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文档简介
TD-LTE網路概述與基站設備簡介課程目標學習完此課程,您將會:瞭解TD-LTE產業發展過程及現狀熟悉TD-LTE技術基本原理掌握TD-LTE網路結構和演進方案掌握上海TD-LTE試驗網組網方案與基站系統結構TD-LTE產業發展歷程及現狀TD-LTE技術基本原理TD-LTE網路結構與演進方案TD-LTE組網方案與基站設備簡介移動通信行業的發展趨勢手機用戶將超越電腦用戶成為互聯網上最大的用戶群移動通信行業的發展趨勢移動資料業務將呈爆炸性的增長,移動網路承受巨大壓力移動互聯網發展驅動新一輪移動通信技術變革CDMAOFDMATDMA
WCDMAHSPA
LTE-Advanced (包括目前,形成了LTEFDD、TD-LTE、WiMAX競爭的新格局
LTE-FDD•峰值速率
35/75Mbps•社區輸送量
8.65/16.31Mbps
TD-LTE•峰值速率
28/84Mbps•社區輸送量
9.8/20.4MbpsEV-DORel.0D0Rel.A
•峰值速率
1.8/3.1Mbps
•社區輸送量0.4/0.8Mbps
•峰值速率:5.76/14.4Mbps
•社區輸送量:1.5/2.5MbpsTD-SCDMATD-HSPA
•峰值速率:0.55/1.68Mbps
•社區輸送量:0.36/1Mbps
TD-LTEAd)•峰值速率
500Mbps~1GbpsMobileWiMAX 802.16e•峰值速率
33/75Mbps
802.16m•峰值速率
500Mbps~1Gbps
2G
GPRS/EDGE3G
3.9G4Gcdma2000 1x3GPP2陣營
(CDMA)WiMAX陣營
•峰值速率
0.47/0.47Mbps
•社區輸送量
0.47/0.47Mbps3GPP陣營(GSM)TD-LTE標準融合最大程度實現國家利益、行業利益和公司利益的一致在政府的決策下,07年12月中國移動、電信研究院、大唐等國內國際二十餘家公司推動LTETDD標準的融合,形成了以我為主、擁有自主智慧財產權、具有廣泛國際支援TD-LTE標準TD-LTE促進了產業融合,得到了國際產業廣泛支援,為推動以我為主的TDD技術廣泛應用於全球市場、將實現我國移動通信產業“2G跟隨、3G突破、LTE引領”的跨越式發展HCRTDDLCRTDDLTE-TDD1LTE-TDD2TD-LTETDD的融合保存了TD-SCDMA的特色,對LTE產業的規模發展起到了重要的作用中國TD-SCDMA產業兩種TDD標準不利於規模化發展,且TD-LTE2處於附屬地位,TD-S發展存在很大風險小規模實驗條件一:繼承了TD-SCDMA的技術和產業,可充分利用TD-SCDMA產業化經驗和成果,擁有更多智慧財產權條件三:起步較早,基本與FDD同步發展,且兼顧了與LTEFDD的協同發展,能夠共用全球產業規模和技術研發成果條件二:國際電聯為新一代TDD技術劃分了全球統一的頻譜(如2.3GHz),贏得了更多國際運營商的關注條件四:得到了國際產業的廣泛支援,產業鏈有望更加完善、健壯,實現共平臺、共晶片、共終端TD-LTE標準進程及其現狀2007及以前2008200920112010Release
9
TD‐LTE:增強版本 引導TDD/FDD共同發展 支持下行雙流波束賦形
TDD
家庭基站(Home
eNB)增 強
eMBMS
定位業務Release
10
TD‐LTE‐Advanced:面 向IMT‐Advanced
增強的上下行MIMO,支持最高下行8流/上行4流傳輸 載波聚合Carrier
Aggregation
增強的小區間干擾消除 無線中繼Relay
最小化路測,機器間通信Release
8
TD‐LTE:基礎版本 與FDD高度融合,對TDD充分優 化
Type
II
幀結構DwPTS/GP/UpPTS
支持下行單流波束賦形 多址方式OFDMA/SC‐FDMA
支持MIMO多流傳輸 上下行支持64QAM
下一步工作繼續在LTE‐A及其後續演進中推動TDD特有和優勢技術 協調多點傳輸 增強多天線技術 無線中繼技術 更靈活的TDD載波聚合研究標準化網路新型實用技術
TDD新頻段支持
TDD與FDD共存優化 網路與終端節能 終端中各種無線技術的協調 機器通信 自組織網路與最小化路測下一步工作中國政府大力支持TD-SCDMA演進技術的產業化發展政府要求TD-SCDMA與TD-LTE要同時抓好,制定了產業推進時間計畫,強調民族產業在TD-LTE發展中的壯大。國家重大專項新一代寬頻無線通訊國家重大專項已經全面啟動。TD-LTE作為TD-SCDMA的後續演進技術在重大專項中得到了充分重視。專項課題已經充分覆蓋了TD-LTE系統、晶片、儀錶、測試、核心網、業務等各環節。工信部TD-LTE工作組2008年3月26日,工信部成立TD-LTE工作組,全力推動TD-LTE產業化工作,現已經明確了工作計畫,訂於2010年下半年開展規模試驗。國家工程實驗室國家發改委設立新一代移動通信技術國家工程實驗室,主要面向TD-SCDMA後續演進技術產業化中關鍵部件開發、工程化應用和驗證。中國移動作為重大專項副組長,積極為重大專項如何發揮更大推動作用提出建議,並積極參與相關專案,推動技術向實際應用能力的轉化。積極參與TD-LTE工作組的工作,配合電信研究院,形成國內開展測試、研發、認證等工作的合力。積極回應國家工程實驗室的組建規劃,牽頭打造面向應用的新型產業鏈共同創新機制。政府策略在政府的支持和引導下,TD-LTE產業化進程迅速政府策略TD-LTE工作組及重大專項深入產業各關鍵環節,強力拉動產業快速發展啟動TD-LTE概念驗證測試完成技術試驗相關測試啟動TD-LTE規模試驗完成TD-LTE概念驗證測試啟動TD-LTE技術試驗●標準推動及研究(2項)
TD-LTE及FDD技術試驗及標準 TD-LTE應用技術研究及推進●產品研發環境推動(2項)
TD-LTE系統試驗設備開發 TD-LTE基站試驗設備開發●概念驗證(1項)
TD-LTE及FDD技術試驗及標準●應用技術研究(3項)
TD-LTETTCN規範研究...●預商用產品推動(9項)
TD-LTE系統預商用設備開發
TD-LTE資料卡終端研發
......●小規模外場驗證(2項)
TD-LTE公共測試驗證平臺建設
......●面向商用的測試標準(1項)
LTE面向商用設備測試標準及測試驗證●端到端商用產品推動(9項)
TD-LTE面向商用基站研發
TD-LTE面向商用系統設備研發
......●規模試驗(1項)
