问题移动通信基本科学问题n 信号处理的复杂性信号处理的复杂性将限制其在实际系统中的应用。例如如果完全依靠增加调将限制其在实际系统中的应用。例如如果完全依靠增加调制电平数来提高传输速率，在速率超过制电平数来提高传输速率，在速率超过10bps /Hz之

45、上时，其复杂度及对信道的之上时，其复杂度及对信道的要求已是实际系统所不能承受的了，特别是每增加要求已是实际系统所不能承受的了，特别是每增加1bps/Hz就要增加就要增加3dB的信噪的信噪比，实现复杂度、对时钟精度的要求及对信道参数估计精度的要求等都要相应比，实现复杂度、对时钟精度的要求及对信道参数估计精度的要求等都要相应地成倍增加地成倍增加 ；存在的缺憾存在的缺憾n 较高的系统工作频率较高的系统工作频率将导致无线信号在空间传输中快速衰落。尽管采用微蜂将导致无线信号在空间传输中快速衰落。尽管采用微蜂窝技术可以缩小小区半径，提高天线覆盖面积，从而提高用户的接收性能，窝技术可以缩小小区半径，提高天线覆盖面积，从而提高用户的接收性能，但随之而来的另一个问题在于系统中频繁的切换会增加系统信令开销并降低但随之而来的另一个问题在于系统中频繁的切换会增加系统信令开销并降低系统的工作效率系统的工作效率 ；n 目前，多天线一般集中放置于目前，多天线一般集中放置于基站组