1、1 TD-LTE網(wǎng)絡(luò)技術(shù)介紹2013年1月中國移動江西公司2 提提 綱綱一 二 TD-LTE關(guān)鍵技術(shù)三 TD-LTE幀結(jié)構(gòu)及相關(guān)概念TD-LTE網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概況3 移動通信標準的演進與發(fā)展移動通信標準的演進與發(fā)展GPRS/EDGE 峰值速率(UL:DL)0.47/0.47Mbps 小區(qū)吞吐量(UL:DL)0.23/0.23Mbps3GPP陣營(GSM)WCDMAWCDMA 峰值速率：5.76/14.4Mbps 小區(qū)吞吐量：1.5/3MbpsHSPAHSPATD-SCDMATD-SCDMA 峰值速率：0.55/1.68Mbps 小區(qū)吞吐量：0.36/1MbpsTD-HSPATD-HSPAEV-DO

2、Rel.0EV-DO Rel.0 峰值速率：1.8/3.1Mbps 小區(qū)吞吐量：0.4/0.8MbpsD0 Rel .AD0 Rel .ACDMA CDMA 2000 1x2000 1x3GPP陣營(CDMA)LTE FDD峰值速率(20MHz)：50M/150Mbps(注：假設(shè)上行最高16QAM）LTE TDD峰值速率(20MHz)：10M/110Mbps(注：3:1配比下，且假設(shè)上行最高16QAM）LTE-Adv( (包括包括FDDFDD和和TDD)TDD)峰值速率：500M1GbpsMobile WiMAX802.16e峰值速率：75MbpsMobile WiMAX802.16m峰值速率

3、：500M1GbpsWiMAX陣營TDMACDMAOFDMn LTE: Long Term Evolution (長期演進）；n TD-LTE和FDD LTE在3GPP標準中的區(qū)別很小，主要區(qū)別體現(xiàn)在基本的雙工方式上；n 運營商出于市場競爭方面的考慮，對“4G”有不同的解讀2G3G3.9G4G4 核心網(wǎng)（CN）RNCRNCIuIuIubIubIubIubIurUEUEUuUuNode BNode BNode BNode BTD-LTETD-LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)EPCEPCE-UTRANE-UTRANn網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)扁平化：去掉了基站控制器；新增加了X2接口，形成Mesh組網(wǎng)架構(gòu)；n優(yōu)點：縮小時延，

4、提升用戶感受、減少網(wǎng)絡(luò)建設(shè)投資，縮短端到端時延；TD-LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)5 n TD-LTE是LTE中的TDD模式，是TD-SCDMA標準的長期演進。TD-LTETD-LTE系統(tǒng)設(shè)計要求系統(tǒng)設(shè)計要求LTELTE是是3GPP3GPP為了保證未來為了保證未來1010年年3GPP3GPP系列技術(shù)的生系列技術(shù)的生命力，抵御來自非命力，抵御來自非3GPP3GPP陣營技術(shù)的競爭而啟動的陣營技術(shù)的競爭而啟動的最大規(guī)模的標準項目。最大規(guī)模的標準項目?？勺儙捒勺儙?.41.4、3 3、5 5、1010、1515、20MHz 20MHz 高速率高速率下行：下行：100Mbps100Mbps

5、上行上行：50Mbps50Mbps高效率高效率下行下行：5bit/S/Hz5bit/S/Hz上行上行：2.5bit/S/Hz2.5bit/S/Hz低時延低時延控制面：控制面：100ms100ms用戶面：用戶面：10ms 10ms (HSPA (HSPA 約約100ms100ms） 永遠在線永遠在線用戶注冊后，核用戶注冊后，核心網(wǎng)一直保持連心網(wǎng)一直保持連接，用戶感覺接，用戶感覺“永遠在線永遠在線”。PUSHPUSH類業(yè)務(wù)體類業(yè)務(wù)體驗更好。驗更好。6 EPSE-UTRANUEEPCEPC: Evolved Packet CoreEPS: Evolved Packet Systemp LTE（Lon

6、g Term Evolution長期演進）與SAE（System Architecture Evolution系統(tǒng)架構(gòu)演進）是3GPP提出的兩大研究計劃名稱，分別側(cè)重無線接入技術(shù)和核心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。p 2007年正式啟動標準制定階段，演進網(wǎng)絡(luò)更名為EPS （Evolved Packet System），EPS是整個網(wǎng)絡(luò)體系的全稱。由于LTE名稱使用起來更簡單明了、通俗易懂，更具備可宣傳性，目前LTE已成為整個系統(tǒng)對普通公眾宣傳的名稱。 EPS = UE + E-UTRAN + EPC EPC = Evolved Packet Core，是核心網(wǎng)； EPS = Evolved Packet Syst

7、em是整個網(wǎng)絡(luò)體系的全稱6基本概念（LTE、SAE、EPS、EPC）7 EPS網(wǎng)元功能7S-GW經(jīng)常與P-GW合設(shè)，簡稱SAE-GWSGSN2GTDLTEHSSBTSBSC/PCUNodeBRNCeNodeBS1-US6aGxGbIuS1-MMES11SGiMMEPCRFS9InternetPS ServiceServing GWPDN GWS5/8SAE GWS6dS10BOSSCGS4S3AFRxUEE-UTRANEPCEPSMMEMME：LTE接入下的控制面網(wǎng)元，負責移動性管理功能S4 SGSNS4 SGSN：2G/3G接入下的控制面網(wǎng)元，相當于接入2G/3G的MME，進行移動性管理和會