TD-LTE規模試驗標準、產品研發產業環境推動,實驗室測試預商用產品推動,小規模外場驗證TD-LTE端到端商用產業鏈推動,規模試驗2008年2010年2009年工作啟動邁向商用試驗測試TD-LTE專項組重大專項技術研究產品開發 測試 驗證TD-LTE是實現國家利益和公司利益雙贏發展、保持公司卓越發展的重要平臺公司策略■國家自主創新戰略和國際化發展的重要平臺■滿足公司市場競爭需求■滿足業務市場發展需求■公司發展戰略的重要承載■
TD-SCDMA演進技術■國際主流標準■與國際主流移動寬頻技術同步啟動■中國主導■全面滿足移動互聯網需求■全面支撐物聯網新興產業發展■滿足公司全業務發展需求■
FDD絕對優勢的3G全球市場格局已定,TD-SCDMA國際化發展機會渺茫■無線技術與國內競爭對手相比,我們存在已定的劣勢■全業務發展我們的劣勢還在進一步增大■高速上網■移動視頻■行業應用■移動互聯網無線接入網四網定位及發展目標公司策略總體定位■
GSM網路是中國移動最重要的網路基礎■將在今後較長時間內作為話音、短信業務等基礎業務的平臺■建設、運營好TD-SCDMA是中國移動責無旁貸的使命和責任■
TD-SCDMA網路將主要承載手機終端的移動資料業務,並同時承載部分話音業務■
WLAN是對蜂窩網路在承載無線資料方面的重要補充■將主要承載PC、手機及協力廠商WLAN終端的互聯網資料業務■
TD-LTE是中國移動的未來,要堅持TDD/FDD融合的發展方向■將主要承載高速資料業務,並具備承載話音業務功能未來的移動通信網路趨勢以資料業務為主的多層次構架GSM滿足語音業務及低速資料接入的全網連續性TD-SCDMA將滿足城域內中高速率資料業務的需求TD-LTE將滿足城市中心及資料需求集中區域的業務需求業務將於各層網路間保持一定的移動性;GSMGSMTD-SCDMATD-SCDMATD-LTETD-LTEIndoors公司策略即便是在TD-LTE時代,2G仍然是競爭優勢的基礎公司策略LTE支援語音需要較長時間2G將在較長時間內作為語音的承載和國際漫遊的主要網路LTE初期承載資料業務初期手持終端中LTE模式定位於資料業務。預計2014~15年前後LTE規模承載語音預計2013具備支持VoLTE的終端。語音業務對LTE網路覆蓋連續性有較高要求,並需要保證與2/3G語音交互操作品質。LTE終端普及需要相當長的時間經過9年發展,3G用戶數約為2G用戶數的25%。在相當長的時間仍然有大量的2G用戶。對於語音業務國際漫遊,2G更是重要的載體。LTE手持終端初現LTE占2/3G約25%技術成熟支持VoLTE終端網路和終端優化,具備規模支援語音20122014201620182020201120132015基於規模試驗,覆蓋逐步擴大完善,語音互通性能優化▲▲▲▲▲??我公司TD-LTE的工作思路公司策略一、打造與LTE-FDD融合、同步發展的全球化產業,即4S目標:Synchronized,SingleStandard,SinglePlatform,SingleChipset二、保持與TD-SCDMA相互依託、長期共存的關係,推動中國企業成為TD-LTE全球產業的主導者,力爭獲得國內政府和產業的廣泛支持。技術創新國際化產業推進標準引領創新優化全面解決方案國際化產業鏈國際化運作模式國際化市場標準同步產品同步測試同步認證同步技術融合產業融合產品融合■保持TD-SCDMA與TD-LTE在核心專利上的連續■推動TD-SCDMA設備向TD-LTE平滑演進的能力■確保中國企業在TD-LTE標準、測試等各環節中發揮的主導作用■扶持中國產業鏈中晶片等薄弱環節加快發展技術創新:面向TD-LTE應用的技術研究和創新公司策略充分借鑒TD-SCDMA產業化經驗,中國移動從產業化開始便深度介入研發,結合TD-SCDMA技術成果和應用實際,夯實技術體系標準融合優化終端認證關鍵方案設備要求新型終端和業務基於TD-SCDMA幀結構,以及應用中經驗教訓,優化設計TD-LTE框架格式,優化控制通道設計,主導完成多流波束賦形、eMBMS等標準優化。自08年起投入大量人力、資金推動建立國際認證體系,測試集、TTCN測試代碼等工作的完成為體系建立奠定了基礎。對交互操作、室內覆蓋、干擾共存等關鍵問題進行深入研究並形成方案建議。針對TD-LTE語音,提出了由優化的IMS解決方案、雙模雙待過渡方案等構成的全套策略,並推動NGMN接受。基於TD-SCDMA智慧天線形式,推動超寬頻、雙極化、65度等新型天線的創新研發,提出充分發揮TD-LTE技術優勢的八通道天線等多天線解決方案,提出針對不同場景應用的站型要求及由TD-SCDMA向TD-LTE的研究方案。初期以資料業務為主,針對寬頻上網、家庭寬頻、行業應用等主要應用場景,推動資料卡、家庭閘道、個人熱點等多種形態資料設備的研發,推動雙待終端研發。研究並開發宏信、無線商務通等新型業務。產業推進:全力爭取LTEFDD/TDD同步發展公司策略■標準同步:形成全球統一LTETDD/FDD標準
■
2009年3月同步完成R8標準R1-R4標準,R5的終端一致性標準同步繼續推進;
■
R9標準同步凍結,後續R10標準正在制定■產品落後6-12月:
■系統設備晚3-6個月:LTEFDD2009年12月正式商用部署;TD-LTE2010年5月在世博部署演示網路;
■終端晶片晚12個月:LTEFDD單模晶片於2009年12月推出;TD-LTE第一版晶片於2010年3月推出,並用於網路演示;功能較為完備的單模晶片2010年底推出■測試基本同步:
■09年3月,組織7家TDD廠商順利完成概念驗證測試,落後FDD3個月
■
10年6月,與FDD同步發佈約90%的IODT測試
■10年6月,與FDD同步完成90%TD-LTE外場空口測試■終端一致性認證,落後6個月
■同步啟動3GPP終端一致性規範和GCF認證WI;
■目前規範和測試例編寫同步完成,但由於TDD支援的終端晶片進展慢,終端測試驗證進度較FDD落後6個月。國際化:全方位拓展國際市場-資源和信心將決定國際市場公司策略爭取資源確立信心國際運營拓展■產業簡報■國際宣傳展示■聯合產品規範和路標■聯合測試和認證■定期技術交流■聯合實驗網頻率資源:
更多頻率
