LTE无线系统与网络技术.pptx

1、,LTE无线系统与网络技术,主讲：,目录,一、 LTE系统标准与产业发展 二、LTE系统网络架构特点,LTE标准介绍 LTE系统需求 LTE产业发展 LTE产品方案,LTE网络进展 三、 LTE系统关键无线技术 四、 LTE物理层原理与协议 2,LTE：下一代宽带移动通信系统,LTE FDD,UMB,802.16m 3,LTE+,UMB+,802.16e,IMT-Advanced,HSPA+,HSPA,WCDMA,DO Rev B,DO Rev 0,cdma20001X,GSM,GPRS/EDGE,IS-95 cdmaOne,200kbps,300kbps-10Mbps,10kbps,50Mb

2、ps,50M-1Gbps,DO Rev A,数据速率 (OFDM/MIMO),TD-LTE,TD LTE+,HSPA+,HSPA,TD-SCDMA,FDD,TDD,3GPP2,3GPP,IEEE 802.16,4,LTE-Advanced主要技术方向 进一步提高LTE的峰值速率和频谱效率 ITU IMT-Advanced的系统需求,大带宽 提高MIMO的天线数目,在上行引入单用户MIMO,NR,引入增强型的新技术 对LTE进行进一步的优化 协议优化（减小控制面时延、提高控制面容量） 优化接入网协议设计 引入增强型的新技术 CoMP（Coordinated multi-point transmi

3、ssion） Relay 上行增加OFDM选项 增强MBMS NR,NR,NR,10 MHz,20 MHz,100 MHz,目录,一、 LTE系统标准与产业发展 二、LTE系统网络架构特点,LTE标准介绍 LTE系统需求 LTE产业发展 LTE产品方案,LTE网络进展 三、 LTE系统关键无线技术 四、 LTE物理层原理与协议 5,6,LTE系统需求 TD-LTE是LTE中的TDD模式，是TD-SCDMA标准的长期演进 LTE是3GPP为了保证未来10年 3GPP系列技术的生命力，抵御 来自非3GPP阵营技术的竞争而 启动的最大规模的标准项目。,高效率 下行: 5bit/s/Hz，,上行: 2

4、.5bit/s/Hz,低时延 控制面: 100ms,用户面: 10ms,高速率 下行: 100Mbps,上行: 50Mbps,可变带宽 1.4、3.0MHz，,5、10、15、20MHz,7,新技术助力新发展,LTE智慧城市新生活 全民免费上网 数字社区,平安校园 无线视频监控 DLP大屏指挥系统,整合既有存储资源,整合视频监控系统 实现统一监控管理,数字矿山 数字农业 数字园区,应急指挥系统 数字城市管理,无线应用和移动OA,政府办公 效率提升,科技惠民,市民一卡通 平安城市,既有资源 整合,提升企业 管理能力,智慧城市,TD-LTE和LTE FDD的融合是发展趋势,FDD,TDD,运营商推

5、动 中国移动积极倡导 TD-LTE和LTE FDD 的融合,已得到众多 海外运营商的支持。 具备融合的基础 两者在标准和技术实 现上存在很大的共性 ，有利于系统和终端 对双模的支持。,中国政府推动 为成为今后4G发展 的主导者之一，三大 部委支持TD-LTE与 FDD-LTE的融合。 互补的技术优势 TD-LTE和FDD-LTE 具有各自的技术优势 ，尤其TD-LTE可利 用零散的频谱资源，,适合不对称的业务。 标准、系统设备、芯片、终端、业务等全面融合 8,目录,一、 LTE系统标准与产业发展 二、LTE系统网络架构特点,LTE标准介绍 LTE系统需求 LTE产业发展 LTE产品方案,LTE

6、网络进展 三、 LTE系统关键无线技术 四、 LTE物理层原理与协议 9,10,LTE产业链总体情况,芯片,终端,系统设备,仪表,应用,仅支持TDD TD-LTE各环节知名厂家均参与竞争，并与FDD LTE产业链高度重合，竞争激烈。 FDD LTE各环节（芯片，终端，系统设备，仪器仪表）已经商用，应用主要以高速,上网为主。,11,2013年后，多模单待手机可商用。,LTE终端进展 FDD LTE终端进展 2010年FDD数据卡商用， 2011年FDD手机商用 截止到2011年10月，FDD LTE终端达到197款，以模块和USB数据卡为主 2012年，多模双待手机具备商用能力 2013年后，多

7、模单待手机可商用 TD-LTE终端进展 包括海思、创毅视讯、高通、中兴微电子、 Sequans、意法爱立信、Altair、 三星、联芯、重邮信科、展讯、广晟、国民技术13家公司分别开发TD-LTE基 带芯片和射频芯片 在2011年9月国际通信展上，诺西展示了两款路由器以及一款上网本，中兴展 示了一款TD-LTE手机，预计此类产品在明年中可小规模进入试验网。 2012年，多模双待手机具备商用能力；,LTE系统设备进展,系统设备进展,系统设备竞争情况,截止到2011年07月，华为LTE（包括 FDD和TDD）市场合同量达到38个，占 32%的市场份额,2010.12,推出基于R9版本的FDD LT

