信息與通信TD-LTE總體技術(shù)發(fā)展和無線關(guān)鍵技術(shù)

Logo1GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.Logo目錄§什么是TD-LTE？§為什么會(huì)產(chǎn)生LTE？§LTE的根本特征2GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.Logo未來的無線通信將是各種接入手段的并存3GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.LogoLTE將是未來最主流的廣域?qū)拵o線通信系統(tǒng)4GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.Logo什么是TD-LTE？§LTE=LongTermEvolution=長(zhǎng)期演進(jìn)，是3GPP指定的下一代無線通信標(biāo)準(zhǔn)?！霻D-LTE=LTE的TDD模式。5GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.LogoLTE和EPS的關(guān)系6GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.Logo目錄§什么是TD-LTE？§為什么會(huì)產(chǎn)生LTE？§LTE的根本特征7GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.Logo為什么會(huì)出現(xiàn)LTE？v背景一：移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)開展的需要§從話音優(yōu)化到數(shù)據(jù)優(yōu)化?除了窄帶業(yè)務(wù)的效果，更要提高寬帶業(yè)務(wù)效率§從覆蓋優(yōu)化到容量?jī)?yōu)化?除了保證根本業(yè)務(wù)連續(xù)覆蓋，更要提高“熱區(qū)〞內(nèi)的容量§從用戶容量?jī)?yōu)化到數(shù)據(jù)率容量?jī)?yōu)化?運(yùn)營(yíng)商收入除了依賴用戶數(shù)量，更依賴業(yè)務(wù)流量§從均勻容量分布到不均勻容量分布：?未來80-90%的數(shù)據(jù)容量集中在室內(nèi)和熱區(qū)內(nèi)?業(yè)務(wù)分布不均勻，系統(tǒng)能力是否有必要均勻分布？v背景二：寬帶無線接入和寬帶移動(dòng)通信的融合GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.Logo寬帶移動(dòng)通信和寬帶無線接入的融合9GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.Logo降低每比特本錢是產(chǎn)業(yè)的必然開展方向10GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.Logo目錄§什么是TD-LTE？§為什么會(huì)產(chǎn)生LTE？§LTE的根本特征11GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.§§§§§§§§§支持1.4MHz-20MHz帶寬峰值數(shù)據(jù)率：上行>50Mbps，下行>100Mbps頻譜效率到達(dá)HSDPA/HSUPA的2-4倍提高小區(qū)邊緣的比特率用戶面延遲〔單向〕小于5ms，控制面延遲小于100ms降低建網(wǎng)本錢，實(shí)現(xiàn)從3G的低本錢演進(jìn)追求后向兼容,但應(yīng)該仔細(xì)考慮性能改進(jìn)和向后兼容之間的平衡取消CS〔電路交換〕域，CS域業(yè)務(wù)在PS〔包交換〕域?qū)崿F(xiàn)，如采用VoIP對(duì)低速移動(dòng)優(yōu)化系統(tǒng)，同時(shí)支持高速移動(dòng) 12 GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware ://Forevaluationonly. LogoLTE的設(shè)計(jì)目標(biāo)LogoLTE的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程13GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.LogoLTE的性能評(píng)估〔仿真結(jié)果〕14GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.––––發(fā)射分集：改善覆蓋〔大間距天線陣〕空間復(fù)用：提頂峰值速率和系統(tǒng)容量波束賦形：改善覆蓋〔小間距天線陣〕空間多址：提高用戶容量和系統(tǒng)容量 ?上行MIMO： –空間多址：提高用戶容量和系統(tǒng)容量§創(chuàng)新三：扁平網(wǎng)絡(luò) ?取消RNC〔中央控制節(jié)點(diǎn)〕，只保存一層RAN節(jié)點(diǎn)——eNodeB ?eNodeB和核心網(wǎng)采用基于IP路由的靈活多重連接——S1-flex接口 ?相鄰eNodeB采用Mesh連接——X2接口 15Logo目錄16GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.§§§§

上行跳頻?！?個(gè)物理過程：小區(qū)搜索、隨機(jī)接入、功控、測(cè)量、共享信道 過程§6+1個(gè)天線端口：

?下行4天線MIMO、MBSFN、Beamforming

?上行單天線§7+2個(gè)傳輸模式：

?下行7個(gè)MIMO傳輸模式

?上行單天線+MU-MIMO§8個(gè)物理信道：PDSCH、PDCCH、PBCH、PCFICH、PHICH、 PUSCH、PUCCH、PRACH