低頻點頻率產業資源:產業研發資源投入同步發展:保持與LTEFDD同步國際化運作方式:標准、測試、認證、市場推廣國際化產業鏈:端到端國際化產業鏈採用國際化運作方式:國際合作公司策略國際運營商希望或支持中國移動牽頭共同構建TD-LTE運營商多邊合作機制;將技術交流和市場推廣活動常態化、流程化。■目前中國移動已與7家國際運營商建立TD-LTE推廣雙邊合作機制(MoU/NDA)■多家國際運營商希望與中國移動就TD-LTE建立更深入的戰略合作關係2010-2012年是全球移動寬頻頻率發放的集中期,TDD頻率戰略地位顯著提高頻譜分配頻率許可進展(累計)2009:10個國家和地區,38家運營商2010:20餘個國家和地區,50余家運營商2011:30餘個國家和地區,60余家運營商預計2012年,LTE頻譜世界人口覆蓋率將達70%與3G時代形成鮮明對比,TDD頻譜在全球許多地區的拍賣中受到重視各國家和地區2.3G/2.6GTDD頻譜情況國家/地區2.3G2.6G印度40M30M德國-50M芬蘭-50M挪威-50M瑞典-50M香港90M50M臺灣-90M韓國90M70M(待定)日本-95M新加坡50M184M(待定)澳大利亞100M帶規劃越南100M》20M紐西蘭70M65M馬來西亞100M60M美國-50M巴西-50MLTE技術成為技術主流,歐美日運營商先行部署網路,引領LTEFDD發展FDD現狀以上資訊來自GSA報告在歐美日的引領下,全球已有55家運營商決定在2010-2012年部署LTE網路LTEFDD發展歷程分析三星晶片高通晶片海思晶片已商用的LTE終端產品◆前導突破:在僅有1款終端情況下,2009年底-2010年,8家中小運營商率先部署,對產業帶動起到一定作用◆規模引領:Verizon,Docomo,T-Mobile,沃達豐等大型傳統運營商,逐步跟進,實現規模◆發展成果:目前已有46個國家113個運營商明確發展LTE。2012年底,至少55個LTE網路將投入商業運營;終端從少到多,日趨豐富中國主導,TD-LTE國際化取得重要進展,全球關注中國發展舉措TDD現狀確定發展TD-LTE的國際運營商:Softbank、DEVAS、AircelAERO2等■擁有TDD頻譜■規模較小,希望率先啟動,贏得先發優勢力量薄弱,需要中國移動級別的大型運營商規模發展,保證其TD-LTE發展成功一、傳統大型運營商:處於觀望Vodafone、Francetelecom、Bharti等■
擁有一定TDD頻譜■
觀望LTE成熟度,態度猶豫需要中國儘快商用,推動產業成熟,吸引大型運營商發展TD-LTE二、WiMAX陣營:在兩種路線中抉擇Clearwire、Yota、Vividwireless等■
WiMAX產業規模小,前景不明朗■
競爭激烈,希望儘快採用主流技術■
觀望TD-LTE成熟度需要TD-LTE規模商用示範,降低TD-LTE終端成本,促使WiMAX運營商向TD-LTE演進三、新獲得TDD頻率的運營商:急於做出技術抉擇RelianceIndustries等■
急於部署網路展開運營■
希望TD-LTE儘快成熟直接部署需要中國儘快商用,推動產業成熟,促使新興運營商直接部署TD-LTE,避免過渡期先部署WiMAXWiMAX運營商和新獲得TDD頻譜運營商的未來技術選擇博弈TDD現狀現有WiMAX網路的運營商轉向LTE走不同道路新獲得TDD頻段的運營商在WiMAX/TD-LTE之間搖擺TD-LTE和WiMAX正在進行艱苦的拉鋸戰,需要打消運營商對TD-LTE的顧慮■目前WiMAX利益團體利用其短期優勢,正在積極推動大量新獲得頻譜的運營商部署WiMAX■如果TD-LTE錯過關鍵機遇期,WiMAX陣營很可能重新獲得有利地位■樹立TD-LTE大規模商用實例,堅定WiMAX和新興運營商採用TD-LTE信心■推動商用終端成熟,降低成本■明確放棄WiMAX,轉向LTEFDD實例一:唯一盈利的WiMAX運營商俄羅斯Yota世界第2大WiMAX運營商Yota已停止在新城市部署WiMAX,決定轉向LTEFDD■在LTEFDD/TDD之間搖擺實例二:世界第1大WiMAX運營商ClearwireClearwire同時建設LTEFDD和TDD試驗網,下一步計畫轉向LTE,目前還在FDD/TDD之間搖擺。■等待TD-LTE成熟後,網路向TD-LTE演進實例三:世界第3大WiMAX運營商馬來西亞P1希望其網路向TD-LTE演進,但是還在等待TD-LTE成熟商用。■在WiMAX和TD-LTE之間猶豫,可能採取過渡性方案實例一:印度唯一獲得全國性TDD牌照的RelianceRelianceIndustry目前尚未建網,正在同時評估WiMAX和TD-LTE,由於TD-LTE未經規模商用試驗,終端不成熟,可能走先上WiMAX,再向TD-LTE演進的道路■短期內繼續發展WiMAX網路實例二:印度TDD牌照WiMAX運營商Tikona印度運營商Tikona原先建有802.16dWiMAX網路,新獲得TDD頻段後,在未來一段時間可能會繼續擴大其WiMAX網路TD-LTE無線產品主要技術要求網路產品室外:D室內:E初期後期室外:D頻段2/8通道宏站室內:E頻段2通道產品室外:D頻段一體化微站、Femto等室內:E頻段單通道產品使用頻段軟體功能基站類型基本配置:20M/10MHz2DL:2UL,3DL:1UL(含相應的特殊時隙配比)多天線:分集、空間複用、波束賦形無線資源管理:頻率選擇性調度擴大網路覆蓋的增強方案解決交叉時隙干擾的基本方案移動性同頻/異頻切換/終端基本配置:社區頻寬:15MHz多天線技術:雙流BF多天線增強方案無線資源管理:小區間干擾控制
交叉時隙干擾規避增強方案交互操作基於資料卡/智慧終端機的與2/3G的交互操作方案TD-LTE廠商無線網路產品路標網路產品根據測試情況、與終端晶片互通能力以及產品路標,大致分為兩類:進展較快的廠家相對滯後的廠家華為、中興、大唐諾西、阿朗、愛立信普天、新郵通、烽火產品推出較早:
2010Q3前,有支持2.3G的2通道產品及支援2.6G的8通道產品2010年上半年,部分廠商有計劃支援2.6G的2通道產品以及更大頻寬的RRU技術試驗測試情況好:
已完成2.3GHz及部分2.6GHz的技術試驗具備一定終端合作基礎產品推出時間較晚:
2010年,有支持2.3G的2通道產品2011年,有計劃產品支援2.6G8通道產品技術試驗進展較慢:
僅完成2.3G的技術試驗,其效果一般合作終端幾乎沒有或較少12TD-LTE無線網路設備廠商特點網路產品廠商特點產品情況測試情況華為產品推出早(FDD09Q2,TDD09Q4),作為LTETDD與FDD產品的領跑者已推出2/8通道產品,8通道產品正在測試中已完成工信部技術試驗2.3G實驗室測試、外場測試及部分2.6G測試中興主要TDs供應商,同時研發LTETDD與FDD產品已推出2/8通道產品,8通道產品正在測試中大唐主要TDs供應商之一,目前僅研發LTETDD產品已推出2/8通道產品,8通道產品正在測試中諾西同時研發LTETDD與FDD產品,LTEFDD產品已有商用已推出2通道產品,8通道產品規劃中阿朗同時研發LTETDD與FDD產品,LTEFDD產品已有商用已推出2/8通道產品,8通道產品正在測試中愛立信同時研發LTETDD與FDD產品,LTEFDD產品已有商用已推出2/8通道產品,8通道產品正在測試中新郵通TDs新興廠商,目前計畫獨立研發LTETDD產品已推出2通道產品,8通道產品正在研發中已完成2.3G實驗室及外場測試普天僅完成2.3G實驗室測試烽火LTE新興廠商,目前計畫獨立研發LTETDD產品已推出2通道樣機產品,2/8通道產品正在研發中僅完成2.3G實驗室測試