8、E设备， FDD LTE系统设备已具备商用条件！,2011.03,推出基于R9版本TD-LTE设备，目前正 在试验中，预计2012年具备商用条件,预计2012年各厂家将推出基于新硬件平台的TD-LTE高性能商用产品12,LTE系统设备进展（核心网） 这5大竞争对手在全球都有LTE EPC商用案例，EPC与FDD，TDD模式 无关，他们凭借其商用经验仍然是最强劲的对手 这5家设备商以合作方式提供EPC产品为主,是目前已商用LTE网络占 EPC市场份额最大的设 备提供商之一，但是在 中国市场仅通过合作方 式拓展EPC,没有完整的EPC解决方 案，需要依赖与MME提 供商的合作，目前在中 国市场还没

9、有稳定的 EPC合作伙伴,没有完整的EPC解决方 案，需要依赖与MME提 供商的合作，在中国市 场正积极寻找稳定的 EPC合作伙伴 13,14,LTE测试仪表进展,射频一致性测 试系统,无线资源管理一 致性测试系统,协议一致性测 试系统,综测仪,TD-LTE终端测试仪表进度滞后FDD LTE 3-6个月,TD-LTE终端测试仪表以上四类仪表也已宣布推出商用产品,TD-LTE终端测试仪表,信息来源：工信和信息化部电信研究院 FDD LTE射频一致性测试系统、无线资源管理一致性测试系统、协议一致性测试系 统、综测仪均已推出,中国移动有意加快TD-LTE进程 规模试商用阶段（2011-2012年）：

10、进行面向商用的2G/TD/LTE融合组网、互操作、室内覆盖、TD- SCDMA升级演进和漫游等方面的规模验证工作。 规模商用阶段（2013-2015年）： 坚持TD-LTE与LTE FDD融合兼容、同步发展， 依托全球LTE产业力量实现TD-LTE规模商用 充分利用现网资源，推进TD-SCDMA网络向TD-LTE平滑升级，降低投资成本 考虑国际漫游需求，在直辖市、31个省会、5个计划单列市及沿海发达城市建设D频段基站 LTE网络主要承载高速数据业务。,范围：北京、上海、广州、深圳 、杭州、南京、厦门7个城市的密 集城区 范围：北京、上海、广州、深圳 、杭州、南京、厦门7个城市的密 集城区 范围

11、：北京、上海、广州、深圳 、杭州、南京、厦门、天津、重 庆9个城市的主城区,范围：31个省会；5个计划单 列市主城区 范围：31个省会、5个计划单 列市及沿海发达城市主城区 范围：覆盖70%的地级城市， 31个省会、5个计划单列市及 沿海发达城市主城区，其他地 级城市密集城区,范围：全部地级以上城市 主城区 范围：全部县级以上城市 主城区 范围：全部县级以上城区 、部分发达乡镇,方案一 方案二 方案三,在南京、 广州、杭 州进行设 备升级试 点工作， 每个城市 升级19个 连续站点,规模试商用阶段,规模商用阶段,2013,2012,2014,2015 15,2011,16,中国移动TD-LTE

12、网络规划详细目标,2011年,2012年,2013年,2014年,2015年,TD-LTE基站到达（万个）,0.12,1.0,7.5,20.0,25.0,方案一（低 方案） 方案二（中 方案） 方案三（高 方案）,其中：升级站 TD-LTE总投资（亿元） 其中：集团公司投资 上市公司投资 TD-LTE基站到达（万个） 其中：升级站 TD-LTE总投资（亿元） 其中：集团公司投资 上市公司投资 TD-LTE基站到达（万个） 其中：升级站 TD-LTE总投资（亿元） 其中：集团公司投资 上市公司投资,0.01 3.8 3.4 0.4 0.12 0.01 3.8 3.4 0.4 0.12 0.01

13、3.8 3.4 0.4,0.5 28.8 25.9 2.9 1.0 0.5 28.8 25.9 2.9 2.0 1.5 57.6 52.5 5.1,5.0 166.5 151.9 14.6 9.5 7.0 213 194.8 18.2 12.5 10.0 258.3 236.6 21.7,15.0 259.3 237.8 21.5 25.0 20.0 318.4 292.2 26.2 30.0 25.0 339.9 312.2 27.7,18.0 100.9 91.7 9.2 32.0 25.0 137.7 125.5 12.2 37.0 30.0 132.5 120.8 11.7,目录,一、