17§§§§§§§§Logo扁平RAN架構(gòu)19GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.LogoLTE接入網(wǎng)絡(luò)的簡(jiǎn)化20GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.§§§§§§§§Logo2種幀結(jié)構(gòu)22GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.Logo2種TDD幀結(jié)構(gòu)的融合23GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.LogoTD-LTE幀結(jié)構(gòu)上下行配比24GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.LogoTD-LTE幀結(jié)構(gòu)特殊時(shí)隙結(jié)構(gòu)25GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.§§§§§§§§Logo§簡(jiǎn)潔的寬帶擴(kuò)展能力vMIMO§LTE高頻譜效率的主要來源v小區(qū)間干擾抑制§解決OFDMA同頻組網(wǎng)的潛在問題§縮小MIMO帶來的數(shù)據(jù)率差異性27GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.Logo為什么寬帶數(shù)據(jù)接入要采用OFDM和MIMO？vOFDM和MIMO的優(yōu)勢(shì)正是數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)所需要的——峰值速率和短時(shí)用戶感受§OFDM是正交系統(tǒng)，無用戶間干擾，有利于MIMO§MIMO是目前提頂峰值速率的主要手段§用戶希望“網(wǎng)速快〞，哪怕只在某些環(huán)境下快也行vOFDM和MIMO的劣勢(shì)是對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)相對(duì)次要的因素——覆蓋和公平性§OFDM系統(tǒng)的小區(qū)間干擾和頂峰平比將造成更嚴(yán)重的小區(qū)邊緣性能下降§使用MIMO的環(huán)境主要出現(xiàn)在小區(qū)中心或熱點(diǎn)§但I(xiàn)nternet用戶已經(jīng)習(xí)慣了“盡力而為〞的QoS/QoE28GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.§§§§§§§§LogovOFDM〔正交頻分復(fù)用〕的本質(zhì)就是一個(gè) 頻分系統(tǒng)，而頻分是無線通信最樸素的實(shí) 現(xiàn)方式§多采用幾個(gè)頻率并行發(fā)送，實(shí)現(xiàn)寬帶傳輸§生活中的頻分系統(tǒng)：解釋。30GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.Logov傳統(tǒng)FDM系統(tǒng)中，載波之間需要很大的保護(hù)帶，頻譜效率很低。vOFDM系統(tǒng)允許載波之間緊密相臨，甚至 局部重合，可以實(shí)現(xiàn)很高的頻譜效率—— 子載波?！烊绾巫龅竭@一點(diǎn)？依賴FFT〔快速傅立葉變換〕§為什么直到最近20年才逐漸實(shí)用？有賴于數(shù)字信號(hào)處理〔DSP〕芯片的開展。31GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.LogoOFDM發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)vOFDM發(fā)射機(jī)的兩個(gè)核心模塊：§IFFT〔逆FFT〕：將大量的窄帶〔子載波〕頻域信號(hào)〔頻域上映射的信號(hào)〕，經(jīng)過IFFT后形成時(shí)域信號(hào)§參加循環(huán)前綴〔CP〕：將每個(gè)OFDM符號(hào)的尾部一段復(fù)制到符號(hào)之前32GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.LogoOFDM調(diào)制的核心操作33GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.LogoOFDM是為了用于多徑衰落信道而設(shè)計(jì)的34GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.Logo應(yīng)對(duì)頻選衰落：窄帶并行傳輸v化零為整，簡(jiǎn)化接收機(jī)的信道均衡操作v防止符號(hào)間干擾和天線間干擾相互混雜，有效別離信道均衡和MIMO檢測(cè)35GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.Logo應(yīng)對(duì)符號(hào)間干擾：插入CP36GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.LogoOFDM的優(yōu)勢(shì)37GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.LogoOFDM的潛在問題38GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.LogoOFDM參數(shù)設(shè)計(jì)v需要設(shè)計(jì)的參數(shù)：§頻域：子載波間隔、資源塊大小§CP長(zhǎng)度、時(shí)隙/子幀長(zhǎng)度39GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.LogoOFDM子載波間隔Δf設(shè)計(jì)§Δf不能太?。罕仨毮苋萑绦枰С值能囁傧碌亩嗥绽疹l移〔器件相位噪聲相對(duì)影響很小〕§Δf不能太大：T過小，那么CP開銷過大§典型Δf值：10-20kHz?LTE：15kHz〔符號(hào)長(zhǎng)度66.67μs〕；WiMAX：10.98kHz；UMB：9.6kHz40GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.LogoOFDMCP長(zhǎng)度設(shè)計(jì)§CP不能太?。