終端相對滯後整體產業鏈的發展是客觀規律終端產品終端晶片產品研發週期較長-晶片研發週期2年左右,資料卡開發週期約3~6個月,手機終端約8~12個月終端晶片廠商啟動和投入謹慎-產品研發週期長,前期投入大,因此終端晶片廠家產品規劃和立項非常謹慎,需要看到明確的規模市場預期後才會適時啟動研發晶片及元器件廠商晶片級的軟體發展作業系統/軟體平臺參考設計應用產品開發集成生產測試認證銷售用戶2004年(第一代晶片)首款TD-SCDMA終端2005年TD-SCDMA技術試驗2006年TD-S規模外場試驗2007年(第二代晶片)實現TD/GSM多模2008年(第三代晶片)2/3G互通性能優化*以TD-SCDMA發展歷程為例中國移動介入,商用預期明朗,TD-SCDMA終端產業鏈加速發展無運營商推動,無商用預期,產業鏈處於自發階段,發展緩慢中國移動TD-LTE晶片形態規劃終端產品技術試驗規模試驗試商用/商用規模發展中國移動TD-LTE終端產品形態需求(1/2)終端產品中國移動TD-LTE終端產品形態需求(2/2)終端產品TD-LTE晶片終端發展取得階段性進展終端產品TD-LTE晶片推動較早,吸引眾多國內外廠商參與與TD-SCDMA相比,TD-LTE產業規模明顯壯大,包括:傳統TD-SCDMA、FDD、WiMAX廠商及國內新興晶片廠商。世博強有力的信號,加快了部分晶片廠商的TD-LTE產品研發隨著2010年世博專案的啟動至今,創毅視訊、海思、Sequans、三星、STE、高通相繼推出資料卡、移動接入閘道等演示產品。國家重大專項的支援促使部分國內晶片廠商啟動TD-LTE產品研發,但進展緩慢中興、聯芯、展訊、重郵等國內廠商尚未推出TD-LTE晶片產品,但是已經可以提供FPGA原型機,計畫明年推出其首款TD-LTE晶片。中國移動TD-LTE晶片需求及產業支援情況終端產品TD-LTE無線測試工具體系測試儀錶無線測試工具體系終端/晶片類測試工具網路類測試工具射頻類測試工具國外廠商壟斷RS、安捷倫、安立支援時間:09Q4通道模擬類測試工具國外廠商壟斷思博倫、伊萊比特支援時間:09Q4性能類測試工具國外廠商壟斷網鷹、凱達普、PRISMA支援時間:10Q2網路規劃類測試工具國內廠商占優中興、大唐支援時間:11Q2協議監測類測試工具國內廠商占優中創、安捷倫、泰克支援時間:08Q4外場類測試工具國內廠商占優鼎利、日訊、邁為、安捷倫支援時間:11Q2終端模擬工具國外廠商壟斷Aeroflex支援時間:09Q2終端射頻類測試工具國外廠商壟斷RS、安捷倫、安立支援時間:10Q3協議一致性/RRM測試工具國外廠商占優星河亮點、RS、安立支援時間:10Q3終端撥測工具國內廠商壟斷鼎利、普天、大唐支援時間:10Q3TD-LTE測試儀錶產業發展現狀測試儀錶TD-LTE測試儀錶產業產業發展進度產業應用情況產業薄弱環節研發進度與FDD-LTE相比有3-6個月差距網路類測試儀錶已較大規模應用終端類測試儀錶是產業最薄弱環節
部分廠家:先FDD後TDD研發策略部分廠家:研發重心仍在TD-SCDMA,LTE整體投入較少研發、集成測試、功能驗證等方面較大規模使用射頻、模擬、信令監測等儀錶;部分網規、網優工具由於受限於終端/晶片,故將較晚提供部分廠家:研發資源投入少,側重FDD-LTE研發啟動較晚,仍在產品調研或功能定義階段;未較大規模使用測試認證:TD-LTE較TD-SCDMA在測試認證方面取得長足的進步,已納入GCF測試驗證體系,但受限於終端、晶片等進度,仍落後於FDD一個季度左右產業薄弱環節—TD-LTE終端測試儀錶測試產品第一章小結TD-LTE的標準演進過程政府的TD-LTE發展策略公司的TD-LTE發展策略TD-LTE無線網路設備發展情況TD-LTE終端/晶片發展情況TD-LTE測試儀錶發展現狀TD-LTE技術基本原理TD-LTE網路結構與演進方案TD-LTE組網方案與基站設備簡介什麼是TD-LTE?LTE=LongTermEvolutionLTE源於利益集團的競爭由3GPP發佈於04年11月,目的是為阻擊802.16e對寬頻移動市場的搶佔。LTE分成FDD和TDD兩種雙工方式;LTE-TDD存在兩種,其中我國主導的LCR方式被3GPP接納為其中的一種,並正式更名為TD-LTE。TD-LTE關鍵技術:OFDM&MIMO-空口採用OFDM技術-在時變通道中的良好性能,接收端不需要等化器-ScalableOFDM可以使頻寬靈活擴展-時頻資源的聯合調度,增加了調度的靈活性-採用MIMO技術-支持1.2.4天線的MIMO,SU-MIMO,MU-MIMOOFDM發展歷史2000s1990s1970s1960sOFDM在高速調製器中的應用開始研究OFDM應用在高頻軍事系統OFDM應用於寬頻資料通信和廣播等OFDM應用於802.11a,802.16,LTE關鍵技術OFDM概述正交頻分複用技術,多載波調製的一種。將一個寬頻通道分成若干正交子通道,將高速資料信號轉換成並行的低速子資料流程,調製到每個子通道上進行傳輸。關鍵技術概念頻域波形f寬頻通道正交子通道OFDM優勢-對比FDM與傳統FDM的區別?傳統FDM:為避免載波間干擾,需要在相鄰的載波間保留一定保護間隔,大大降低了頻譜效率。
FDMOFDMOFDM:各(子)載波重疊排列,同時保持(子)載波的正交性(通過FFT實現)。從而在相同頻寬內容納數量更多(子)載波,提升頻譜效率。關鍵技術OFDM優勢-對比CDMA
OFDMTD-SCDMA抗多徑幹擾能力可不採用或採用簡單時域等化器將高速資料流程分解為多條低速資料流程並使用迴圈首碼(CP)作為保護,大大減少甚至消除符號間干擾。對等化器的要求較高高速資料流程的符號寬度較短,易產生符號間干擾。接收機等化器的複雜度隨著頻寬的增大而急劇增加與MIMO結合系統複雜度隨天線數量呈線性增加每個子載波可看作平坦衰落通道,天線增加對系統複雜度影響有限系統複雜度隨天線數量增加呈冪次變化需在接收端選擇可將MIMO接收和通道均衡混合處理的技術,大大增加接收機複雜度。頻寬擴展性頻寬擴展性強,LTE支持多種載波頻寬在實現上,通過調整IFFT尺寸即可改變載波頻寬,系統複雜度增加不明顯。頻寬擴展性差需要通過提高碼片速率或多載波CDMA來支持更大頻寬,接收機複雜度大幅提升。頻域調度頻域調度靈活頻域調度顆粒度小(180kHz)。隨時為用戶選擇較優的時頻資源進行傳輸,從而獲得頻選調度增益。頻域調度粗放只能進行載波級調度(1.6MHz),調度的靈活性較差。關鍵技術考慮到系統設計的複雜程度及成本,OFDM更適用於寬頻移動通信OFDM不足OFDM輸出信號是多個子載波時域相加的結果,子載波數量從幾十個到上千個,如果多個子載波同相位,相加後會出現很大幅值,造成調製信號的動態範圍很大。因此對RF功率放大器提出很高的要求較高的峰均比(PARP)受頻率偏差的影響高速移動引起的Doppler頻移系統設計時已通過增大導頻密度(大致為每0.25ms發送一次導頻,時域密度大於TD-S)來減弱此問題帶來的影響