8、話管理S-GWS-GW：SAE網(wǎng)絡(luò)用戶面接入服務(wù)網(wǎng)關(guān)，相當于傳統(tǒng)Gn SGSN的用戶面功能P-GWP-GW：SAE網(wǎng)絡(luò)的邊界網(wǎng)關(guān)，提供承載控制、計費、地址分配和非3GPP接入等功能，相當于傳統(tǒng)的GGSNHSSHSS：SAE網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)據(jù)管理網(wǎng)元，提供鑒權(quán)和簽約等功能PCRFPCRF：策略控制服務(wù)器，根據(jù)用戶特點和業(yè)務(wù)需求提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)資源管控AFAF：業(yè)務(wù)策略提供點eNodeBeNodeB：負責無線資源管理，集成了部分類似2G/TD基站和基站控制器的功能除了2G/3G/LTE接入外，EPC同時支持WLAN/WiMax/CDMA等接入方式8 EPC接口功能89 MGWCSMGWMSSSGSNPSGG

9、SNSGSNMMEHSS2G/3G2G/3G核心網(wǎng)核心網(wǎng)LTELTE核心網(wǎng)核心網(wǎng)EPC無CS域EPCSAE-PGWMSSLTE引入后核心網(wǎng)變化：僅有分組域9變化一：僅有分組域，無電路域u 適應通信產(chǎn)業(yè)IP化浪潮，EPC標準網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進一步簡化，不再分為CS域和PS域，僅有PS域，所有用戶僅接入分組域；u 未來所有業(yè)務(wù)都應通過分組域提供。u 隨著現(xiàn)網(wǎng)2/3G用戶與LTE用戶的此消彼長，以及LTE逐步實現(xiàn)全覆蓋，EPS網(wǎng)絡(luò)將逐步實現(xiàn)一統(tǒng)天下的局面。 10 LTE引入后核心網(wǎng)變化：控制與承載分離變化二：控制和承載分離，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)扁平化u 控制和承載分離：控制面MME，用戶面SAE GW ；u 扁平化網(wǎng)絡(luò)

10、架構(gòu)：LTE僅有eNodeB，沒有RNC/BSC設(shè)備，因此用戶面由2G/TD三級轉(zhuǎn)發(fā)變?yōu)橐患夀D(zhuǎn)發(fā)。u 有利于簡化網(wǎng)絡(luò)和減小延遲，實現(xiàn)低復雜度和低成本的要求。u 對傳統(tǒng)的2/3G體系架構(gòu)作了革命性的變革，逐步趨近于典型的IP寬帶網(wǎng)結(jié)構(gòu) 。1011 LTE引入后核心網(wǎng)變化：全IP架構(gòu)11DiameterSCTP/TCPIP DiameterSCTP/TCPIP S6aDRADRASGSNHSSMME變化三：基于全IP架構(gòu)u核心網(wǎng)控制面協(xié)議主要基于GTPCv2和Diameter，用戶面主要基于GTPUv1；u 傳輸層協(xié)議主要基于UDP和SCTP 。12 LTE引入后核心網(wǎng)變化：多接入&永遠在

11、線12SGSNGPRSUMTSLTENon-3GPPMMEHSSPCRFServing GWPDN GWBTSBSC/PCUNodeB RNCeNodeBS2aS1-US6aGxS5/8GbIuS1-MMES12S3S4S11SGiS9S10WLAN互聯(lián)網(wǎng)增值業(yè)務(wù)平臺IMSS6dePDG變化四：支持多種接入方式uLTE標準可實現(xiàn)傳統(tǒng)2/3G無線網(wǎng)絡(luò)的接入，但涉及現(xiàn)網(wǎng)SGSN等設(shè)備改造；u標準定義WLAN等非3GPP技術(shù)的技術(shù)要求。變化五：永遠在線u2/3G網(wǎng)絡(luò)中，用戶在使用業(yè)務(wù)時進行PDP激活，然后建立PDN連接 。uTD-LTE網(wǎng)絡(luò)中，用戶附著后立即進行激活操作，并建立默認承載，確保用戶在開

12、機狀態(tài)下永遠在線 ，減少業(yè)務(wù)使用時的建立時延。13 LTE引入后核心網(wǎng)變化：高帶寬13變化六：高帶寬14 TD-LTETD-LTE無線頻率分配無線頻率分配PHS18801900192020102025 2320237025702620F頻段A頻段E頻段D頻段TDL使用共建站平滑演進PHS未退出使用，TDS基本不用TDS現(xiàn)網(wǎng)使用規(guī)劃用于TDL/TDS室內(nèi)覆蓋規(guī)劃用于TDL熱點補充頻率分配25002690工信部批準劃分給TDL-TDD使用15 TD-LTETD-LTE規(guī)模實驗網(wǎng)主要結(jié)論規(guī)模實驗網(wǎng)主要結(jié)論p TD-LTE技術(shù)性能達到系統(tǒng)設(shè)計目標，在相同頻率下，可接入距離與LTE FDD基本相當p 在