罕仨毮芨采w主要多徑的時(shí)延擴(kuò)展，容忍一定的定時(shí)誤差。§CP不能太大：開銷過大§CP可以采用多個(gè)選項(xiàng)：?LTE：–常規(guī)CP：4.687ms–擴(kuò)展CP：16.67ms–超長(zhǎng)CP：33.33ms41GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.Logo復(fù)用和多址的概念42GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.Logo從FDM/FDMA到OFDM/OFDMA43GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.§§§§§§§§LogoMIMO的定義v廣義定義：多進(jìn)多出〔Multiple-InputMultiple-Output〕§多個(gè)輸入和多個(gè)輸出既可以來自于多個(gè)數(shù)據(jù)流，也可以來自于一個(gè)數(shù)據(jù)流的多個(gè)版本。v狹義定義：多流MIMO——提頂峰值速率§多個(gè)信號(hào)流在空中并行傳輸§按照這個(gè)定義，只有空間復(fù)用和空分多址可以算作MIMOv特例：SIMO〔單進(jìn)多出〕和MISO〔多進(jìn)單出〕45GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.§§§§空間分集〔SpatialDiversity〕 ?利用較大間距的天線陣元之間或賦形波束之間的不相關(guān)性，發(fā)射或接收一 個(gè)數(shù)據(jù)流，防止單個(gè)信道衰落對(duì)整個(gè)鏈路的影響。波束賦形〔Beamforming〕 ?利用較小間距的天線陣元之間的相關(guān)性，通過陣元發(fā)射的波之間形成干 涉，集中能量于某個(gè)〔或某些〕特定方向上，形成波束，從而實(shí)現(xiàn)更大的 覆蓋和干擾抑制效果。空分復(fù)用〔SpatialMultiplexing〕 ?利用較大間距的天線陣元之間或賦形波束之間的不相關(guān)性，向一個(gè)終端/基 站并行發(fā)射多個(gè)數(shù)據(jù)流，以提高鏈路容量〔峰值速率〕?？辗侄嘀贰睸DMA〕 ?利用較大間距的天線陣元之間或賦形波束之間的不相關(guān)性，向多個(gè)終端并 向發(fā)射數(shù)據(jù)流，或從多個(gè)終端并行接收數(shù)據(jù)流，以提高用戶容量。v從是否在發(fā)射端有信道先驗(yàn)信息分〔CQI不算〕：§§閉環(huán)〔Close-Loop〕MIMO：通過反響或信道互異性得到信道先驗(yàn)信息開環(huán)〔Open-Loop〕MIMO：沒有信道先驗(yàn)信息 46Logo空間分集根本原理47GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.§§§§§ GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware ://Forevaluationonly. Logo空間分集的分類§§§空時(shí)塊碼〔STBC，Space-TimeBlockCodes〕空頻塊碼〔SFBC，Space-FrequencyBlockCodes〕循環(huán)延遲分集〔CDD，CyclicDelayDiversity〕 ?天線陣元之間采用不同的發(fā)射延遲，加強(qiáng)信道的頻率選擇性，以獲得更大 的頻域調(diào)度增益和頻率選擇性增益。 49Logo空間復(fù)用根本原理50GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.Logo空間復(fù)用要求的天線類型51GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.§§事后處理：干擾消除〔性能好的算法復(fù)雜度較高，如迭代干擾消除事前處理：自適應(yīng)MIMO〔在天線相關(guān)性較高的場(chǎng)景，降低復(fù)用流數(shù)，甚至退化到單流，此時(shí)多余的天線還可以用來進(jìn)行空間分集或波束賦形〕 52 GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware ://Forevaluationonly. Logo 空間復(fù)用的干擾問題v可以看到：空間復(fù)用的應(yīng)用效果取決于是否能有效區(qū)分 多個(gè)天線，如果天線間干擾過大，甚至性能差于單天線 發(fā)送。解決方法：Logo空間復(fù)用的應(yīng)用場(chǎng)景§拉大天線間距也不能保證天線信道之間的低相關(guān)性，還取決于是否有足夠的散射體為多個(gè)天線提供足夠的信道差異：?富散射環(huán)境：基站或/和終端周圍的散射體很多，存在相當(dāng)數(shù)量的NLOS徑，角度擴(kuò)展較大，比較容易生成信道差異。?非富散射環(huán)境：基站和終端周圍的缺乏足夠的散射體，NLOS徑很少，角度擴(kuò)展較小，很難生成信道差異?！煊^點(diǎn)：MIMO只能用于室內(nèi)？MIMO只能用于微小區(qū)？§對(duì)傳統(tǒng)網(wǎng)規(guī)的挑戰(zhàn)：選址的原那么可能改變。53GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.Logo§解決空間復(fù)用適用性，靈活實(shí)現(xiàn)空間復(fù)用和空間分集/波束賦形的切換和整合，需采用閉環(huán)自適應(yīng)MIMO方法：?開環(huán)〔Open-Loop〕空間復(fù)用–不管信道條件，采用固定的復(fù)用流數(shù)。–由于MIMO信道的相關(guān)性有各種差異，能夠支持的復(fù)用層數(shù)也不同。 所以開環(huán)空間復(fù)用的流間串?dāng)_有時(shí)很難消除，性能很難保證，可能造 成多流并行傳輸?shù)男阅鼙葐翁炀€傳輸還差。?閉環(huán)〔Close-Loop〕空間復(fù)用–發(fā)射端事先掌握信道的先驗(yàn)信息〔通常通過基于SoundingRS的信道探測(cè)獲得〕，采用適合無線信道現(xiàn)實(shí)條件的復(fù)用流數(shù)。