子載波間干擾(ICI)折射、反射較多時,多徑時延大於CP(CyclicPrefix,迴圈首碼),將會引起ISI及ICI系統設計時已考慮此因素,設計的CP能滿足絕大多數傳播模型下的多徑時延要求(4.68us),從而維持符號間無干擾受時間偏差的影響ISI(符號間干擾)&ICI關鍵技術TD-LTE多址方式-下行將傳輸頻寬劃分成一系列正交的子載波資源,將不同的子載波資源配置給不同的用戶實現多址。因為子載波相互正交,所以社區內用戶之間沒有干擾。峰均比示意圖下行多址方式—OFDMA下行多址方式特點同相位的子載波的波形在時域上直接疊加。因數載波數量多,造成峰均比(PAPR)較高,調製信號的動態範圍大,提高了對功放的要求。分散式:分配給用戶的RB不連續集中式:連續RB分給一個用戶優點:調度開銷小優點:頻選調度增益較大頻率時間用戶A用戶B用戶C子載波在這個調度週期中,用戶A是分散式,用戶B是集中式關鍵技術時域波形tpowerTD-LTE多址方式-上行和OFDMA相同,將傳輸頻寬劃分成一系列正交的子載波資源,將不同的子載波資源配置給不同的用戶實現多址。注意不同的是:任一終端使用的子載波必須連續上行多址方式—SC-FDMA上行多址方式特點考慮到多載波帶來的高PAPR會影響終端的射頻成本和電池壽命,LTE上行採用SingleCarrier-FDMA(即SC-FDMA)以改善峰均比。SC-FDMA的特點是,在採用IFFT將子載波轉換為時域信號之前,先對信號進行了FFT轉換,從而引入部分單載波特性,降低了峰均比。頻率時間用戶A用戶B用戶C子載波在任一調度週期中,一個用戶分得的子載波必須是連續的關鍵技術符號間保護間隔-概述符號間無保護間隔時,多徑會造成ISI和ICIISI:Inter-symbolInterference,符號間干擾ICI:Inter-CarrierInterference,載頻間干擾無保護間隔時間幅度接收端同時收到前一個符號的多徑延遲信號(紫色虛線)和下一個符號的正常信號(紅色實線),影響了正常接收。時域上看受到了ISI,頻域上看受到了ICI關鍵技術CDMA符號間保護間隔-空白間隔有保護間隔,但保護間隔不傳輸任何信號可以有效消除多徑的ISI,但引入了ICI有空白保護間隔時間幅度FFT積分週期保護間隔OFDM符號符號之間空出一段時間做為保護間隔,這樣做可以消除ISI(因為前一個符號的多徑信號無法干擾到下一個符號),但同時引起符號內波形無法在積分週期內積分為0,導致波形在頻域上無法和其他子載波正交。應用於CDMA系統。因為CDMA載波間採用傳統FDM分隔,所以頻域信號即使有一定偏差也沒有問題關鍵技術OFDM符號間保護間隔-CP關鍵技術保護間隔中的信號與該符號尾部相同,即迴圈首碼(CyclicPrefix,簡稱CP)既可以消除多徑的ISI,又可以消除ICI迴圈首碼做保護間隔CP使一個符號週期內因多徑產生的波形為完整的正弦波,因此不同子載波對應的時域信號及其多徑積分總為0,消除載波間干擾(ICI)應用於OFDM系統。每個子載波寬度僅為15kHz且交疊存在,子載波間干擾(ICI)對系統影響較大,因此採用CP消除ICI上下行資源單位關鍵技術通道類型通道名稱資源調度單位資源位置控制通道PCFICHREG佔用4個REG,系統全頻寬平均分配時域:下行子幀的第一個OFDM符號PHICHREG最少佔用3個REG時域:下行子幀的第一或前三個OFDM符號PDCCHCCE下行子幀中前1/2/3個符號中除了PCFICH、PHICH、參考信號所佔用的資源PBCHN/A頻域:頻點中間的72個子載波時域:每無線幀subframe0第二個slotPUCCH位於上行子幀的頻域兩邊邊帶上業務通道PDSCH\PUSCHRB除了分配給控制通道及參考信號的資源頻率CCE:ControlChannelElement。CCE=9REGREG:REgroup,資源粒子組。REG=4RERE:ResourceElement。LTE最小的時頻資源單位。頻域上占一個子載波(15kHz),時域上占一個OFDM符號(1/14ms)RB:ResourceBlock。LTE系統最常見的調度單位,上下行業務通道都以RB為單位進行調度。RB=84RE。左圖即為一個RB。時域上占7個OFDM符號,頻域上占12個子載波時間1個OFDM符號1個子載波LTERB資源示意圖多天線技術:分集、空間複用和波束賦形關鍵技術多路通道傳輸同樣資訊多路通道同時傳輸不同資訊多路天線陣列賦形成單路信號傳輸包括時間分集,空間分集和頻率分集提高接收的可靠性和提高覆蓋適用於需要保證可靠性或覆蓋的環境理論上成倍提高峰值速率適合密集城區信號散射多地區,不適合有直射信號的情況最大比合併最小均方誤差或串列干擾刪除波束賦形(Beamforming)發射分集分集合並通過對通道的準確估計,針對用戶形成波束,降低用戶間干擾可以提高覆蓋能力,同時降低社區內干擾,提升系統輸送量空間複用天線模式相關概念關鍵技術“碼字”與“流”的概念相同,LTE目前有單流或雙流;信道條件好時,可使用雙流---空間複用信道條件不好時,可切換成分集模式或波束賦形層與秩(rank)的概念相同,秩為1,2,3,4,表示任一時刻終端和基站間的獨立傳播通道的個數公共導頻的邏輯天線埠有1、2、4三種情況也就是說,即便最多可使用4個邏輯天線進行空間複用傳輸,仍然只傳輸兩個資訊流典型傳輸模式中對應的基本概念傳輸模式流秩邏輯天線埠數物理天線數CRSDRS發射分集112N/A2\8空間複用112
222\82222\8348448波束賦型
1121812228關鍵技術