13、20MHz載波，上下行時隙配置為2DL:2UL,特殊時隙配置為10:2:2時，性能與LTE FDD (10MHz2)相當，較TD- SCDMA有顯著提升p 在20MHz載波，上下行時隙配置為3DL:1UL, 特殊時隙配置為10:2:2時終端峰值速率：等級3的終端下行最高80Mbps（理論峰值80Mpbs）優(yōu)于FDD等級3終端的峰值75Mbps;上行最高8.3Mbps（理論峰值10Mbps），低于FDD上行理論25Mpbs小區(qū)吞吐量：下行38.3Mbps，優(yōu)于FDD 27.4Mbps；上行為6.9Mbps, 理論小于FDD（測試結(jié)果暫缺）業(yè)務(wù)時延：21-30ms，比LTE FDD多2-7ms ，

14、遠小于TD-SCDMA 時延150ms并發(fā)業(yè)務(wù)用戶數(shù)：目前各廠家設(shè)備每小區(qū)可以支持200個上/下行速率均滿足50/100kbps的用戶，約為TD-SCDMA的33倍性能（性能（D D頻段）頻段）覆蓋（覆蓋（F F頻段）頻段）pTDL室外覆蓋從目前杭州拉網(wǎng)的情況來看，RSRP大于-100的比例大于96%，基本達到覆蓋要求；p室外覆蓋室內(nèi)的深度覆蓋：使用TDS RSCP大于-95dBm的比例對應TDL CRS RSRP大于-110dBm基本相當，且TDL SINR與TDS C/I CDF 5%的對應值基本相當。因此，基本可以認為TDS和TDL可以做到共覆蓋；p從室外覆蓋的測試看出，TDS弱覆蓋的地

15、方，TDL也為弱覆蓋；p從TDL室內(nèi)測試RSRP大于-110dBm概率對比TDS室內(nèi)測試RSCP大于-95dBm對比，TDL覆蓋不好的地方，TDS也不好！16 提提 綱綱二 一 TD-LTE關(guān)鍵技術(shù)三 TD-LTE幀結(jié)構(gòu)及相關(guān)概念TD-LTE網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概況17 TD-LTETD-LTE幀結(jié)構(gòu)幀結(jié)構(gòu)子幀: 1ms時隙0.5ms#0DwPTS特殊子幀: 1ms#2#3#4半幀: 5ms半幀: 5ms幀幀: 10msGPUpPTSTD-LTE幀結(jié)構(gòu)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FDD LTE的幀長一樣。特殊子幀

16、 DwPTS + GP + UpPTS = 1msDL-UL ConfigurationSwitch-point periodicitySubframe number012345678905 msDSUUUDSUUU15 msDSUUDDSUUD25 msDSUDDDSUDD310 msDSUUUDDDDD410 msDSUUDDDDDD510 msDSUDDDDDDD65 msDSUUUDSUUD轉(zhuǎn)換周期為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(zhuǎn)換點，所以HARQ的反饋較為及時。適用于對時延要求較高的場景轉(zhuǎn)換周期為10ms表示每10ms有一個特殊時隙。這種配置對時

17、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(tǒng)損失的容量相對較小5:36:24:42:618 TD-LTETD-LTE幀結(jié)構(gòu)幀結(jié)構(gòu)- -特殊子幀特殊子幀nTD-LTE特殊子幀繼承了TD-SCDMA的特殊子幀設(shè)計思路，由DwPTS，GP和UpPTS組成。nTD-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永遠等于1ms特殊子幀配置Normal CP最大覆蓋距離DwPTSGPUpPTS03101104.11194139.812103129.113112118.41412117.7539293.416

18、93229.117102218.41811127.71msGPDwPTSUpPTS1msGPDwPTSUpPTSn TD-LTE的特殊子幀配置和上下行時隙配置沒有制約關(guān)系，可以相對獨立的進行配置n 目前廠家支持10:2:2（以提高下行吞吐量為目的）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(chǎn)品的成熟，更多的特殊子幀配置會得到支持，如6:6:219 TD-LTETD-LTE幀結(jié)構(gòu)幀結(jié)構(gòu)- -特殊子幀特殊子幀n DwPTS 主同步信號PSS在DwPTS上進行傳輸； DwPTS時隙從312個符號數(shù)不等，除了PSS之外，還可以傳輸用戶下行數(shù)據(jù)。n UpPTS UpPT

19、S可以發(fā)送短RACH（做隨機接入用）和SRS（Sounding參考信號）； 根據(jù)系統(tǒng)配置，是否發(fā)送短RACH或者SRS都可以用獨立的開關(guān)控制； 因為UpPTS占用資源有限（最多僅占兩個OFDM符號），UpPTS不能再傳輸上行信令或數(shù)據(jù)。20 TD-LTETD-LTE和和TD-SCDMATD-SCDMA鄰頻共存要求鄰頻共存要求TD-SCDMATD-LTETD-SCDMA時隙 = 675usDwPTS = 75us GP = 75us UpPTS = 125usTD-LTE子幀= 1ms = 30720Ts10:2:2 = 21952Ts : 4384Ts : 4384Ts3:9:2 = 6592

20、Ts : 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必須小于0.525ms（16128Ts)，只能采用3:9:2的配置。TD-S = 4:2 根據(jù)計算，此時TD-LTE下行扇區(qū)吞吐量為28Mbps左右（為避免干擾，特殊時隙只能采用3:9:2，無法用來傳輸業(yè)務(wù)。經(jīng)計算，為和TD-SCDMA時隙對齊引起的容量損失約為20%，R11引入6:6:2，容量損失約10%。）計算方法：TS36.213規(guī)定，特殊時隙DwPTS如果用于傳輸數(shù)據(jù)，那么吞吐量按照正常下行時隙的0.75倍傳輸。如果采用10