14、 LTE系统标准与产业发展 二、LTE系统网络架构特点,LTE标准介绍 LTE系统需求 LTE产业发展 LTE产品方案,LTE网络进展 三、 LTE系统关键无线技术 四、 LTE物理层原理与协议 17,18,端到端网络设备构筑LTE精品网络,eNodeB,x2,eNodeB,EUTRAN,EPC,MME,S-GW/P-GW,OMC,S1,自研eNBT EMB5116 TD-LTE,EPC TDRU332E,OMC TDRU318D,BBU,D频段一体化基站,E频段室内双通道RRU,D频段室外8通道RRU,数据卡终端 EBS5132D,19,EPC与RNC共平台设计方案 与现网RNC设备TDR3

15、000共硬件平台，单板再利用率达90 可OEM市面上标准的ATCA组件，提供更灵活的选择,TDR3000,基于ATCA标准架构设计开发，设备内部采用全以太交换互连；控制、业务、承载 分离；系统无单点故障问题，内部双星型交换网络，双48V供电,支持ATM、IP、TDM等多种不同业务流的接入和处理 强大的散热性能力，主要处理器都有温度探测和保护,指标 2,000,000 个 200Gbps 13000 K 500个 小于2毫秒,项目 支持用户数 业务数据处理 能力 BHCA 关联eNodeB 数量 实时业务时延,2000600800mm,机柜外形尺寸 (HWD),TDR3000-EPC,20,与T

16、D-SCDMA共平台的eNodeB 单模方案 两个系统单独运行 BBU主控、接口和基带板卡仅需软件 升级支持TD-LTE RRU工作在同频段时仅需软件升 级，工作在异频段时，需要更换天线滤波,器,BBU需使用两套板卡分别运行两种 制式。单板双模硬件已具备能力，软件 即将支持。 RRU工作在同频段，可以支持两种 制式同时运行,aBBU aCCU TD-SCDMA,aCCU TD-LTE 双模方案 两个系统协同运行，支持混插,aBBU,eBBU aBBU eCCU aCCU TD-SCDMA/TD-LTE,BBU共平台解决方案,主控单元 主控单元处理能力按照TD-LTE设计； 软件升级即可支持TD

17、-LTE 基带处理单元 采用通用架构 软件升级即可支持TD-LTE,共用部分 机框、背板、电源、时钟单 元、风扇单元、环境监控单元 完全共用 传输单元 采用IP化硬件架构, 支持多个 FE/GE接口,软件升级即可支持TD-LTE 兼容的处理能力 同时支持两种制式所需的高层协议处理能力、基带数据处理能力、网络协议处理能力。 高带宽的传输能力 板间支持1G全IP交换、具有丰富的FE/GE接口资源以及标准的Ir接口。 相同的时钟处理和同步单元 两种制式对时钟性能指标的要求基本相同，硬件上采用相同的时钟接收和处理机制。 21,F,+ A,D,TD-S与TD-L共天馈解决方案,F,+ A,+ D,宽频天

18、线,优点：TD-S与TD-L,完全复用天馈系统,缺点：宽频天线实 现难度较大 TD-S LTE,天线内置合路器 优点：TD-S与TD- L复用天馈系统； 有利于国际化推广 缺点：天线体积增 大，复杂度增加 22,共站址分别布放 优点：实现最容易 缺点：TD-S与TD- L天馈系统完全独 立，增加建设费用,试验网建设阶段,商用建设阶段,TD-S LTE,F + A + D 合路,目录,一、 LTE系统标准与产业发展 二、LTE系统网络架构特点,LTE标准介绍 LTE系统需求 LTE产业发展 LTE产品方案,LTE网络进展 三、 LTE系统关键无线技术 四、 LTE物理层原理与协议 23,24,试

19、验网和商用网的建设情况,中移动TD-LTE试验网建设情况,25,试验网和商用网的建设情况,中移动TD-LTE试验网建设要求,26,规模试验总体目标及阶段, 充分验证TD-LTE的同频组网能力, 在实际用户占用50%网络资源的条件下, 计划5月开始，完成工信部测试任务， 同时完成中国移动重要项目补充测试,第一阶段 （2010.12 - 2011.09）,第一阶段验收目标 促进TD-LTE产品成熟与完善 至少四家TD-LTE系统达到功能完整、性能良好和设备稳定水平，具备规模量产的能力 至少两家的TD-LTE终端芯片实现功能完整、性能和稳定性较好的水平 终端芯片工艺：至少一家厂商基带芯片工艺实现45

20、nm,第二阶段 （2011.10 - ）, 进行与现网互操作及融合组网、与FDD融合、 双流BF、业务等方面的测试,以TD-LTE与LTE FDD融合兼容、同步发展为目标，加快推动TD-LTE商用化进程， 使我国主导的TD-LTE移动通信技术真正融入国际主流，并在全球范围内推广应用,接 通 率 95 %,掉 线 率 5 %,切换成 功率 95%,小区同时传送数据 的最大用户数 200,下行平均 吞吐量 20Mbps,边缘单用户下行频谱效率 小区DL平均频谱效率的25%,总体目标,测试阶段,第一阶段,容量及基本性能测试 室外同频组网测试 室外覆盖测试 系统间干扰测试,多天线技术测试 室内分布测试