波束賦型中的業務通道與控制通道使用的參考信號不同:業務信道使用Port5專用參考信號(單流波束賦形)或Port7,8(雙流波束賦形)控制通道使用2天線埠發射分集模式這意味著,TD-LTE中的波束賦形僅僅是業務通道的(解調用參考信號在port5和業務通道一起發送),控制通道仍然採用全向方式發送給終端TD-LTE傳輸模式-概述Mode傳輸模式技術描述應用場景1單天線傳輸資訊通過單天線進行發送無法布放雙通道室分系統的室內站2發射分集同一資訊的多個信號副本分別通過多個衰落特性相互獨立的通道進行發送通道品質不好時,如社區邊緣3開環空間複用終端不回饋通道資訊,發射端根據預定義的通道資訊來確定發射信號通道品質高且空間獨立性強時4閉環空間複用需要終端回饋通道資訊,發射端採用該資訊進行信號預處理以產生空間獨立性通道品質高且空間獨立性強時。終端靜止時性能好5多用戶MIMO基站使用相同時頻資源將多個資料流程發送給不同用戶,接收端利用多根天線對干擾資料流程進行取消和零陷。6單層閉環空間複用終端回饋RI=1時,發射端採用單層預編碼,使其適應當前的通道7單流Beamforming發射端利用上行信號來估計下行通道的特徵,在下行信號發送時,每根天線上乘以相應的特徵權值,使其天線陣發射信號具有波束賦形效果通道品質不好時,如社區邊緣8雙流Beamforming結合複用和智慧天線技術,進行多路波束賦形發送,既提高使用者信號強度,又提高使用者的峰值和均值速率關鍵技術傳輸模式是針對單個終端的。同社區不同終端可以有不同傳輸模式eNB自行決定某一時刻對某一終端採用什麼傳輸模式,並通過RRC信令通知終端模式3到模式8中均含有發射分集。當通道品質快速惡化時,eNB可以快速切換到模式內發射分集模式TD-LTE傳輸模式-發射分集(Mode2)(頻率偏移發射分集)關鍵技術(空頻塊編碼)
天線埠0傳原始調製符號天線埠1傳原始符號的變換符號
天線埠0與2(1與3)為一個天線埠對,二者之間為SFBC;天線埠0與1在頻域上交替傳送原始信號,二者之間為FSTD;2與3傳送相應的交換信號,亦為FSTD。發射分集利用了天線間的弱相關性,在天線對上傳送原始信號及其變換符號(一般為原始符號的共軛),提高信號傳輸的可靠性。既可用於業務通道,又可用於控制通道。兩天線埠---SFBC四天線埠---SFBC+FSTDTD-LTE傳輸模式-空間複用(Mode3,4,6)關鍵技術普通的空間複用,接收端和發送端無資訊交互基於非碼本的預編碼:基於終端提供的SRS(探測參考信號)或DMRS(解調參考信號)獲得的CSI,基站自行計算出預編碼矩陣基於碼本的預編碼:基於終端直接回饋的PMI(預編碼矩陣索引號)從碼本中選擇預編碼矩陣
空間複用利用了天線間空間通道的弱相關性,在相互獨立的通道上傳送不同的資料流程,提高資料傳輸的峰值速率只應用於下行業務通道(為了確保傳輸,控制通道普遍採用發送分集)開環空間複用閉環空間複用TD-LTE傳輸模式-波束賦形(Mode7,8)關鍵技術波束賦型只應用於業務通道控制通道仍使用發射分集保證全社區覆蓋(類比於TD-SCDMA中PCCPCH也是廣播發射)可以不需要終端回饋通道資訊平均路損和來波方向可通過基站測量終端發射的SRS(SoundingReferenceSignal,探測參考信號,類比於TD-SCDMA裡的midamble碼)兩個波束傳遞相同資訊,獲得分集增益+賦型增益兩個波束傳遞不同資訊,獲得複用增益+賦型增益產生定向波束,獲得賦型增益定義波束賦型是發射端對資料先加權再發送,形成窄的發射波束,將能量對準目標使用者,提高目標使用者的信噪比,從而提高使用者的接收性能。特點單流beamforming雙流beamformingTD-LTE上行天線技術:接收分集關鍵技術接收機使用來自多個通道的副本資訊能比較正確的恢復出原發送信號,從而獲得分集增益。手機受電池容量限制,因此在上行鏈路中採用接收分集也可有效降低手機發射功率
MRC(最大比合併)線性合併後的信噪比達到最大化相干合併:信號相加時相位是對齊的越強的信號採用越高的權重適用場景:白噪或干擾無方向性的場景原理IRC(干擾抑制合併)合並後的SINR達到最大化有用信號方向得到高的增益幹擾信號方向得到低的增益適用場景:干擾具有較強方向性的場景。接收分集的主要演算法:MRC&IRC由於IRC在最大化有用信號接收的同時能最小化干擾信號,故通常情況IRC優於MRC天線數越多及干擾越強時,IRC增益越大IRC需進行干擾估計,計算複雜度較大性能比較初期引入建議:
IRC性能較好,故建議廠商支持IRC鑒於IRC複雜度較大,廠商初期可能較難支持,故同時要求MRC
LTE幀結構FDDLTE幀結構TD-LTE幀結構#0幀:10ms子幀:1ms時隙0.5ms#1#2#3#4#5#6#7#8#9······#19子幀:1ms時隙0.5ms#0DwPTS特殊子幀:1ms#2#3#4半幀:5ms半幀:5ms幀:10msGPUpPTS幀結構TD-LTE幀結構幀結構子幀:1ms時隙0.5ms#0DwPTS特殊子幀:1ms#2#3#4半幀:5ms半幀:5ms幀:10msGPUpPTSTD-LTE幀結構特點:無論是正常子幀還是特殊子幀,長度均為1ms。FDD子幀長度也是1ms。一個無線幀分為兩個5ms半幀,幀長10ms。和FDDLTE的幀長一樣。特殊子幀DwPTS+GP+UpPTS=1msDL-ULConfigurationSwitch-pointperiodicitySubframenumber012345678905msDSUUUDSUUU15msDSUUDDSUUD25msDSUDDDSUDD310msDSUUUDDDDD410msDSUUDDDDDD510msDSUDDDDDDD65msDSUUUDSUUDTD-LTE上下行配比表轉換週期為5ms表示每5ms有一個特殊時隙。這類配置因為10ms有兩個上下行轉換點,所以HARQ的回饋較為及時。適用于對時延要求較高的場景轉換週期為10ms表示每10ms有一個特殊時隙。這種配置對時延的保證略差一些,但是好處是10ms只有一個特殊時隙,所以系統損失的容量相對較小TD-LTE幀結構和TD-SCDMA幀結構對比幀結構子幀:1ms#0DwPTS特殊子幀:1ms#2#3#4GPUpPTS正常時隙:0.675msGP#1#2#0#3#4#5#6DwPTSUpPTS特殊時隙總長:0.275msTD-SCDMA半幀:5msTD-LTE半幀:5msTD-LTE和TD-SCDMA幀結構主要區別:時隙長度不同。TD-LTE的子幀(相當於TD-S的時隙概念)長度和FDDLTE保持一致,有利於產品實現以及借助FDD的產業鏈TD-LTE的特殊時隙有多種配置方式,DwPTS,GP,UpPTS可以改變長度,以適應覆蓋、容量、干擾等不同場景的需要。在某些配置下,TD-LTE的DwPTS可以傳輸資料,能夠進一步增大社區容量TD-LTE的調度週期為1ms,即每1ms都可以指示終端接收或發送資料,保證更短的時延。而TD-SCDMA的調度週期為5msTD-LTE和TD-SCDMA鄰頻共存(1)TD-S=3:3根據模擬結果,此時TD-LTE下行磁區輸送量為26Mbps左右(採用10:2:2,特殊時隙可以用來傳輸業務)TD-LTE=2:2+10:2:2TD-SCDMA時隙=675usDwPTS=75usGP=75usUpPTS=125usTD-LTE子幀=1ms=30720Ts10:2:2=21952Ts:4384Ts:4384Ts3:9:2=6592Ts:19744Ts:4384TsTD-SCDMATD-LTE1.025ms=2.15ms特殊時隙特殊時隙共存要求:上下行沒有交疊(圖中Tb>Ta)。則TD-LTE的DwPTS必須小於0.85ms(26112Ts)。可以採用10:2:2的配置0.675ms1ms幀結構TD-LTE和TD-SCDMA鄰頻共存(2)TD-SCDMATD-LTETD-SCDMA時隙=675usDwPTS=75usGP=75usUpPTS=125usTD-LTE子幀=1ms=30720Ts10:2:2=21952Ts:4384Ts:4384Ts3:9:2=6592Ts:19744Ts:4384Ts0.7ms0.675ms1ms=1.475ms共存要求:上下行沒有交疊(圖中Tb>Ta)。