–可以靈活支持各種MIMO信道相關(guān)性，實(shí)現(xiàn)各種流數(shù)，保證空間復(fù)用的傳輸性能，簡(jiǎn)化接收端的干擾消除操作。?通過預(yù)編碼矩陣動(dòng)態(tài)配置各發(fā)射天線的發(fā)射權(quán)值和相位，形成和 信道條件相匹配的流數(shù)〔通常用信道相關(guān)矩陣的秩指示〕的“波束〞 〔和“波束賦形〞的波束生成方法相似，但內(nèi)在原理不同〕。54GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.Logo預(yù)編碼空間復(fù)用§碼本預(yù)編碼：主要用于FDD系統(tǒng)，系統(tǒng)將可能會(huì)使用的典型預(yù)編碼 向量變成一個(gè)“碼本〞〔codebook〕，終端根據(jù)基站發(fā)送的RS對(duì)信 道進(jìn)行探測(cè)，在碼本中選擇最適合的預(yù)編碼向量，將其編號(hào)〔PMI〕 反響給基站，基站根據(jù)PMI從碼本中選擇對(duì)應(yīng)的預(yù)編碼向量進(jìn)行傳 輸。?非碼本預(yù)編碼：主要用于TDD系統(tǒng)，由于上下行信道具有互異 性，激戰(zhàn)可以通過終端的探測(cè)RS對(duì)上行信道進(jìn)行探測(cè)，直接生成 適合的預(yù)編碼矩陣〔不受碼本容量的限制〕，用于下行預(yù)編碼傳 輸。55GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.Logo波束賦形根本原理§利用較小間距的天線陣元之間的相關(guān)性〔天線間距通常為 λ/2〕，，通過陣元發(fā)射的波之間形成干預(yù)，集中能量于某個(gè)〔或 某些〕特定方向上，形成波束，從而實(shí)現(xiàn)更大的覆蓋和干擾抑制效 果。56GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.Logo其他類型的波束賦形天線57GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.Logo58GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.Logo波束賦形的分類v波束賦形包括：§動(dòng)態(tài)波束賦形〔俗稱智能天線〕§固定波束賦形〔又稱高階扇區(qū)化〕59GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.Logo波束賦形算法§在TDD系統(tǒng)中，可以不依賴終端來反響所需信息，來波方向和路損 信息可以在基站側(cè)通過測(cè)量上行接收信號(hào)獲得，比FDD系統(tǒng)更有利 于波束賦形的使用。60GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.Logo多流波束賦形v基于波束賦形的空間復(fù)用61GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.Logo空分多址的原理§利用較大間距的天線陣元之間或賦形波束之間的不相關(guān)性，向 多個(gè)終端并向發(fā)射數(shù)據(jù)流，或從多個(gè)終端并行接收數(shù)據(jù)流，以 提高用戶容量。§又可以稱為多用戶MIMO〔MU-MIMO〕，相對(duì)單用戶MIMO 〔SU-MIMO〕，空分多址可以獲得更大的多用戶分集增益，也 更適合于用戶數(shù)量較多，數(shù)據(jù)率較低的情況〔如提高VoIP用戶 容量〕。62GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.Logo上行和下行空分多址§下行空分多址：基站將多個(gè)空間復(fù)用流分給多個(gè)終端，使其可以共享相同的時(shí)頻資源。§上行空分多址：多個(gè)終端共享相同的時(shí)頻資源向基站發(fā)送。63GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.Logo空分多址的實(shí)現(xiàn)§基于預(yù)編碼的空分多址：?下行空分多址：如果2個(gè)終端反響的PMI現(xiàn)實(shí)他們的預(yù)編碼向量具 有較好的正交性〔如兩個(gè)預(yù)編碼向量處于碼本的1個(gè)預(yù)編碼矩陣 中〕，那么可以將這2個(gè)用戶“配成一對(duì)〞，進(jìn)行空間多址傳輸。–基站也可以根據(jù)需要，對(duì)選中不完全正交的PMI的用戶進(jìn)行強(qiáng)制配對(duì) 〔overriding〕。雖然配對(duì)的效果會(huì)受到影響，但仍可能提高用戶容 量。?上行空分多址：通常采用較簡(jiǎn)單的方法§上行空分多址：多個(gè)終端共享相同的時(shí)頻資源向基站發(fā)送。?當(dāng)每個(gè)用戶只采用單天線發(fā)送時(shí)，也可稱為“虛擬MIMO〞〔VirtualMIMO〕。–預(yù)編碼配對(duì)–虛擬發(fā)射分集–虛擬天線選擇64GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.§3種反響：CQI、RI、PMI65§§§§§§§§§§§§§小區(qū)間加擾：包括擴(kuò)頻后加擾，如CDMA干擾協(xié)調(diào)：相鄰小區(qū)在小區(qū)邊緣使用不同的頻率資源干擾消除：多用戶檢測(cè)智能天線：自然具有一定干擾回避的效果正交序列：如零相關(guān)序列