21、 SON测试 不同频段性能对比测试 特殊覆盖场景测试,无线网络侧,核心网络侧 系统间互操作测试 （核心网部分） IPv6测试,无线网络侧,终端侧,系统间互操作测试 Femto Cell测试 LTE支持话音业务测试,核心网络侧 承载和传输测试 核心网基本功能验证测试 不同城市间漫游测试,开展用户体验测试 27,第一阶段,第二阶段,TD-LTE规模技术试验测试内容 由功能和性能到商用：从网络功能和性能实际验证开始，逐步开展面向商用网络的测试 由单系统到多系统：从TD-LTE系统性能验证开始，逐步开展与现网互联互通测试 由数据业务到语音：从数据业务开始，逐步开展语音及其他业务测试 由单模数据卡到多形

22、态终端：从单模CPE和数据卡开始，逐步开展多模多形态终端测试,单模数据卡和CPE测试 接口测试 单模终端Uu接口IOT测试,终端侧,多模多频段终端Uu接口 IOT测试 基础通信及高带宽业务测试 新功能、新产品测试,多模多频段数据卡和CPE测试 多模双待智能终端测试 接口测试,细致测试，充分验证，形成TD-LTE组网重要结论,TD-LTE室外建网首选8天线,TD-LTE室分总结丰富经验,TD-LTE 组网, 双通道MIMO增益明显，好于单通 道，容量提升超过30% 室分双路通道功率平衡时性能最佳 TD-LTE可与GSM、TD-S多系统共存 TD-LTE可与WLAN共存组网 28,同频组网切实可行

23、，更有众多,提升手段, 单小区同时接入213用户 全网50个小区100个用户真 实加载，呼叫成功率和切 换成功率都高于95%，满足 网络应用要求 初步结论，TD-LTE同频组 网可行，负荷可达50% 以上, 建议后续研究并验证提升同 频组网性能的相关技术,功率控制优化 小区间干扰协调 TTI Bundling 基站接收机算法优化 上行跳频传输 基站采用8天线接收 工程参数优化, 相比于2天线，8天线存 在明显优势 8天线赋形增益明显，相 比于2天线，增益约4 6db。 吞吐量性能提升明显,PUSCH 使用的子载波,特色技术验证，为TD-LTE网络应用积累经验,特色算法消弱高速影响,数据部分,O

24、ne Slot,One Slot,参考信号, 双列导频插值算法 积累丰富高速场景建 设及优化经验 覆盖优化, 天线工程参数优化, 网络参数配置优化 33度赋形（特色多 天线优化手段）,99% 98.47%,业务建立成功率(60km/h) 业务建立成功率（100km/h）,96.93% 97.26% 29,TD-LTE高速公路场景可用性得到充分验证,吞吐量 切换成功率(60km/h) 下行1012M 切换成功率(100km/h), 上行68M,0,6 4 2,10 8,IRC关闭 IRC开启,主测小区 邻小区 小区上行吞吐量（Mbps）,IRC,利用干扰的空间特 性信息，有效抑制 干扰，提高检测

25、性 能,w1 *,w2 *,w* Nr,s = wHr,测试验证，可明显提升系统性能 12 100增益 近100增益,特色IRC干扰抑制技术提升网络上行性能,6城市唯一高速公路场景测试,目录 一、 LTE系统标准与产业发展,二、LTE系统网络架构特点 三、 LTE系统关键无线技术,LTE网络架构 LTE网元功能 LTE接口协议 LTE网络对比,LTE网络融合 四、 LTE物理层原理与协议 30,31,LTE网络架构,扁平的网络架构，减少设备投入,减少接口数量，IP的网络接口 增强的端到端QoS,32,3G网络架构与LTE/SAE网络架构的区别,网络扁平化使得系统延时减少，改善用户体验,33,L

26、TE网元与网络结构特点,业务平面与控制平面完全分离化,核心网趋同化,交换功能路由化,S- P- Gateway Gateway,MME,HSS,eNodeB,UE,IMS,接入部分,接入控制部分,网络控制部分,终端部分,网元数目最小化,协议层次最优化,网络扁平化,全IP化,LTE 网络组网构架,MME / S-GW,MME / S-GW,X2,S1,移动性管理,服务网关 MME/SGW 与 eNode B 的接口,EPC,E- UTRAN,Node B +,eNode B =,EPS,X2,X2 eNode B,eNode B RNC,eNode B,Uu eNode B间的接口 E-UTRA

27、N中只有一种网元eNode B 演进分组核心网EPC 演进分组系统EPS 34,目录 一、 LTE系统标准与产业发展,二、LTE系统网络架构特点 三、 LTE系统关键无线技术,LTE网络架构 LTE网元功能 LTE接口协议 LTE网络对比,LTE网络融合 四、 LTE物理层原理与协议 35,36,高 吞吐量,提供高质量全 IP无线宽带业,务,频谱效率 最高,良好兼容,性,简约的天线 系统,高数据接入效 率,最短切换时 间,TD LTE接入网eNB 支持 Always -ON,增强小区边 缘性能,TD LTE接入网eNB eNB：, ,无线资源管理（RRM）； 用户数据流IP头压缩和加密； UE