則TD-LTE的DwPTS必須小於0.525ms(16128Ts),只能採用3:9:2的配置TD-S=4:2
根據計算,此時TD-LTE下行磁區輸送量為28Mbps左右(為避免干擾,特殊時隙只能採用3:9:2,無法用來傳輸業務。經計算,為和TD-SCDMA時隙對齊引起的容量損失約為20%)計算方法:TS36.213規定,特殊時隙DwPTS如果用於傳輸資料,那麼輸送量按照正常下行時隙的0.75倍傳輸。如果採用10:2:2配置,則下行容量為3個正常時隙輸送量+0.75倍正常時隙輸送量。如果丟失此0.75倍傳輸機會,則損失的輸送量為0.75/3.75=20%TD-LTE=3:1+3:9:2幀結構TD-LTE和TD-SCDMA鄰頻共存(3)TD-S=1:5TD-LTE=1:3+3:9:2TD-SCDMATD-LTE
根據計算,此時TD-LTE下行磁區輸送量為9.3M
(特殊時隙無法用來傳輸業務)如果特殊時隙採用10:2:2,則下行磁區輸送量為16.2M。所以為和TD-SCDMA時隙對齊引起的容量損失約為43%TD-SCDMA時隙=675usDwPTS=75usGP=75usUpPTS=125usTD-LTE子幀=1ms=30720Ts10:2:2=21952Ts:4384Ts:4384Ts3:9:2=6592Ts:19744Ts:4384Ts0.675ms1ms0.675ms=3.5ms共存要求:上下行沒有交疊(圖中Tb>Ta)。TD-LTE的DwPTS必須小於0.5ms(15360Ts)。只能採用3:9:2幀結構和TD-SCDMA共存-小結根據模擬結果,此時TD-LTE下行磁區輸送量為26Mbps左右(特殊時隙可以用來傳輸業務)TD-S=3:3TD-LTE=2:2+10:2:2根據模擬結果,此時TD-LTE下行磁區輸送量為28Mbps左右(特殊時隙採用3:9:2,無法用來傳輸業務,損失20%)TD-S=4:2TD-LTE=3:1+3:9:2TD-LTE=1:3+3:9:2TD-S=1:5根據計算結果,此時TD-LTE下行磁區輸送量為9.3M(特殊時隙採用3:9:2,無法用來傳輸業務,損失43%)上述分析表明:TD-S網路3:3配置的情況下,既符合TD-LTE網路本身支援業務需求和達到自身性能最優的條件,也沒有時隙對齊造成的輸送量損失。由於現網TD-S為4:2的配置,若不改變現網配置,TD-LTE在需要和TD-S鄰頻共存的場景下,時隙配比只能為3:1+3:9:2。幀結構特殊子幀幀結構TD-LTE特殊子幀繼承了TD-SCDMA的特殊子幀設計思路,由DwPTS,GP和UpPTS組成。TD-LTE的特殊子幀可以有多種配置,用以改變DwPTS,GP和UpPTS的長度。但無論如何改變,DwPTS+GP+UpPTS永遠等於1ms特殊子幀配置NormalCPDwPTSGPUpPTS0310119412103131121412115392693271022811121msGPDwPTSUpPTS1msGPDwPTSUpPTSTD-LTE的特殊子幀配置和上下行時隙配置沒有制約關係,可以相對獨立的進行配置目前廠家支援10:2:2(以提高下行輸送量為目的)和3:9:2(以避免遠距離同頻干擾或某些TD-S配置引起的干擾為目的),隨著產品的成熟,更多的特殊子幀配置會得到支援DwPTS幀結構主同步信號PSS在DwPTS上進行傳輸DwPTS上最多能傳兩個PDCCHOFDM符號(正常時隙能傳最多3個)只要DwPTS的符號數大於等於9,就能傳輸資料(參照上頁特殊子幀配置)TD-SCDMA的DwPTS承載下行同步通道DwPCH,採用規定功率覆蓋整個社區,UE從DwPTS上獲得與社區的同步TD-SCDMA的DwPTS無法傳輸資料,所以TD-LTE在這方面是有提高的。如果社區覆蓋距離和遠距離同頻干擾不構成限制因素(在這種情況下應該採用較大的GP配置),推薦將DwPTS配置為能夠傳輸資料UpPTS幀結構UpPTS可以發送短RACH(做隨機接入用)和SRS(Sounding參考信號,詳細介紹見後)根據系統組態,是否發送短RACH或者SRS都可以用獨立的開關控制因為資源有限(最多僅占兩個OFDM符號),UpPTS不能傳輸上行信令或資料TD-SCDMA的UpPTS承載Uppch,用來進行隨機接入邏輯、傳輸、物理通道物理通道下行通道映射關係上行通道映射關係邏輯通道定義傳送資訊的類型,這些資料流程是包括所有使用者的資料。傳輸通道是在對邏輯通道資訊進行特定處理後再加上傳輸格式等指示資訊後的資料流程。
物理通道是將屬於不同使用者、不同功用的傳輸通道資料流程分別按照相應的規則確定其載頻、擾碼、擴頻碼、開始結束時間等進行相關的操作,並在最終調製為類比射頻信號發射出去;不同物理通道上的資料流程分別屬於不同的用戶或者是不同的功用。物理通道簡介通道類型通道名稱TD-S類似通道功能簡介控制通道PBCH(物理廣播通道)PCCPCHMIBPDCCH(下行物理控制通道)HS-SCCH傳輸上下行資料調度信令上行功控命令尋呼消息調度授權信令RACH回應調度授權信令PHICH(HARQ指示通道)HS-SICH傳輸控制資訊HI(ACK/NACK)PCFICH(控制格式指示通道)N/A指示PDCCH長度的資訊PRACH(隨機接入通道)PRACH使用者接入請求資訊PUCCH(上行物理控制通道)ADPCH
傳輸上行使用者的控制資訊,包括CQI,ACK/NAK回饋,調度請求等。
業務通道PDSCH(下行物理共用通道)PDSCHRRC相關信令、SIB、paging消息、下行使用者資料PUSCH(上行物理共用通道)PUSCH上行使用者資料,使用者控制資訊回饋,包括CQI,PMI,RI物理通道SCH配置物理通道不同的同步信號來區分不同的社區,包括PSS和SSS。
P-SCH(主同步通道):符號同步,部分CellID檢測,3個社區ID.
