02-TD-LTE技術(shù)基本原理-研究院-李新.ppt

1、TD-LTE技術(shù)的基本原理，無線研究所，2010年12月，TD-LTE關(guān)鍵技術(shù)，1，TD-LTE幀結(jié)構(gòu)和物理信道，2，主要內(nèi)容，TD-LTE物理層流程，3，正交頻分復(fù)用多輸入多輸出，正交頻分復(fù)用發(fā)展歷史，正交頻分復(fù)用概述，一種多載波調(diào)制技術(shù)。寬帶信道被分成幾個正交的子信道，并且高速數(shù)據(jù)信號被轉(zhuǎn)換成并行的低速子數(shù)據(jù)流，這些并行的低速子數(shù)據(jù)流被調(diào)制在每個子信道上用于傳輸。概念，寬帶信道，正交子信道，正交頻分復(fù)用的優(yōu)勢-對比FDM，與傳統(tǒng)FDM的區(qū)別？為了避免載波間干擾，傳統(tǒng)的FDM:需要在相鄰載波之間保持一定的保護間隔，這大大降低了頻譜效率。FDM、正交頻分復(fù)用、正交頻分復(fù)用(子載波)被重疊，同時

2、保持(子載波)的正交性(通過快速傅立葉變換實現(xiàn))。以便在相同的帶寬中容納更多(子)載波并提高頻譜效率?？紤]到系統(tǒng)設(shè)計的復(fù)雜性和成本，正交頻分復(fù)用更適合于寬帶移動通信。與碼分多址相比，正交頻分復(fù)用是不夠的。正交頻分復(fù)用的輸出信號是在時域中添加多個子載波的結(jié)果。子載波的數(shù)量從幾十到幾千不等。如果多個副載波同相，它們在相加后將具有較大的幅度，從而導(dǎo)致調(diào)制信號的較大動態(tài)范圍。因此，要求射頻功率放大器具有較高的峰均比。由于頻率偏差的影響，由高速運動引起的多普勒頻移系統(tǒng)被設(shè)計成通過增加導(dǎo)頻密度(大約每0.25毫秒，時域密度大于TD-S)來減少該問題的影響。當(dāng)信道間干擾和折射反射較大時，多徑時延大于循環(huán)前綴

3、時，會產(chǎn)生信道間干擾。在ICI系統(tǒng)的設(shè)計中已經(jīng)考慮了這一因素。所設(shè)計的載波相位能夠滿足大多數(shù)傳播模型下的多徑時延要求(4.68微秒)，從而保持符號間無干擾。由于時間偏差的影響，符號間干擾(ISI)2和3傳輸相應(yīng)的交換信號，也稱為FSTD。發(fā)射分集利用天線之間的弱相關(guān)性在天線對上發(fā)射原始信號及其變換符號(通常是原始符號的共軛)，從而提高信號傳輸?shù)目煽啃?。它可以用于業(yè)務(wù)信道和控制信道。兩個天線端口-sfbc，四個天線端口- SFBC FSTD，公共空間復(fù)用，接收機和發(fā)射機之間沒有信息交互，基于非碼本的預(yù)編碼：基于終端提供的SRS(探測參考信號)或DMRS(解調(diào)參考信號)獲得的CSI，基于基站自身計

4、算的預(yù)編碼矩陣的碼本預(yù)編碼：預(yù)編碼矩陣從終端直接反饋的基于PMI(預(yù)編碼矩陣索引號)的碼本中選擇， 空間復(fù)用利用天線之間的空間信道的弱相關(guān)性，在相互獨立的信道上傳輸不同的數(shù)據(jù)流，并且僅針對下行鏈路業(yè)務(wù)信道(為了確保傳輸，傳輸分集通常被用于控制信道)、開環(huán)空間復(fù)用、閉環(huán)空間復(fù)用、LTE傳輸模式-空間復(fù)用(模式3，4，6，4，6)來提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆逯邓俾?，波束成形僅被應(yīng)用于業(yè)務(wù)信道、控制信道，并且仍然使用傳輸分集來確保整個小區(qū)覆蓋(與TD-SCDMA中的PCCPCH相比，它也是廣播傳輸)。 基站可以測量信道信息的平均路徑損耗和進入方向，并且可以檢測終端發(fā)送的探測參考信號。類似于時分同步碼分多址(T

5、D-SCDMA)中的中置碼，兩個波束發(fā)送相同的信息以獲得分集增益整形增益，兩個波束發(fā)送不同的信息以獲得復(fù)用增益整形增益，并且生成定向波束以獲得整形增益。波束成形是指發(fā)射端先對數(shù)據(jù)進行加權(quán)，然后發(fā)送出去，形成一個窄的發(fā)射波束，將能量對準(zhǔn)目標(biāo)用戶，提高目標(biāo)用戶的信噪比，從而提高用戶的接收性能。特性、單流波束形成、雙流波束形成、長期演進傳輸模式-波束形成(模式7，8)、接收機可以通過使用來自多個信道的復(fù)制信息來正確地恢復(fù)原始傳輸信號，從而獲得分集增益。手機受電池容量的限制，所以上行接收分集也能有效降低手機的發(fā)射功率。LTE上行天線技術(shù)：接收分集，最大化線性合并后的信噪比。相干合并：信號相加時，相位對