67Logo干擾隨機(jī)化68GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.Logo干擾消除和智能天線69GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.Logo小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)v靜態(tài)v半靜態(tài)〔下行〕：基于X2接口v動(dòng)態(tài)〔上行〕：基于X2接口70GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.Logo基于正交序列的小區(qū)間干擾抑制vCAZAC序列：多徑環(huán)境中的零相關(guān)/低相關(guān)序列§Zadoff-Chu序列是最常用的CAZAC序列，采用不同的ZC序列或不同的ZC序列循環(huán)位移版本，可以獲得低相關(guān)性?！煊糜贚TE的參考信號(hào)、控制信道等。71GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.§§§§§§§§LogoLTE資源分配單位§根本資源單位：RE〔資源粒子〕=1個(gè)OFDM符號(hào)*1個(gè)子載波〔顆粒度過細(xì)，無法使用〕§共享信道資源單位：資源塊〔RB〕?時(shí)隙長(zhǎng)度要滿足延遲要求–LTE：0.5ms?頻域上取決于最小數(shù)據(jù)流〔如VoIP〕的需要–LTE：12個(gè)子載波§1個(gè)RB對(duì)=2個(gè)RB〔1ms〕§下行控制信道資源單位：?資源粒度更小?1個(gè)REG=4個(gè)RE?1個(gè)CCE=9個(gè)REG73GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.Logo頻分系統(tǒng)資源分配方式v資源分配可分為2種：Localized和Distributed§Localized：通過頻域調(diào)度獲得調(diào)度增益和多用戶增益§Distributed：通過擴(kuò)展頻譜獲得頻率分集增益v可通過從虛擬資源塊〔VRB〕向物理資源塊〔PRB〕的 映射實(shí)現(xiàn)。PRB總是Localized的，VRB分為L(zhǎng)VRB和 DVRB。74GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.§§§§下行集中式分配〔Localized〕下行分布式分配〔Distributed〕上行集中式分配上行跳頻v調(diào)度方式：§頻率選擇性調(diào)度 ?基于CQI反響進(jìn)行調(diào)度§半持續(xù)調(diào)度〔SPS，Semi-PersistentScheduling〕 ?在激活SPS時(shí)，系統(tǒng)固定使用預(yù)定的調(diào)度資源，直至SPS去激活。 ?主要用于VoIP業(yè)務(wù)。 ?類似用調(diào)度實(shí)現(xiàn)的“電路域傳輸〞v調(diào)度算法：§RoundRobin§MAXC/I§ProportionalFair75 GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware ://Forevaluationonly. Logo LTE的資源分配v4種資源分配方式：LogoPDSCH資源分配方式§通過PRB〔物理資源塊〕和VRB〔虛擬資源塊〕2階資源指示結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)?！旒惺剑?個(gè)VRB對(duì)映射到1個(gè)localized的PRB對(duì)§分布式：1個(gè)VRB對(duì)映射到2個(gè)distributed的PRB對(duì)?仍以RB為單位，并沒有形成梳狀頻譜76GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.LogoPDSCH資源指示方式v三種資源指示方式§Type1：Bitmap方式，用于集中式映射§Type2：分組指示方式，用于分布式映射§Type3：Compact方式，樹狀指示，用于2種方式77GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.LogoPUSCH資源分配方式v集中式分配v跳頻分配§Intra-TTIhopping§Inter-TTIhopping78GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.§§§§§§§§§§§§適應(yīng)無線信道的不斷變化，調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)。針對(duì)各種自適應(yīng)操作，完成各種配置的預(yù)設(shè)和調(diào)整。當(dāng)終端移動(dòng)時(shí)，實(shí)現(xiàn)切換和漫游。在終端開機(jī)、重新激活時(shí)，和系統(tǒng)“握手〞。vLTE定義的物理過程：§§§§§小區(qū)搜索隨機(jī)接入功率控制測(cè)量共享信道物理過程80 GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware ://Forevaluationonly. Logo 5個(gè)物理過程v無線系統(tǒng)的物理過程尤為復(fù)雜，也非常重要。因?yàn)椋骸臁臁臁臁臁臁臁霯ogo小區(qū)搜索和下行同步v3種目的：§下行同步：子幀時(shí)鐘->幀時(shí)鐘§小區(qū)ID獲?。?04個(gè)ID=3*168§BCH解調(diào)信息v2種信號(hào)：PSS和SSS?時(shí)頻位置：–時(shí)域FDD和TDD的不同–頻域位于中央?序列設(shè)計(jì)：–PSS：頻域Zadoff-Chu序列–SSS：2進(jìn)制M序列82GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.Logo同步信號(hào)時(shí)域位置83GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.Logo同步信號(hào)總是位于系統(tǒng)帶寬的中心84GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.§§§§§§§§Logo隨機(jī)接入和上行同步§隨機(jī)接入的目的：?獲得上行同步信息：TA?獲得系統(tǒng)的上行傳輸資源分配信息§隨機(jī)接入的場(chǎng)景：?開機(jī)?Idle->Active?切換§隨機(jī)接入需要解決的問題：?