S-SCH(輔同步通道):幀同步,CP長度檢測和CellgroupID檢測,168個小區組ID.時域結構頻域結構SCH(同步通道)PSS位於DwPTS的第三個符號SSS位於5ms第一個子幀的最後一個符號社區搜索需要支援可擴展的系統頻寬:1.4/3/5/10/20MHzSCH(P/S-SCH)佔用的72子載波位於系統頻寬中心位置PCI概述LTE系統提供504個實體層社區ID(即PCI),和TD-SCDMA系統的128個擾碼概念類似。網管配置時,為社區配置0~503之間的一個號碼即可。在TD-SCDMA系統中,UE解出社區擾碼序列(共有128種可能性),即可獲得該社區ID。LTE的方式類似,不同的是UE需要解出兩個序列:主同步序列(PSS,共有3種可能性)和輔同步序列(SSS,共有168種可能性)。由兩個序列的序號組合,即可獲取該社區ID。因為PCI直接決定了社區同步序列,並且多個物理通道的加擾方式也和PCI相關,所以相鄰社區的PCI不能相同以避免干擾。物理通道基本概念社區ID獲取方式配置原則PBCH配置物理通道頻域:對於不同的頻寬,都佔用中間的1.08MHz(72個子載波)進行傳輸時域:映射在每個5ms無線幀的subframe0裡的第二個slot的前4個OFDM符號上週期:PBCH週期為40ms,每10ms重複發送一次,終端可以通過4次中的任一次接收解調出BCHPBCH(廣播通道)
廣播消息:MIB&SIBMIB在PBCH上傳輸,包含了接入LTE系統所需要的最基本的資訊:下行系統頻寬PHICH資源指示系統幀號(SFN)CRC使用mask的方式天線數目的資訊等SIB在DL-SCH上傳輸,映射到物理通道PDSCH,攜帶如下資訊:一個或者多個PLMN標識Trackareacode社區IDUE公共的無線資源配置資訊同、異頻或不同技術網路的社區重選資訊SIB1固定位置在#5子幀上傳輸,攜帶了DL/UL時隙配比,以及其他SIB的位置與索引等資訊。SIB1SIB2SIB3~8PCFICH和PHICH配置物理通道PHICH的傳輸以PHICH組的形式,PHICH組的個數由PBCH指示。Ng={1/6,1/2,1,2}PHICH組數=Ng*(100/8)(整數,取上限)={3,7,13,25}PHICHmin=3PHICHmax=25採用BPSK調製,傳輸上行通道回饋資訊。指示PDCCH的長度資訊(1、2或3),在子幀的第一個OFDM符號上發送,占用4個REG,均勻分佈在整個系統頻寬。採用QPSK調製,攜帶一個子幀中用於傳輸PDCCH的OFDM符號數,傳輸格式。小區級shift,隨機化干擾。PCFICH(實體層控制格式指示通道)
PHICH(物理HARQ指示通道)PDCCH-覆蓋物理通道頻域:佔用所有的子載波
時域:佔用每個子幀的前n個OFDM符號,n<=3
PDCCH的資訊映射到控制域中除了參考信號、PCFICH、PHICH之外的RE中,因此需先獲得PCFICH和PHICH的位置之後才能確定其位置。用於發送上/下行資源調度資訊、功控命令等,通過下行控制區塊DCI承載,不同用戶使用不同的DCI資源。PDCCH(物理下行控制通道)DCI佔用的物理資源可變,範圍為1~8個CCE(36個RE/CCE)DCI佔用資源不同,則解調門限不同,資源越多,需求的解調門限越低,覆蓋範圍越大PDCCH可用資源有限,單個DCI佔用資源越多,將導致PDCCH支援使用者容量下降針對每個DCI可以進行功控,以達到降低小區間干擾和增強覆蓋的目的PDCCH配置-容量兩天線埠10ms調度次數10ms調度用戶數2:2PDCCH占OFDMSYMBOL數目
1CCE2CCE4CCE8CCE1max12660301236min114542412332max330162783699min3121567836963max46223011456143min444220110521363:11max16880401648min152723216442max44021610448132min416208104481283max63831815878198min61430415272188通道及信號REPCFICH4*4=16PHICHmin3*4=12max25*4=100RS兩天線埠4*100=4001symbol12*100=12002symbol2*1200=24003symbol3*1200=3600物理通道
以3symbol,PHICH組數=3為例,可計算出用於PDCCH的CCE總數:(3600-16-12-400)/36=88CCE,
根據使用者佔用不同CCE個數,可計算出每毫秒可調度次數:88/1=88;88/2=4488/4=22;88/8=11PDCCH可用資源有限,單個DCI佔用資源越多,將導致PDCCH支援使用者容量下降以兩天線埠為例計算PDCCH在20MHz頻寬下可調度用戶數支援用戶數的計算假定:用戶每10ms被調度一次用戶分佈如下:10%用戶採用1CCE20%用戶採用2CCE20%用戶採用4CCE50%用戶採用8CCEPRACH配置物理通道初期引入建議:考慮初期應用場景為城區,Format0和4即可滿足覆蓋要求,故初期僅要求格式0和4頻域:1.08MHz頻寬(72個子載波),與PUCCH相鄰時域:位於UpPTS(format4)及普通上行子幀中(format0~3)。每10ms無線幀接入0.5~6次,每個子幀採用頻分方式可傳輸多個隨機接入資源。長度配置LTE中有兩種接入類型(競爭和非競爭),兩種類型共用接入資源(前導碼,共64個),需要提前設置。初期建議:競爭/非競爭兩種接入類型均要求,配置保證在切換場景下使用非競爭接入。格式時間長度覆蓋範圍01ms15km12ms77km22ms80km33ms100km40.157ms1.4km應用場景接入類型IDLE態初始接入競爭無線鏈路失敗後初始接入競爭連接態上行失步後發送上行資料競爭社區切換競爭/非競爭連接態上行失步後接收下行資料競爭/非競爭
PRACH(物理隨機接入通道)大社區半徑方案:Preamble重複和更長的CP接入類型建議PUCCH配置PUCCH格式
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