1、TD-LTE及其技術(shù)演進(jìn),劉光毅 研究院無線所 Email: 2010-01-28,內(nèi)容提要,寬帶移動通信標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展趨勢 TD-LTE關(guān)鍵技術(shù)和性能 TD-LTE與TD-SCDMA TD-LTE的后續(xù)演進(jìn) 總結(jié),移動通信標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展趨勢,2001-2006年,2007年,TD-HSPA+ DL:25.2Mbps UL:19.2Mbps,DL:100Mbps UL:50Mbps,HSPA+ DL40MBps; UL10Mbps,2010年,2008年,2009年,Mobile WiMAX Wave1 15Mbps,EV-DO Rel. 0 DL: 2.4Mbps UL:153.6kbps,cdma20

2、00 1x 153.6kbps,D0 Rel. A DL: 3.1Mbps UL: 1.8Mbps,Do Rev B （ 多載波 DO） DL：46.5Mbps UL: 27Mbps,GREAN 600kbps,Mobile WiMAX Wave2 30Mbps,TD-HSDPA 2.88.4Mbps,TD-HSUPA 2.26.6Mbps,WCDMA 384Kbps,HSDPA 1.8/3.6Mbps,HSDPA 7.2Mbps HSUPA 1.45.8Mbps,GPRS/EDGE 200kbps,LTE-TDD DL:100Mbps UL:50Mbps,TD-LTE-A,16m 100Mb

3、ps1Gbps,ITU IMT-Advanced(4G),100Mbps 1Gbps,LTE-A,B3G,LTE FDD,TDD技術(shù)演進(jìn),LCR,N頻點,HSDPA,多載波 HSDPA,HSUPA,MBMS,HSPA+,3GPP R4,3GPP R5,3GPP R6,3GPP R7,3GPP R8,3GPP的TDD標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn),業(yè)務(wù)能力：單載波上行2.2Mbps,業(yè)務(wù)能力：單載波下行7.2Mbps,業(yè)務(wù)能力：三載波下行8.4Mbps,多媒體廣播：下行最高384kbps,業(yè)務(wù)能力：單載波下行2.8Mbps,提升整網(wǎng)頻譜效率,電路域可視電話 分組域下行384kpbs,TD-LTE,業(yè)務(wù)能力：下行96M

4、bps，上行24Mbps,3GPP R10,TD-LTE-A,業(yè)務(wù)能力：下行1Gbps,3GPP R9,eMBMS,增強(qiáng)多媒體廣播：下行最高384kbps？,HeNB,雙流BF,內(nèi)容提要,寬帶移動通信發(fā)展的趨勢 TD-LTE關(guān)鍵技術(shù)和性能 TD-LTE與TD-SCDMA TD-LTE的后續(xù)演進(jìn) 總結(jié),LTE背景和發(fā)展,2004年12月，研究項目(SI)立項，3GPP需要開發(fā)一套系統(tǒng)與WiMAX抗衡,2009年1月至今，R8的完善和進(jìn)一步優(yōu)化（R9）,LTE Long Term Evolution,2008年4月至今，LTE-A的Study Item,LTE概述(1),1.4MHz-20MHz

5、可變帶寬,帶寬需求,降低傳輸時延 用戶面延遲（單 向）小于5ms 控制面延遲小于 100ms,5km內(nèi)的小區(qū)半徑優(yōu)化 5km到30km：可接受的 性能下降 支持100km范圍的小區(qū),傳輸時延,數(shù)據(jù)速率,覆蓋范圍,建網(wǎng)成本,更高的帶寬，更大的容量 更高的數(shù)據(jù)傳輸速率 更低的傳輸時延 更低的運營成本,對0到15km/h的低 速環(huán)境優(yōu)化 對15到120km/h保 持高性能 對120到350甚至 500km/h保持連接,移動性支持,上行峰值速率50Mbps 下行峰值速率100Mbps 頻譜效率達(dá)到3GPP R6 的2-4倍 提高小區(qū)邊緣用戶的數(shù)據(jù) 傳輸速率,8,Network Architecture