21、:2:2配置，則下行容量為3個正常時隙吞吐量+0.75倍正常時隙吞吐量。如果丟失此0.75倍傳輸機會，則損失的吞吐量為0.75/3.75 = 20%TD-LTE = 3:1 + 3:9:221 物理資源：物理資源：PRBPRB系統(tǒng)帶寬5MHz傳輸帶寬4.5MHz共25個RB單RB180KHz頻率子幀: 1ms放大時間1個RB占180KHz分為12個子載波共84個RE單RE15KHzn PRB（Physical Resource Block，即“物理資源塊”），是LTE系統(tǒng)中調(diào)度用戶的最小單位；n 一個PRB由頻域上連續(xù)12個子載波（子載波寬度15kHz），時域上連續(xù)7個OFDM符號構(gòu)成；n 每

22、個子幀包含的PRB資源數(shù)由系統(tǒng)帶寬決定，20M帶寬的系統(tǒng)，每子幀包含100個PRB對。7個符號0.5ms帶寬系統(tǒng)帶寬（MHz）傳輸帶寬（MHz）資源塊（RB數(shù)）方式11.41.086方式232.715方式354.525方式410950方式51513.575方式62018100RE (Resource Element)，頻域上占一個子載波，時域上占一個OFDM符號22 TD-LTETD-LTE多址方式：下行多址方式：下行將傳輸帶寬劃分成一系列正交的子載波資源，將不同的子載波資源分配給不同的用戶實現(xiàn)多址。因為子載波相互正交，所以小區(qū)內(nèi)用戶之間沒有干擾。分布式：分配給用戶的RB不連續(xù)集中式：連續(xù)RB

23、分給一個用戶 優(yōu)點：調(diào)度開銷小 優(yōu)點：頻選調(diào)度增益較大在這個調(diào)度周期中，用戶A是分布式，用戶B是集中式下行多址方式下行多址方式OFDMA頻率用戶A用戶B用戶C時間23 TD-LTETD-LTE多址方式：上行多址方式：上行和OFDMA相同，將傳輸帶寬劃分成一系列正交的子載波資源，將不同的子載波資源分配給不同的用戶實現(xiàn)多址。注意不同的是：任一終端使用的子載波必須連續(xù)。n 考慮到多載波帶來的高峰均比PAPR會影響終端的射頻成本和電池壽命，LTE上行采用Single Carrier-FDMA （即SC-FDMA）以改善峰均比。n SC-FDMA的特點是，在采用IFFT將子載波轉(zhuǎn)換為時域信號之前，先對信

24、號進行了FFT轉(zhuǎn)換，從而引入部分單載波特性，降低了峰均比。在任一調(diào)度周期中，一個用戶分得的子載波必須是連續(xù)的上行多址方式上行多址方式SC-FDMASC-FDMA頻率時間用戶A用戶B用戶C24 物理信道簡介物理信道簡介信道類型信道類型信道名稱信道名稱TD-STD-S類類似信道似信道功能簡介功能簡介控制信道控制信道PBCH(物理廣播信道）PCCPCHMIBPDCCH（下行物理控制信道)HS-SCCH傳輸上下行數(shù)據(jù)調(diào)度信令上行功控命令尋呼消息調(diào)度授權(quán)信令RACH響應調(diào)度授權(quán)信令PHICH(HARQ指示信道）ADPCH傳輸控制信息HI（ACK/NACK)PCFICH（控制格式指示信道）N/A指示PDC

25、CH長度的信息PRACH（隨機接入信道）UppchPreamble探測、SYNC-ULPUCCH（上行物理控制信道）HS-SICH傳輸上行用戶的控制信息，包括CQI, ACK/NAK反饋，調(diào)度請求等。 業(yè)務(wù)信道業(yè)務(wù)信道PDSCH（下行物理共享信道）PDSCH下行用戶數(shù)據(jù)、RRC信令、SIB、尋呼消息PUSCH（上行物理控制信道）PUSCH上行用戶數(shù)據(jù)、用戶控制信息反饋，包括CQI,PMI,RI25 跟蹤區(qū)域（TA）基本概念跟蹤區(qū)域（跟蹤區(qū)域（TATA）n LTE中TA（Tracking Area）和2G/3G中得RA（Routing Area）類似。LTE只有PS域（Packet Switch

26、），所以沒有LA（Location Area）的概念。小區(qū)所屬的TA在SIB1（System Information Block 1）中廣播。nLTE中允許UE在多個TA注冊，即TA列表（Tracking Area List）。當UE離開當前TA或TA列表，或者當周期性TA更新定時器超時時，UE發(fā)起TA更新操作。nTAI（Tracking Area Identity）用來標識TA。TAI由MCC、MNC和TAC（Tracking Area Code）三部分組成。TAC用于標識PLMN內(nèi)的TA，固定長度16比特。跟蹤區(qū)域（TA）規(guī)劃原則與約束條件n鑒于LTE網(wǎng)絡(luò)在現(xiàn)有GSM/TDS網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上部署