在上行失步情況下進(jìn)行上行發(fā)送，無法控制終端距離基站遠(yuǎn)近差異造成的接收窗錯(cuò)位。–時(shí)域采用特殊的Preamble結(jié)構(gòu)?多個(gè)終端同時(shí)發(fā)起接入，造成碰撞–采用低相關(guān)性序列：ZC序列〔只用于同步，不攜帶信息〕§上行同步保持?TA的周期性獲取§同步隨機(jī)接入：即上行資源請(qǐng)求86GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.Logo隨機(jī)接入設(shè)計(jì)v隨機(jī)接入Preamble的時(shí)頻資源§頻域：PUCCH內(nèi)側(cè)§時(shí)域：可配置隨v機(jī)接入流程87GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.§§§§§§§§LogoOFDM系統(tǒng)中功控的作用v功控對(duì)小區(qū)內(nèi)性能奉獻(xiàn)不大：§OFDM在小區(qū)內(nèi)為正交傳輸，不存在CDMA系統(tǒng)中的遠(yuǎn)近效應(yīng)§功控只能用于補(bǔ)償路損和陰影，因此只需采用慢功控§采用功控反而可能擾亂CQI〔信道質(zhì)量指示〕的反響，和頻域調(diào)度有一定矛盾§LTE下行不采用功控，上行采用慢功控vOFDM系統(tǒng)中的功控主要用于抑制小區(qū)間干擾§適當(dāng)減小在可能對(duì)相鄰小區(qū)產(chǎn)生干擾的RB上的發(fā)射功率§或者說，防止在可能對(duì)相鄰小區(qū)產(chǎn)生干擾的RB上隨意增大功率對(duì)路損進(jìn)行補(bǔ)償——局部功控89GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.LogoLTE系統(tǒng)中的功率控制v下行無功控，采用功率分配：§RSRE和數(shù)據(jù)RE的功率比?RSpowerboosting§RNTP測(cè)量v上行功控：用于路損補(bǔ)償和小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)〔局部功控〕§通過PDCCH中的TPC信令進(jìn)行功率控制§PUSCH功控

?UE上報(bào)功控余量§PUCCH功控§SRS功控：高層控制的半靜態(tài)功控§PRACH功控：開環(huán)功控90GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.§§§§§§§§§§§§§RSSI〔系統(tǒng)帶寬內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)，主要用于干擾測(cè)量〕RSRP〔某些RB內(nèi)的接收功率，主要用于切換時(shí)判斷信號(hào)強(qiáng)度〕RSRQ〔某些RB內(nèi)的SINR，更精確的切換判據(jù)〕同頻測(cè)量、異頻測(cè)量周期性上報(bào)、事件觸發(fā)型上報(bào) 92 GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware ://Forevaluationonly. Logo 測(cè)量v基站側(cè)：用于小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)的測(cè)量：§HII測(cè)量§OI測(cè)量v終端側(cè)：和切換相關(guān)的測(cè)量：§§§§§§§§§§§§§§數(shù)據(jù)收發(fā)調(diào)度——頻域資源分配調(diào)度——自適應(yīng)MIMO配置自適應(yīng)調(diào)制與編碼〔AMC〕HARQCQI/RI/PMI的反響94 GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware ://Forevaluationonly. Logo 共享信道相關(guān)過程v共享信道過程§PDSCH相關(guān)過程§PUSCH相關(guān)過程v共享信道相關(guān)的主要操作是數(shù)據(jù)的傳輸和自適應(yīng)：LogoAMC§和CDMA系統(tǒng)不同，OFDM系統(tǒng)可以在不同頻帶采用不同的調(diào)制編碼方式〔MCS〕——不同頻帶上分別測(cè)量、反響CQI?選擇一：1個(gè)用戶的所有RB采用均一MCS，性能差一些，但信令少?選擇二：1個(gè)用戶的不同RB采用不同MCS，性能好一些，但信令多?LTE采用選擇一，因?yàn)檫x擇二性能增益不明顯§CQI是通過信道探測(cè)〔Sounding，采用信道探測(cè)RS〕得到的?！霢MC適合調(diào)度、功控、自適應(yīng)MIMO、HARQ等一起，由基站調(diào)度器同時(shí)實(shí)施的。95GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.LogoLTE采用的調(diào)制編碼方式v調(diào)制：§下行：BPSK、QPSK、16QAM、64QAM§上行：BPSK、QPSK、16QAM、64QAM〔可選〕v信道編碼：§數(shù)據(jù)信道：Turbo碼§控制信道：卷積碼96GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.LogoHARQv在LTE系統(tǒng)中，采用Stop-And-WaitHARQ：vHARQ類型§下行采用異步的自適應(yīng)HARQ§上行采用同步HARQvHARQ算法：§CC〔ChaseCombining〕：?數(shù)據(jù)重發(fā)，獲得能量積累，逐漸提高解碼SINR?！霫R〔增量冗余〕：?逐步發(fā)送不同的冗余版本，逐步降低信道編碼速率，逐漸提高編碼增益。97GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.LogoHARQ時(shí)序控制vHARQ進(jìn)程數(shù)：取決于一個(gè)HARQ進(jìn)程的RTTvMultipleACK/NACK：§由于TDD系統(tǒng)并非在希望反響ACK/NACK時(shí)總能碰到適宜的“時(shí)隙〞，因此需要在將多個(gè)ACK/NACK一并發(fā)送?！