6、齊越強，信號權(quán)重越高。適用場景：白噪聲或非定向干擾場景。接收分集的主要算法：MRC閉環(huán)功率控制(以適應(yīng)信道變化)eNodeB通過測量PUCCH/PUSCH/SRS信號的SINR并將其與目標(biāo)值SINRtarget進行比較來調(diào)整相應(yīng)子幀的上行傳輸信號的傳輸功率；外環(huán)功率控制根據(jù)BLER統(tǒng)計值動態(tài)調(diào)整目標(biāo)值SINRtarget、功率控制目的、PUSCH功率控制流，基站廣播小區(qū)特定功率控制參數(shù)(P0-標(biāo)稱，)；基站通過無線資源控制向用戶設(shè)備通知特定的功率控制參數(shù)；用戶設(shè)備結(jié)合基站提供的參數(shù)計算路徑損耗；基站通過PDCCH(DCI格式0(用戶設(shè)備標(biāo)識為C-RNTI)或DCI格式3/3A(用戶設(shè)備標(biāo)識為T

7、PC-PUSCH-RNTI)通知用戶設(shè)備進行閉環(huán)功率校正；用戶設(shè)備測量并報告自己的凈空高度。范圍：40；-23dB(3級)功能：確定具體的功率控制策略(上升或下降)報告機制：上次凈空高度后方損失變化很大；用戶設(shè)備的發(fā)射功率接近最大發(fā)射功率。很長時間沒報告凈空了。凈空、PUSCH功率控制參數(shù)(各制造商的實際值)，結(jié)論：P0 _ normalized _ pusch約為-90 DBM；阿爾法集中的值是0.8或1。當(dāng)每個制造商達到最佳性能時，P0和的設(shè)定值略有不同，具體值可以在儀表測試期間進行驗證。下行鏈路功率分配概述、公共控制信息的靜態(tài)、通過鏈路預(yù)算獲得的功率分配以及對小區(qū)邊緣覆蓋的固定支持。半靜

8、態(tài)分配中繼站和分組數(shù)據(jù)交換站的功率比，保證了在總功率相同的情況下，中繼站和分組數(shù)據(jù)交換站的功率分配是合理的。CRS用于下行鏈路。如果執(zhí)行功率控制，它將補償一些RBs的路徑損耗，這將干擾下行鏈路CQI的測量并影響下行鏈路調(diào)度的準(zhǔn)確性(僅針對業(yè)務(wù)信道)。PDSCH，功率分配原因，功率分配信道，功率控制信道，功率分配模式，PDSCH，功率分配，RS EPRE在整個系統(tǒng)帶寬中是常數(shù)(-60，50)DBM；并且在所有子幀中它是恒定的(PB=0)。當(dāng)覆蓋區(qū)域較大時，可能存在由于導(dǎo)頻功率不足而導(dǎo)致覆蓋受限的場景。因此，可以采用導(dǎo)頻功率提升方案來提高信道估計的性能，從而擴展覆蓋范圍(PB=1，2，3)。RS可

9、分為兩類：帶PDSCH的PDSCH、不帶RS的PDSCH和PDSCH。建議配置PB=1，即兩種類型的PDSCH上的功率相同，此時功率利用率最高。例如，兩個天線端口，PRB每個信道的RE和導(dǎo)頻分布，每個符號是時分復(fù)用的，每個符號上的最大傳輸功率是43 DBM (20瓦)；不帶RS的PD sch epre=10 lg20 * 1000/(12 * 100)=12 DBM；若無功率提升，PDS ch epre RS=10 LG(5/4)* 20 * 1000/*(12 * 100)=13 DBM rse pre=(總功率-PDSCH功率)/2=12dBm功率提升，PDS ch EPRE RS=10

10、LG 20 * 1000/*(12 * 100)=12 DBM RS EPRE=(總功率-PDSCH功率)/2=15dBm。對于其他下行鏈路信道，例如PDCCH，只要一個符號內(nèi)的傳輸功率不超過最大傳輸功率43，它們的epre和rsepre之間就不一定存在比例關(guān)系(實施方式因制造商而異)。此時，RS EPRE比PDSCH RE高3dB，系統(tǒng)支持下行頻率選擇性調(diào)度。該功能在低速時啟用，并且開啟閾值可以匹配；不需要上行鏈路頻率選擇性調(diào)度，但是必須支持上行鏈路跳頻以獲得頻率分集增益。作為一種多子載波系統(tǒng)，正交頻分復(fù)用系統(tǒng)可以通過頻率選擇性調(diào)度為用戶分配信道質(zhì)量更好的頻率資源，從而獲得頻率分集增益。頻率選擇性調(diào)度時，上行鏈路頻率選擇增益小于下行鏈路頻率選擇增益，并且成本較高。高速場景頻率選擇增益有限。介紹了原理并提出了建議。由于頻率選擇調(diào)度，移動速率需要終端反饋信道信息。如果反饋延遲大于信道改變時間，