27、，最直接的TA規(guī)劃方案是將TA邊界規(guī)劃成與GSM/TDS RA或LA邊界重疊。TA應盡量規(guī)劃的大一些，從而降低TAU開銷。但如果尋呼負載過高，應縮小TA。在LTE網(wǎng)絡(luò)部署后，應通過counter來監(jiān)控尋呼負載，防止尋呼過載偏高。n對于多模終端，TA規(guī)劃與GSM/TDS/LTE互操作策略相關(guān)。比如為方便數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，UE IDLE態(tài)可以傾向駐留在LTE小區(qū)，并重選或切換到GSM/TDS小區(qū)。在此種互操作策略下，TA規(guī)劃和常規(guī)的僅有LTE終端情況相同。26 TD-LTETD-LTE下行同步下行同步27 基本概念：物理小區(qū)基本概念：物理小區(qū)IDID（ PCI PCI）LTE系統(tǒng)提供504個物理層小區(qū)ID

28、(即PCI，physical cell id)，和TD-SCDMA系統(tǒng)的128個擾碼概念類似。網(wǎng)管配置時，為小區(qū)配置0503之間的一個號碼即可。在TD-SCDMA系統(tǒng)中，UE解出小區(qū)擾碼序列（共有128種可能性），即可獲得該小區(qū)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，即可獲取該小區(qū)ID。n因為PCI直接決定了小區(qū)同步序列，而且多個物理信道的擾碼也和PCI相關(guān)，所以相鄰小區(qū)的PCI不能相同，以避免干擾。即所謂的：避免PCI沖突。n切換時，UE將報告鄰小區(qū)的PCI和測量量。如果服務(wù)小

29、區(qū)有兩個鄰區(qū)都使用同樣的PCI，則服務(wù)小區(qū)無法分辨UE到底應該切往哪個鄰小區(qū)。所以，任意小區(qū)的所有鄰區(qū)都應有不同的PCI。即所謂的：避免PCI混淆；n主同步序列的值（共3種可能性）決定了參考信號（RS）在PRB內(nèi)的位置。所以相鄰小區(qū)（尤其是對打的小區(qū)）應盡量避免配置同樣的主同步序列值，以錯開RS之間的干擾。即所謂的：“PCI模3不等”原則?；靖拍罨靖拍頤E如何獲取小區(qū)如何獲取小區(qū)ID配置原則配置原則28 基本概念：參考信號（基本概念：參考信號（RSRS） 用于估計上行信道頻域信息，做頻率選擇性調(diào)度 用于估計上行信道，做下行波束賦形 用于上行控制和數(shù)據(jù)信道的相關(guān)解調(diào) 用作信道估計、用作信道估

30、計、測量。測量。上下行時隙中，上下行時隙中，均位于每個時隙的均位于每個時隙的數(shù)據(jù)部分之間數(shù)據(jù)部分之間 下行導頻，用作信下行導頻，用作信道估計。道估計。 用作同步用作同步 僅出現(xiàn)于波束賦型模式，用于UE解調(diào) 用于下行信道估計，及非 beamforming模式下的解調(diào)。 調(diào)度上下行資源 用作切換測量TD-LTETD-SCDMA下行參考信號下行參考信號上行參考信號上行參考信號CRSDRSDMRSSRSDWPTSMidamble碼碼TD-LTE特有，上行實現(xiàn)Sounding后，可以實現(xiàn)BF和更準確的上下行頻選調(diào)度 29 下行參考信號下行參考信號CRSCRSDRSDRS位置位置分布于下行子幀全帶寬上分布

31、于用戶所用PDSCH帶寬上作用作用 下行信道估計，調(diào)度下行資源 切換測量波束賦形時，用于UE解調(diào)應用應用 發(fā)射分集、空間復用的業(yè)務(wù)和控制信道 波束賦型的控制信道波束賦型的業(yè)務(wù)信道兩天線端口示意圖CRS (公共參考信號公共參考信號)DRS (專用參考信號專用參考信號)該天線端口沒有使用該天線端口RS天線端口2天線端口130 Antenna port 0Antenna port 1Antenna port 2Antenna port 3下行參考信號下行參考信號31 下行參考信號下行參考信號EPRE（Energy Per Resource Element）：每個資源單元上的能量，可以理解為每個RE的

32、功率。TypeA符號：無RS的OFDM符號。TypeB符號：含RS的OFDM符號。BP32 集團建議單流室分PA=PB=0，其他場景設(shè)置PA=-3/PB=133 CRS port0CRS port1PDSCH圖標說明：n下行CRS信號天線發(fā)射只有3個可選位置，與主同步序列PSS相對應；n在空載環(huán)境下， CRS一直發(fā)射，且所有小區(qū)均時間同步，鄰區(qū)CRS信號同頻同時隙干擾概率1/3；n在FDD系統(tǒng)中沒有GPS同步，小區(qū)不同步，鄰區(qū)CRS信號同頻同時隙干擾概率1/3*2/7=2/21；nMOD3干擾是LTE空載下同頻干擾的表現(xiàn)形式；基本概念：基本概念：MOD3 MOD3 干擾干擾34 LTELTE終

33、端測量量終端測量量LTE終端執(zhí)行的標準化測量量為：參考信號接收功率RSRP(Reference Signal Received Power)表示信號強度，類比于TD-SCDMA的RSCP參考信號接收質(zhì)量RSRQ(Reference Signal Received Quality)表示信號質(zhì)量。TD-SCDMA里沒有對應測量量小區(qū)選擇基于RSRP值小區(qū)重選基于RSRP值切換基于RSRP或RSRQRelease 9對小區(qū)選擇/重選進行了優(yōu)化，小區(qū)選擇/重選也可基于RSRQ切換可以基于RSRQ，避免了TD-SCDMA中切換只能基于RSCP帶來的信道質(zhì)量未知的問題測量量測量量使用場景使用場景35 LT