靸煞N方式：?ACK/NACKmultiplexing?ACK/NACKBundling98GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.§§§§§§§§Logo下行6個(gè)天線端口v天線端口以參考信號(hào)〔RS〕進(jìn)行區(qū)分vUE可以根據(jù)RS區(qū)分不同的“天線〞100GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.LogoOFDM參考符號(hào)設(shè)計(jì)v信道估計(jì)是接收機(jī)均衡、檢測(cè)、解調(diào)接收信號(hào)的根底：§發(fā)射機(jī)通過一組接收機(jī)的導(dǎo)頻〔又稱參考符號(hào)，RS〕對(duì)信道進(jìn)行探測(cè)?！旖邮諜C(jī)基于參考符號(hào)逆向解出信道響應(yīng)§OFDM系統(tǒng)需要估計(jì)信道的頻域響應(yīng)和時(shí)域變化§為了降低開銷，只能在少數(shù)RE上放置RS§沒有放置RS的RE上的信道響應(yīng)可以通過內(nèi)插等擬合方法估計(jì)§根據(jù)時(shí)域和頻域響應(yīng)變化的劇烈程度不同，可參用不同的RS結(jié)構(gòu)101GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.LogoLTE下行參考信號(hào)設(shè)計(jì)v在典型場(chǎng)景下，通常信道在時(shí)域和頻域上都具有一定的 相干時(shí)間和相干帶寬，只要到RS的間隔不小于相干時(shí) 間和相干帶寬，都可以通過內(nèi)插獲得比較準(zhǔn)確的信道響 應(yīng)，因此LTE系統(tǒng)普遍采用離散結(jié)構(gòu)RS§LTE單天線下行RS結(jié)構(gòu)如下：102GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.LogoMIMO系統(tǒng)參考信號(hào)設(shè)計(jì)§MIMO系統(tǒng)中，接收機(jī)需要估計(jì)MIMO信道，因此需要對(duì)OFDMRS進(jìn)行擴(kuò)展，適應(yīng)MIMO信道估計(jì)的需要：§發(fā)送分集、空間復(fù)用由于采用扇區(qū)全向天線發(fā)送，因此通常采用公共RS〔向小區(qū)內(nèi)所有用戶發(fā)送〕用于MIMO解調(diào)?！霱IMORS設(shè)計(jì)的核心，是如何區(qū)分多個(gè)天線的RS，使接收端可以對(duì)各個(gè)天線的無線信道進(jìn)行估計(jì)?！煊捎谛诺拦烙?jì)是信號(hào)解調(diào)的根底，因此多個(gè)天線的RS之間應(yīng)該盡可能防止干擾?！於鄠€(gè)天線的RS可以采用TDM〔時(shí)分復(fù)用〕、FDM〔頻分復(fù)用〕或 CDM〔碼分復(fù)用〕方式區(qū)分，但一般采用正交性更好的TDM和 FDM方式。?但是，當(dāng)考慮很多數(shù)量的天線時(shí)〔如8個(gè)發(fā)射天線〕，單純采用TDM和FDM方式可能開銷太大，也可以輔助以CDM方法。103GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.Logo天線端口0-3v天線端口0-3：用于4天線端口的空間復(fù)用§公共導(dǎo)頻〔cell-specificRS〕§端口0-1同時(shí)可用于PDCCH§6個(gè)頻域位移位置：最近6個(gè)小區(qū)可FDM§更大數(shù)量小區(qū)的參考符號(hào)采用擾碼進(jìn)一步區(qū)分。104GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.Logo天線端口0-3相鄰小區(qū)之間的頻域位移105GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.Logo天線端口4v天線端口4：用于MBSFN§頻域上更密集——用于SFN更強(qiáng)的頻率選擇性§播送和單播混合系統(tǒng)的RS?15kHz子載波，前兩列單播RS保存，用于PDCCH解調(diào)§獨(dú)立載波MBMS系統(tǒng)的RS?7.5kHz106GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.Logo天線端口5v天線端口5：用于Beamforming§專用導(dǎo)頻〔UE-specific〕§BeamformedRS：從終端側(cè)看來，等效于單天線§主要用于TDD系統(tǒng)，上行Sounding結(jié)果可用于下行107GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.Logo上行天線端口——參考符號(hào)設(shè)計(jì)v為了保證上行SC-FDMA的單載波特性，上行RS和PUSCH采用TDM復(fù)用。v上行DMRS位于每個(gè)5ms時(shí)隙的第3個(gè)符號(hào)，占用所有等效子載波。108GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.Logo上行參考符號(hào)序列設(shè)計(jì)vLTE小區(qū)內(nèi)用戶間上行RS可采用FDM自然區(qū)分〔MU-MIMO除外〕v上行RS序列設(shè)計(jì)主要實(shí)現(xiàn)小區(qū)之間的復(fù)用——采用Zadoff-Chu序列§采用ZC序列規(guī)劃：相鄰小區(qū)采用30個(gè)ZC根序列的不同根序列§ZC序列跳轉(zhuǎn)：在規(guī)劃根底上，采用各種跳轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)干擾隨機(jī)化?序列循環(huán)跳轉(zhuǎn)?序列組跳轉(zhuǎn)?序列跳轉(zhuǎn)109GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.