28、附着时MME选择功能； 用户面数据向Serving GW的路 由功能； 寻呼消息的调度和发送功能 （源自MME和O&M的）广播消 息的调度和发送功能； 用于移动性和调度的测量和测量 报告配置功能。 基于AMBR和MBR的上行承载级 速率整型。 上行传输层数据包的分类标示。 37,EPC网络架构与功能,2G/3G网络,LTE/SAE网络架构 38,业务及承载网络,MME网元功能,39,MME功能,MME网元功能,负责与用户和会话管理有关的控,制平面功能：,安全过程与端用户认证、密匙 初始和协商以及完整性保护算法有 关。,终端到网络的会话处理涉及用 于建立数据上下文和QoS等参数的 信令协商过程,

29、空闲终端位置管理涉及跟踪区 域更新，其作用是使得网络在有会 话到来时能够连接到终端。,S-GW网元功能,40,SGW功能,服务网关是连接E-UTRAN 的分组数据接口的终点。 当移动终端在E-UTRAn中,的不同eNode B之间移动时， 服务网关用作本地的移动性 锚点。,当终端在E-UTRAN内活在 E-UTRAN与其他3GPP网络 （2G/GSM，3G / UMTS）间 移动时，分组通过服务网关 进行路由。,S-GW网元功能,P-GW网元功能,41,PGW功能,PDN网关是连接分组数据网络 的分组数据接口的终点。作为连 接 外部分组数据网络的锚点， PDN网关还支持策略增强功能 （按照运营

30、商定义的规则来进行 资源分配）以及分组过滤和增强 计费功能（例如每个URL计费）,P-GW网元功能,PCRF网元功能,42,PCRF功能,执行服务数据流优先级排队冲突解决处理 支持控制信令的IP sec安全性保护 向PCEF提供初始默认计费方法 激活、去激活、修改PCC规则,策略控制功能,门控,事件触发及报告 QoS控制,绑定SDF和承载,配置PCC计费规则：,基于流量的计费规则； 基于时间的计费规则；,基于流量和时间综合方式的计费规则； 基于事件的计费规则； 无计费规则；,PCRF网元功能,目录 一、 LTE系统标准与产业发展,二、LTE系统网络架构特点 三、 LTE系统关键无线技术,LTE

31、网络架构 LTE网元功能 LTE接口协议 LTE网络对比,LTE网络融合 四、 LTE物理层原理与协议 43,44,EPC系统接口,HSS,45,S1接口,控制面协议栈,用户面协议栈 S1-flex,S1接口流程概述, SAE承载管理 SAE承载建立 SAE承载修改 SAE承载释放 初始上下文建立 UE上下文释放 切换管理 切换准备 切换资源分配,切换通知 路径切换请求 切换取消 46, ,寻呼 初始UE消息 下行NAS传输 上行NAS传输 复位 错误指示 S1建立,47,X2接口,控制平面协议栈,用户面传输网络层,负载管理,干扰管理,移动性管理,48,X2接口流程概述,source eNod

32、eB HANDOVER REQUEST,HANDOVER REQUEST ACKNOWLEDGE,target eNodeB,source eNodeB HANDOVER CANCEL,target eNodeB,Target eNB,Source eNB,source eNodeB,SN STATUS TRANSFER X2 AP Release Resource,target eNodeB,切换准备,切换取消,释放资源,序列号状态传输,eNB,eNB,eNB1,RESET REQUEST RESET RESPONSE,eNB2,eNodeB,eNodeB,X2 SETUP REQUEST

33、LOAD INFORMATION X2 SETUP RESPONSE,负荷指示,复位,X2建立,目录 一、 LTE系统标准与产业发展,二、LTE系统网络架构特点 三、 LTE系统关键无线技术,LTE网络架构 LTE网元功能 LTE接口协议 LTE网络对比,LTE网络融合 四、 LTE物理层原理与协议 49,50,网络架构对比,GMSC,GMGW,HLR,MGW,MSC-S （VLR ）,GGSN,SGSN,RNC,Node B,Node B,Mc,D,Mc,Nc,Gs,Gn,Gi,Iu-CS,Iu-PS,Iub,Iub,HSS,MME,S6a,SGW,PGW,S5 Gr,S11,ENB,ENB

34、,X2,S1-MME,S1-MME,S1-U,S1-U,SGi,消失,3G系统,LTE系统,C Nb 演,进,51,协议栈对比 空口协议栈 LTE借鉴TD-SCDMA，分层相同 协议分布不同 各协议具体功能不同,TD-SCDMA,TD-LTE,整体结构 RRC PDCP RLC MAC,协议栈在接入网侧分布于 Node B 和RNC两个实体 定义了五种RRC状态 只在用户面存在，并且只支 持PS域业务，主要实现头压 缩功能 支持固定数据分段，通过调 整分段的数量适配底层传输 速持专用信道和共享信道,支率,协议栈在接入网侧都位于 eNode B 只定义了两种RRC状态 用户面和控制面都存在，除