34、ELTE終端測量量：終端測量量：RSRPRSRP參考信號的接收功率RSRP: Reference Signal Received PowerRSRP = R0平均值平均值PDCCHPDSCHnRSRP是RE級別的功率，RE帶寬為15kHz。nTD-S RSCP和TD-L RSRP因測量帶寬不同，天然就差了19.3 dB。10log（1.28MHz/0.015MHz) = 19.3dB1個RB占180KHz分為12個子載波單RE15KHz36 LTELTE終端測量量：終端測量量：RSSIRSSI接收信號強度指示RSSI: Received Signal Strength IndicatorRSS

35、I:右圖圈出的幾個子載波的平均功率nRSSI不是UE需要上報的測量量，不過計算RSRQ需要先得到RSSInRSSI在頻域上涉及多少子載波由UE自行決定（測量帶寬）37 LTELTE終端測量量：終端測量量：RSRQRSRQ接收信號質(zhì)量RSRQ: Received Signal Received Quality分母是接收帶寬上的總功率，分子是接收帶寬上的參考信號功率。一定程度上可以認為反映了信道質(zhì)量。但是分母RSSI因為既包含RS的功率，又包含那些PDSCH的RE的功率，所以事實上RSRQ并不能準確無誤的指示RS的信號質(zhì)量。實測示例：RSRP=-82dB、RSSI=-54dB、N=100 =RSR

36、Q=10lg100+(-82)-(-54)=-8dB38 基本概念：基本概念：SINRSINR信號與干擾加噪聲比RS CINR(或稱為RS SINR， Signal to Interference plus Noise Ratio）真正的RS信號質(zhì)量n因為RS在所有RE資源中均勻分布，所以RS SINR一定程度上可以表征PDSCH（業(yè)務(wù)信道）信號質(zhì)量n因為RS SINR沒有在3GPP進行標準化，所以目前僅在外場測試中要求廠家提供RS SINR，且不同廠家在實現(xiàn)中可能會有一定偏差。39 二提提 綱綱三 一 TD-LTE關(guān)鍵技術(shù)TD-LTE幀結(jié)構(gòu)及相關(guān)概念TD-LTE網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概況40 LTELTE

37、的主要關(guān)鍵技術(shù)的主要關(guān)鍵技術(shù)n SONSON，自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)41 TD-LTETD-LTE多址技術(shù)發(fā)展多址技術(shù)發(fā)展42 關(guān)鍵技術(shù)一：關(guān)鍵技術(shù)一：正交頻分復用正交頻分復用OFDMOFDM傳統(tǒng)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，降低了頻譜效率。 FDMOFDMOFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交頻分復用，多載波調(diào)制的一種。(子)載波重疊排列，同時保持(子)載波的正交性（通過FFT實現(xiàn)）。從而在相同帶寬內(nèi)容納數(shù)量更多(子)載波，提升頻譜效率。系統(tǒng)帶寬大于傳輸帶寬，存在頻率間隔系統(tǒng)帶寬小于傳輸帶

38、寬，存在頻率交疊43 -10-50510-0.4-0.200.20.40.60.811.2-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.8-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.8-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81-10-50510-0.4-0.200.20.40.60.811.2-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.8-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81-10-50510-0.4-0.200.20.40.60.811.2-0.8

39、-0.6-0.4-0.200.20.40.60.8-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81-10-50510-0.4-0.200.20.40.60.811.2-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.8-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81-10-50510-0.4-0.200.20.40.60.811.2-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.8-1.5-1-0.500.511.52-10-50510-0.4-0.200.20.40.60.811.2-10-50510-0.4-0.200.20.40.60.811

40、.2-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.8-1.5-1-0.500.511.522.53-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.8-2-101234-10-50510-0.4-0.200.20.40.60.811.2時域頻域時域頻域子載波1子載波2子載波3子載波4關(guān)鍵技術(shù)一：關(guān)鍵技術(shù)一：正交頻分復用正交頻分復用OFDMOFDM44 OFDM的基本原理是將高速的數(shù)據(jù)流分解為N個并行的低速數(shù)據(jù)流，在N個子載波上同時進行傳輸。這些在N子載波上同時傳輸?shù)臄?shù)據(jù)符號，構(gòu)成一個OFDM符號。下行:OFDM上行：SC-FDMABandwidth關(guān)鍵技術(shù)一：關(guān)鍵技術(shù)一：正交頻

41、分復用正交頻分復用OFDMOFDM45 OFDMOFDM與與CDMACDMA比較比較OFDMOFDMTD-SCDMA TD-SCDMA 抗多徑抗多徑干擾能力干擾能力可不采用或采用簡單時域均衡器將高速數(shù)據(jù)流分解為多條低速數(shù)據(jù)流并使用循環(huán)前綴(CP)作為保護，大大減少甚至消除符號間干擾。對均衡器的要求較高高速數(shù)據(jù)流的符號寬度較短，易產(chǎn)生符號間干擾。接收機均衡器的復雜度隨著帶寬的增大而急劇增加與與MIMOMIMO結(jié)合結(jié)合系統(tǒng)復雜度隨天線數(shù)量呈線性增加每個子載波可看作平坦衰落信道，天線增加對系統(tǒng)復雜度影響有限系統(tǒng)復雜度隨天線數(shù)量增加呈冪次變化需在接收端選擇可將MIMO接收和信道均衡混合處理的技術(shù)，大大