§§§§§§§§Logo7種PDSCH發(fā)送模式v模式之間根據(jù)RRC消息進(jìn)行半靜態(tài)轉(zhuǎn)換——如根據(jù)業(yè)務(wù)和天線配置v模式內(nèi)由調(diào)度器進(jìn)行動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換——如根據(jù)信道反響111GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.LogoMIMO模式3112GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.LogoMIMO模式4113GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.LogoMIMO模式7114GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.Logo2種PUSCH發(fā)送模式115vMIMOSong(R1-091041)GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.§§§§§§§§Logo8個(gè)物理信道117GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.LogoPDSCH——下行數(shù)據(jù)傳輸PDSCH數(shù)據(jù)傳輸?AMC資源分配和指示UE反響上報(bào)：?CQI：信道質(zhì)量指示，用于調(diào)度、AMC等?PMI：預(yù)編碼矩陣指示，用于預(yù)編碼閉環(huán)空間復(fù)用?RI：用于RankadaptionHARQ與ACK/NACK反響〔CC或IR〕?異步自適應(yīng)HARQ118GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.LogoOFDM信道復(fù)用v和CDMA系統(tǒng)采用不同碼道承載不同信道不同，OFDM 系統(tǒng)通常給不同信道分配不同的時(shí)頻資源，以控制信道 為例：§TDM方式：可以降低延遲、減小緩存需求，并有效地支持微睡眠〔MicroSleep〕§FDM方式：可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和控制信令之間的功率平衡〔節(jié)省局部 數(shù)據(jù)發(fā)射功率，增大控制信道發(fā)射功率〕，獲得更大的小區(qū)覆蓋?！霯TE采用TDM方式119GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.LogoPDCCH——下行控制信令傳輸vPDCCH長(zhǎng)度：1個(gè)符號(hào)、2個(gè)符號(hào)或3個(gè)符號(hào)vPDCCH格式：1個(gè)PDCCH使用的資源數(shù)量§1個(gè)REG=4個(gè)連續(xù)的RE§1個(gè)CCE=9個(gè)REG120GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.LogoPDCCH傳輸?shù)南滦行帕睢狣CI121GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.LogoPDCCH傳輸?shù)南滦行帕睢狣CI〔續(xù)〕122GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.LogoPCFICH——PDCCH格式指示123v指示PDCCH的長(zhǎng)度：1個(gè)符號(hào)、2個(gè)符號(hào)或3個(gè)符號(hào)GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.LogoPHICH——上行HARQ的ACK/NACK反響124GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.LogoPBCH——播送主系統(tǒng)信息〔MIB〕v物理層參數(shù)：§下行系統(tǒng)帶寬§PHICH資源指示vSFN系統(tǒng)幀號(hào)vCRC〔天線數(shù)信息發(fā)在CRCMASK中間〕125GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.LogoPUSCH§PUSCH數(shù)據(jù)傳輸?AMC§信道探測(cè)〔sounding〕§發(fā)送天線選擇§HARQ與ACK/NACK反響〔CC或IR〕?同步HARQ126GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.LogoPUCCH——傳輸上行控制信令127GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.LogoUCI——上行控制信令§可在PUCCH上傳輸，也可能在PUSCH上傳輸?！霼CI類型：?資源請(qǐng)求UCI?ACK/NACKUCI?CQI/RI/PMIUCI§CQI/RI/PMI128GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.LogoLTE-R8終端等級(jí)129GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware://Forevaluationonly.§§§§§§§§LogoLTE創(chuàng)新的實(shí)質(zhì)§無線信道資源的深度挖掘?頻域擴(kuò)展：–更自然的大帶寬解決方案–不同帶寬，統(tǒng)一處理?空域擴(kuò)展：–真正的自適應(yīng)MIMO–全面的模式，統(tǒng)一框架§網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化?縱向?qū)哟魏?jiǎn)化——網(wǎng)絡(luò)對(duì)用戶來說：更近、更快、更簡(jiǎn)單、更透明。?橫向靈活互聯(lián)——全I(xiàn)P路由，移動(dòng)性操作層面下放，更優(yōu)化的局域漫游切換。131Generated