35、实现头压缩功能外，还要实 现加密和完整性保护功能 支持动态数据分段，通过调 整分段大小适配底层传输速 率支持共享信道,只,PHY,采用多址方式不同，物理层的设计存在诸多差异，信道与信,号的表现形式重新定义。,52,信令流程对比,总体差异,TS-SCDMA针对PS域 和CS域分别定义流,程，TD-LTE只针对PS 域定义流程。,TD-LTE RRC信令做了,大量简化。,53,TD-LTE系统广播(1),54,TD-LTE系统广播(2),MIB SIB1 SIB2 SIB3 SIB4 SIB5 SIB6 SIB7 SIB8 SIB9 SIB10 SIB11,SFN,下行系统带宽, PHICH配置

36、驻留判断，其他SIB的调度信息 接入限制信息，公共信道参数 小区重选信息: - Intra-F/Inter-F/Inter-RAT的公用信息 - 服务频点信息 - 部分Intra-F小区重选信息 Intra-F小区重选信息邻小区列表 Inter-F小区重选信息 UTRAN小区重选信息(Inter-RAT) GERAN小区重选信息(Inter-RAT) CDMA2000小区重选信息(Inter-RAT) Home eNodeB Name ETWS primary notification ETWS secondary notification,目录 一、 LTE系统标准与产业发展,二、LTE系统

37、网络架构特点 三、 LTE系统关键无线技术,LTE网络架构 LTE网元功能 LTE接口协议 LTE网络对比,LTE网络融合 四、 LTE物理层原理与协议 55,提升TD-LTE与多网协同能力,TD-LTE,3G/TD-S网络,2G网络,高级数据用户,数据用户,语音用户,WLAN,WLAN,WLAN,WLAN,升级,语音+低速数据业务 ,升级 2G网络,视频语音+中高速数据业务 ,3G/TD网络,LTE网络,WLAN网络,高速数据业务 ,高速数据业务 ,2G/3G/LTE/WLAN四网将长期共存 2G网络将以承载语音+低速数据业务为主，3G/TD-S网络将以承载视频语音+ 中高速数据业务为主，T

38、D-LTE网络将以承载高速数据业务为主，WLAN网络 将作为3G和LTE高速数据业务的近距/热点覆盖补充 56,57,TDD和FDD产业链各环节融合是网络发展趋势,TDD/FDD LTE已经形成标准上的同步和融合、双模芯片和终端、系统、仪器 仪表共平台的开发和相近的商用化进程的发展现状，同时未来也将实现FDD/TDD 的全球漫游。,58,多制式、多功能融合成为基站发展趋势,RRUS 01 RRU,RBS 6601 Flexi多模BBU,RRU RRH,BBU3900 d2U,RRU,BBU8300,?,Uni-RAN Liquid Radio,SingleRANBroad 解决方案 light

39、Radio 多制式融合：FDD LTE, TD-LTE，,功能融合：（1）天线（有源天线阵列RRH）（2）基带池（3）SON,59,蜂窝网络,WLAN,热点,家庭 网关,公共热点,WLAN与TD-S/L网络融合 行进中,办公网,在线 游戏 可视 电话,在线 影院 在线 音乐,运营商压力 增加需降低 运营成本,智能终端引 起数据业务 井喷式增长,利用WLAN 分流蜂窝网 带宽压力,需同时大力 建设2/3G和 WLAN网络,60,接入网设备融合作用 低设备总成本 降低CAPEX 于室内外施工，减小工程量 减小网元数量 节约网络投资 设备集成，便于管理维护 降低OPEX 用天面、机房、电源和传输设备

40、,融合重点,综合考虑需求和代价，接入网融合重点考虑WLAN与新兴网络设备 的集成，如TD-LTE和TD-SCDMA.,设备融合应用场景探讨,室内覆盖：,室分系统,单独布放,郊区农村,高校区,城区 密集城区,城区/郊区室外覆盖,室外热点,室内覆盖 休闲区 热点/盲点,CBD,盲点覆盖 需分别针对室内和室外应用场景进行分析探讨 61,室,外,室,内,62,蜂窝网络与WLAN典型站型对比,TD-SCDMA/TD-LTE,WLAN AP, ,室外大功率覆盖 多通道、多天线 发射功率存在一定 差异 室内小功率覆盖 WLAN AP与femto 等微站型发射功率 接近,室 外 室 内,硬件架构融合技术可行性