42、增加接收機復雜度。帶寬帶寬擴展性擴展性帶寬擴展性強，LTE支持多種載波帶寬在實現(xiàn)上，通過調(diào)整IFFT尺寸即可改變載波帶寬，系統(tǒng)復雜度增加不明顯。帶寬擴展性差需要通過提高碼片速率或多載波CDMA來支持更大帶寬，接收機復雜度大幅提升。頻域調(diào)度頻域調(diào)度頻域調(diào)度靈活頻域調(diào)度顆粒度?。?80kHz）。隨時為用戶選擇較優(yōu)的時頻資源進行傳輸，從而獲得頻選調(diào)度增益。頻域調(diào)度粗放只能進行載波級調(diào)度（1.6MHz)，調(diào)度的靈活性較差?？紤]到系統(tǒng)設(shè)計的復雜程度及成本，考慮到系統(tǒng)設(shè)計的復雜程度及成本，OFDMOFDM更適用于寬帶更適用于寬帶移動通信。移動通信。與與CDMACDMA的比較的比較46 OFDMOFDM的不

43、足的不足OFDM輸出信號是多個子載波時域相加的結(jié)果，子載波數(shù)量從幾十個到上千個，如果多個子載波同相位，相加后會出現(xiàn)很大幅值，造成調(diào)制信號的動態(tài)范圍很大。因此對對RFRF功率放大器提出很高的功率放大器提出很高的要求要求。較高的峰均比（較高的峰均比（PARPPARP）受頻率偏差的影響受頻率偏差的影響高速移動引起的Doppler頻移。系統(tǒng)設(shè)計時已通過增大導頻密度增大導頻密度（大致為每0.25ms發(fā)送一次導頻，時域密度大于TD-S）來減弱此問題帶來的影響。子載波間干擾子載波間干擾(ICI(ICI）折射、反射較多時，多徑時延大于CP(Cyclic Prefix，循環(huán)前綴)，將會引起ISI及ICI。系統(tǒng)設(shè)

44、計時已考慮此因素，設(shè)計的CP能滿足絕大多數(shù)傳播模型下的多徑時延要求（4.68us)，從而維持符號間無干擾。受時間偏差的影響受時間偏差的影響ISI(ISI(符號間干擾）符號間干擾）& ICI& ICIOFDMOFDM的不足的不足47 MIMO即Multiple Input Multiple Output，它利用多個發(fā)射天線，多個接收天線進行高速數(shù)據(jù)并行傳輸。MIMO適用于多散射體的無線環(huán)境（比如室內(nèi)環(huán)境），在這種環(huán)境下，來自每個發(fā)射天線的信號在每個接收天線中是不相關(guān)的，在接收機端利用這種不相關(guān)性對多個天線發(fā)送的數(shù)據(jù)進行分離和檢測。MIMO技術(shù)可以增加TD-LTE系統(tǒng)的資源維度，M

45、IMO技術(shù)充分利用了信道的空間特性，理論上提高了系統(tǒng)容量。關(guān)鍵技術(shù)二：關(guān)鍵技術(shù)二：多入多出多入多出MIMOMIMO48 MU-MIMOSU-MIMOSISOMISOSIMOMIMO多輸入多輸出MIMO(Multiple-Input Multiple-Out-put)關(guān)鍵技術(shù)二：關(guān)鍵技術(shù)二：多入多出多入多出MIMOMIMO49 空間分集與空間復用空間分集與空間復用空間分集空間復用提高接收的可靠性和提高覆蓋適用于需要保證可靠性或覆蓋的環(huán)境理論上成倍提高峰值速率適合信號散射多地區(qū)接收分集多天線傳輸同樣信息存在時間、空間和頻率多種模式多路空間信道同時傳輸不同信息分為開環(huán)、閉環(huán)空間復用支持單用戶和多用戶

46、模式發(fā)射分集應用場景50 LTELTE波束賦型波束賦型n發(fā)射端天線陣列對數(shù)據(jù)先加權(quán)再發(fā)送，形成窄的發(fā)射波束，將能量對準目標用戶，提高目標用戶的信噪比n使用戶數(shù)據(jù)一起賦形的與用參考信號進行解調(diào)n提高覆蓋能力，可用于開闊地區(qū)及小區(qū)邊緣；n另一方面可以降低小區(qū)間干擾，提升系統(tǒng)吞吐量波束賦型應用場景單流beamforming 雙流beamforming 51 LTELTE天線傳輸模式天線傳輸模式ModeMode傳輸模式傳輸模式技術(shù)描述技術(shù)描述應用場景應用場景1 1單天線傳輸信息通過單天線進行發(fā)送無法布放雙通道室分系統(tǒng)的室內(nèi)站2 2發(fā)射分集同一信息的多個信號副本分別通過多個衰落特性相互獨立的信道進行發(fā)送