41、,电源模块,射频 前端,传输接口,天线,传输,供电,TD-LTE/TD-SCDMA 基站& WLAN AP 基带处理 射频收发信机,可共用,WLAN SOC方案技术成熟， 成本低，且技术原理和复杂 度与蜂窝网存在较大差别， 因此采用独立的硬件模块集 成是较好的方案,需综合考虑 工作频段 设备形态 插入损耗 干扰隔离,如AP与RRU集成，则不涉 及传输共用；如与Femto 或一体化微站集成，则需 考虑传输共用问题,各种型号的TD-LTE/TD-SCDMA基站和WLAN AP从硬件实现 角度皆可实现集成，但还需从成本、部署场景等方面综合考虑 63,关键问题,研究,64,需要解决的关键问题 主要针对

42、WLAN和Femto的 集成，成本控制至关重要,天线共 用方式,成本控制,干扰抑制,WLAN模块 稳定性,关键问题 研究 组网方案 应用策略,何进行网络优选,对设备性能、成本 和复杂度的影响,难点在于2.3G和,2.4G系统间的邻 频干扰抑制,如何改善WLAN模 块软硬件的稳定性,和可靠性，减小对 蜂窝网设备的影响 如何平衡两种网络的 覆盖和容量需求，如,i,SG,S4,65,IP网络,IMS,MME,2G/3G移 动终端,HSS,Radio,GERAN Access Network,UTRAN,兼容GERAN、UTRAN组网 现网PS域网络升级至R8，HSS和PCRF公用 提供统一的业务管理

43、平台和LTE/GERAN互操作 GGSN SGSN,eNB,UE,LTE 终端 和接入网,S1,SGW,PGW,S1,S5,PCRF,S11,S6a Gx,Gi,Gn,Gr,Gc Rx,Gx,S3,Gx,S4,SG,i,IuCS,S3,a,S6,66,多网综合接入 融合组网，接入多种网络 提供全面的网间互操作，连续的新业务。,IP网络,IMS,SGSN,MME,2G/3G移 动终端,Radio,GERAN Access Network,UTRAN,GGSN,eNB,UE,LTE 终端 和接入网,SGW,PGW,S5,PCRF,Gx,Gi,Gn,Gc,Gr,Rx,S11,S1,S1,HSS Sv

44、,D MSCS,非3GPP 网络,SWn,S2b,Gxb,67,目录,一、 LTE系统标准与产业发展,二、LTE系统网络架构特点,三、 LTE系统关键无线技术,四、 LTE物理层原理与协议,OFDM技术 MIMO技术,LTE关键技术OFDM Power,( code ),PRB Bandwidth,One PRB,PRB Time-width 68,Frequency Time,69,OFDM技术原理-低速并行传输,时域方波信号,传统频分复用,正交频分复用,70,Sub-carriers,FFT,Time,Symbols,OFDM技术的基本原理 5 MHz Bandwidth,Guard In

45、tervals,Frequency ,OFDM 数据传输 传输数据 保护数据 0 1 0,0,1,Frequency,time Time 产生频率差异，以提高抗衰落的能力。 71,72,OFDM技术优势-抗衰落与均衡,信道传输函数,OFDM 频率,H1,H 2,信道传输函数,H k .,73,OFDM时域信号,循环扩展 保护间隔,OFDM信号的循环扩展保护间隔 引入循环前缀CP（Cyclic Prefix）；, CP保护间隔长于信道时延扩展；,OFDM技术原理-抗多径时延ISI h(t) OFDM用于地面移动通信系统， 必须解决多径时延扩展问题； t 多径时延扩展现象,CP的来源-DFT的周期

46、性,t,T,T,T,1 Cyclic Prefix,2 Cyclic Postfix or Cyclic Suffic 3 Cyclic Prefix and Cyclic Suffic 74,75,保护时间,76,OFDM符号循环前缀,OFDM收发示例,toRFtx,SizeN IFFT,CP insertion,M symbols,Tu,TCP,0,0,f,Msubcarriers Tu =1/f,SizeN FFT,CP removal,M symbols 0,fromRFrx,S/P,Fromcoding &modulation,P/S,Todemodulation,&decoding

47、 0 77,78,干扰大,OFDM 技术缺点 时频同步 要求高 OFDM 同频,PAPR高,79,目录,一、 LTE系统标准与产业发展,二、LTE系统网络架构特点,三、 LTE系统关键无线技术,四、 LTE物理层原理与协议,OFDM技术 MIMO技术,80,LTE关键技术MIMO天线,MIMO（Multiple Input Multiple Output）,在多个天线上分别发送多个数据流；,利用多径衰落，在不增加带宽和天线发送功率的情况下，提高信道容量 及频谱利用率，或提高数据的传输质量。,81,LTE多天线技术应用,传输分集,空间复用,提高数据传输的峰值速率,应用于小间距天线阵列的 多天线传

48、输技术,提高系统容量或覆盖范围 在多个独立的信道上传输不同数据流,传输信号不同的副本获 得增益,提高信号传输的可靠性 多天线技术 波束赋形,LTE系统MIMO模式,传输模式 PDSCH的传输方案,主要优势,TM1 TM2 TM3 TM4 TM5 TM6 TM7,单天线传输模式 发送分集 开环空间复用 闭环空间复用 多用户MIMO Rank=1的预编码 单流波束赋型,产生的CRS开销小 提高链路的传输质量，提高小区覆盖； 作为其它MIMO模式的回退模式 提高小区平均频谱效率和峰值速率 提高小区平均频谱效率和峰值速率 提高小区平均频谱效率和峰值速率 提高小区的覆盖 提高链路的传输质量，提高小区覆盖

49、 82,37,83,MIMO天线收发分集：提高通信质量,开环模式中的STTD分集,发射分集技术提高系统下行链路性能,84,MIMO天线空间复用：提高系统容量 MU-MIMO 基站将占用相同时频资源的多个数据流发送给不同用户 下行同时支持SU-MIMO和MU-MIMO,SU-MIMO(SDM),MU-MIMO(SDMA), 小间距的天线阵列，使用较多天线,单元 提高峰值速率，小区覆盖，降低小 区间干扰 85,MIMO天线波束赋形：增强抗干扰能力 Wanted UE 传统波束赋形,Interfering UE,86,MIMO天线波束赋型,中国移动LTE创新技术：双流波束赋形 波束赋形（BF）,降低

50、干扰 提升覆盖半径 MIMO 提升吞吐量,双流波束赋形技术 提升吞吐量 提升覆盖半径,降低小区间干扰 双流波束赋形技术是TD-LTE的多天线增强型技术，是TD-LTE建网的主流技术， 结合了智能天线波束赋形技术与MIMO空间复用技术，是中国移动与厂商共同创 新的成果，也是中国通信产业技术能力的体现。 87,88,双流波束赋形是平滑引入TD-LTE的关键,TD-LTE覆盖理论分析 TD-LTE 2天线的覆盖能力受限于上,行业务信道 TD-LTE 8天线的覆盖半径约为2天 线的两倍，与TD-SCDMA覆盖半径 相当,1.04km 0.48km,TD-LTE 2天线 TD-LTE 8天线 TD-SC

51、DMA 8天线,以上行业务64Kbps 边缘速率进行分析,在TD-SCDMA现网实际小区半径500米条件下，TD-LTE 8天线的边缘速率远远大于2天线,0.5km 2天线 64Kbps 8天线 500Kbps,0.5km 0.28km 2天线 500Kbps 8天线 500Kbps,LTE信号结构与功能,89,目录,一、 LTE系统标准与产业发展,二、LTE系统网络架构特点,三、 LTE系统关键无线技术,四、 LTE物理层原理与协议,LTE物理层帧结构,LTE物理信道与功能,LTE系统物理层过程,90,物理层概述 LTE物理层的多址方案：下行采 用OFDM,上行采用SC-FDMA 支持频分双

52、工（FDD）和时分双,工（TDD）两种模式 基于分组交换思想，使用共享信 道 支持多输入多输出（MIMO）传 输,主要特征,91,物理层主要 功能,LTE物理层功能 传输信道的错误检测，并向高层提供指示 传输信道的纠错编码/译码 HARQ软合并 编码的传输信道向物理信道映射,物理信道功率加权 物理信道调制与解调 频率与时间同步 无线特征测量，并向高层提供指示 MIMO天线处理 射频处理（ 射频相关规范）,Channel edge,Channel edge,Resource block,92,信道带宽与传输带宽配置有如下对应关系：,信道带宽,1.4,3,5,10 15,20,传输带宽配置（ RB

53、数目）,6,15,25 50 75 100,Transmission,Bandwidth RB,Transmission Bandwidth Configuration RB,信道带宽 支持的信道带宽（Channel Bandwidth） 1.4MHz，3.0MHz，5MHz，10MHz，15MHz以及20MHz LTE系统上下行的信道带宽可以不同 下行信道带宽大小通过主广播信息（MIB）进行广播 上行信道带宽大小通过系统信息（SIB）进行广播 Channel Bandwidth MHz,DC carrier (downlink only),Active Resource Blocks,93,

54、帧结构（1）,TDD帧结构 - 帧结构类型2，适用于TDD,一个长度为10ms的无线帧由2个长度为5ms的半帧构成,每个半帧由5个长度为1ms的子帧构成,常规子帧：由两个长度为0.5ms的时隙构成 特殊子帧：由DwPTS、GP以及UpPTS构成,支持5ms和10ms DL UL切换点周期,94,帧结构（2）,10ms转换点周期,95,帧结构（3）,TDD帧结构上下行配置,96,LTE时隙结构,symbol symbol,常规CP 0.5ms 扩展CP 0.5ms,1ms,DwPTS,GP,UpPTS,物理资源概念（1）,无线帧,OFDM符号,天线端口,时隙-slot,子帧,物理资源,接收机用来区分资源在 空间上的差别，包括三 类天线端口： CRS： 天线端口03 MBSFN：天线端口4 DRS： 天