47、信道質(zhì)量不好時，如小區(qū)邊緣3 3開環(huán)空間復用 終端不反饋信道信息，發(fā)射端根據(jù)預定義的信道信息來確定發(fā)射信號信道質(zhì)量高且空間獨立性強時4 4閉環(huán)空間復用 需要終端反饋信道信息，發(fā)射端采用該信息進行信號預處理以產(chǎn)生空間獨立性信道質(zhì)量高且空間獨立性強時。終端靜止時性能好5 5多用戶MIMO 基站使用相同時頻資源將多個數(shù)據(jù)流發(fā)送給不同用戶，接收端利用多根天線對干擾數(shù)據(jù)流進行取消和零陷。6 6單層閉環(huán)空間復用 終端反饋RI=1時，發(fā)射端采用單層預編碼，使其適應當前的信道7 7單流Beamforming發(fā)射端利用上行信號來估計下行信道的特征，在下行信號發(fā)送時，每根天線上乘以相應的特征權(quán)值，使其天線陣發(fā)射信

48、號具有波束賦形效果信道質(zhì)量不好時，如小區(qū)邊緣8 8雙流Beamforming結(jié)合復用和智能天線技術(shù)，進行多路波束賦形發(fā)送，既提高用戶信號強度，又提高用戶的峰值和均值速率 傳輸模式是針對單個終端的。同小區(qū)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采用什么傳輸模式，并通過RRC信令通知終端 模式3到模式8中均含有發(fā)射分集。當信道質(zhì)量快速惡化時，eNB可以快速切換到模式內(nèi)發(fā)射分集模式52 UE類別Category終端類型終端類型1 12 23 34 45 5峰值速率DL1050100150300UL525505075調(diào)制方式DLQPSK，16QAM，64QAMULQPSK，16QA

49、MQPSK，16QAM，64QAM2天線接收分集DL支持（以RAN4性能指標來強制要求）2*2 MIMODL不支持支持4*4 MIMODL不支持支持TxTx Mode Mode主要主要MIMOMIMO技術(shù)技術(shù)適用場景適用場景說明說明TM1單天線傳輸UE配置了單個發(fā)射機，小區(qū)邊緣Rel-8/9TM2閉環(huán)空分復用高噪聲比、低相關(guān)性、低速移動Rel-10終端LTE多天線終端能力終端能力53 n小區(qū)內(nèi)干擾LTE特有的OFDMA接入方式，使本小區(qū)內(nèi)的用戶信息承載在相互正交的不同載波上n小區(qū)間干擾（Inter Cell InterferenceICI）所有的干擾來自于其他小區(qū)LTE同頻組網(wǎng)時，小區(qū)間干擾比

50、較嚴重，導致位于小區(qū)邊緣的用戶數(shù)據(jù)吞吐量急劇下降。用戶感受差。LTE同頻組網(wǎng)時小區(qū)間干擾比較嚴重小區(qū)邊界干擾嚴重小區(qū)間干擾是LTE同頻組網(wǎng)面臨的現(xiàn)實問題關(guān)鍵技術(shù)三：關(guān)鍵技術(shù)三：小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)ICICICIC技術(shù)技術(shù)54 LTELTE同頻組網(wǎng)：干擾解決途徑同頻組網(wǎng)：干擾解決途徑n 小區(qū)間干擾隨機化（ICI Randomization） 不能降低干擾的能量，但能通過給干擾信號加擾的方式將干擾隨機化為“白噪聲”，從而抑制小區(qū)間干擾。 利用干擾的統(tǒng)計特性對干擾進行抑制，誤差較大。n 小區(qū)間干擾消除（ICI Cancellation） 通過將干擾信號解調(diào)/解碼后，對該干擾信號進行重構(gòu)，然后

51、從接收信號中減去 可以顯著改善小區(qū)邊緣的系統(tǒng)性能，獲得較高的頻譜效率。 對于帶寬較小的業(yè)務(wù)(如VolP)則不太適用，在OFDMA系統(tǒng)中實現(xiàn)也比較復雜。n 小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)（ICI CoordinationICIC） 通過管理無線資源使得小區(qū)間干擾得到控制 是一種考慮多個小區(qū)中資源使用和負載等情況而進行的多小區(qū)無線資源管理方案。 是目前研究的一項熱門技術(shù)，實現(xiàn)簡單，可以應用于各種帶寬的業(yè)務(wù)。并對于干擾抑制有很好的效果。干擾隨機化干擾消除干擾協(xié)調(diào)55 LTELTE小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)n小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)（ICIC）的實現(xiàn)方式很多，分類豐富：從資源調(diào)度的方式區(qū)分：部分頻率復用、軟頻率復用和全頻率復

52、用從資源調(diào)度的周期區(qū)分：靜態(tài)分配、半靜態(tài)分配、動態(tài)分配和協(xié)調(diào)調(diào)度只有當負荷度較低時，ICIC的增益才能夠比較明顯。ICIC對于邊緣的改善增益明顯按資源調(diào)度方式分類按資源調(diào)度周期分類56 LTELTE小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)：按資源調(diào)度分類小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)：按資源調(diào)度分類頻率復用OFDM在頻譜效率和抗同頻干擾能力之間的折衷 部分頻率復用（Fractional Frequency Reuse）：把頻譜分成兩個部分，一部分頻譜用同頻復用，一部分頻譜采用復用因子為3 軟頻率復用（Soft Frequency Reuse）：一個頻率在一個小區(qū)當中不再定義為用或者不用，而是用發(fā)射功率門限的方式定義該頻率在多大程度上被使