6、,網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 分組域 支持傳統(tǒng)的電路式業(yè)務(wù)，如VoIP LTE 網(wǎng)元 EPC, Evolved Packet Core eNodeB UE 平坦的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 合并NodeB 和 RNC 為eNB，提供更低的控制和用戶面時延,LTE概述(2),LTE系統(tǒng)物理層基礎(chǔ),雙工方式,調(diào)制編碼,多址方案,基本參數(shù)設(shè)計,基本參數(shù) 系統(tǒng)架構(gòu),調(diào)制方式： 上行：BPSK、QPSK、8PSK和16QAM 下行 ：QPSK、16QAM、64QAM,FDD：抗干擾性更好，芯片成熟，支持更高移動速度 TDD：不需對稱頻段，更好 的支持非對稱的業(yè)務(wù),下行：OFDMA 頻譜效率高，有效對抗多徑 上行：SC-FDMA PAPR較

7、低，功放成本低,時隙長度為0.5ms,編碼方式：Turbo,FDD與TDD參數(shù)統(tǒng)一,對延遲要求高,FDD和TDD的差異主要來自于雙工方式的差異 主要存在于物理層，且相對于3G，差異進(jìn)一步縮?。ㄐ∮?0） 很方便FDD/TDD 雙模和共芯片等,LTE物理層的關(guān)鍵技術(shù),靈活的帶寬分配 OFDM技術(shù) 克服多徑，增加系統(tǒng)的可靠性； 技術(shù)簡潔，便于使用MIMO技術(shù)； MIMO技術(shù) 顯著提高傳輸速率和頻譜利用率；,OFDM技術(shù)的發(fā)展歷史,OFDM在高速調(diào)制器中的應(yīng)用開始研究,OFDM 應(yīng)用在高頻軍事系統(tǒng),OFDM應(yīng)用于寬帶數(shù)據(jù)通信和廣播等,OFDM應(yīng)用于 802.11a, WiMAX, LTE,多址技術(shù)：

8、OFDM,時域循環(huán)前綴，抑制多徑引起的ISI 頻域分成多個子載波，與信道編碼結(jié)合對抗多徑衰落 子載波相互正交，提高頻譜利用率 時-頻二維調(diào)度，提高系統(tǒng)性能 可擴(kuò)展帶寬，充分利用不同帶寬的頻譜,含CP的OFDMA符號時域結(jié)構(gòu) 含CP的OFDMA符號頻域子載波結(jié)構(gòu),OFDM的高PAPR在上行鏈路的應(yīng)用受到較大的限制 功率效率和覆蓋半徑， 終端功放的成本。,3GPP在上行鏈路采用單載波技術(shù)作為基本的傳輸方式，SC-FDMA 低PAPR (Peak-to-average power ratio) 可以在有限的功率條件下獲得更大的覆蓋范圍 頻域均衡使用CP可以壓縮多徑間的干擾,由于載波間正交性被破壞有一

9、定的性能損失,多址技術(shù):上行SC-FDMA,時域產(chǎn)生信號，M點DFT變換到頻域,多址技術(shù):上行SC-FDMA,SC-FDMA發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu),Low PAPR,Low PAPR,High PAPR,每個子載波上的信號為M個符號的迭加,OFDMA與SC-FDMA性能比較,假設(shè):指數(shù)衰減信道 性能: 在達(dá)到目標(biāo)PER時(0.1或0.01)，OFDMA比 SC-FDMA好3dB 原因: 頻選衰落，使SC-FDMA的正交性被破壞 結(jié)論: OFDMA有更好的鏈路性能,寬帶信道的時間和頻域選擇性,OFDM中的自適應(yīng)調(diào)制,32QAM, 5 bit/s/Hz,16QAM, 4 bit/s/Hz,8QAM, 3 bi

10、t/s/Hz,QPSK, 2 bit/s/Hz,BPSK, 1 bit/s/Hz,Threshold Levels,SNR dB,BPSK,8QAM,16QAM,QPSK,time,Excess SNR,功率控制向速率控制的轉(zhuǎn)變！,頻域多用戶調(diào)度和分集增益,信道容量分析（1/2）,容量公式：,信道容量分析（2/2）,容量公式：,增加帶寬,提高信噪比,增加信道數(shù),MIMO技術(shù)的發(fā)展歷史,利用有限的頻譜資源，在空間上開發(fā)，提高頻譜利用率,MIMO系統(tǒng)收發(fā)端結(jié)構(gòu),MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）,實現(xiàn)多路數(shù)據(jù)流并行發(fā)送，獲得空間復(fù)用增益，提高傳輸?shù)挠行?實現(xiàn)

11、多個子信道信號的有效合并，獲得空間分集增益，提高傳輸?shù)目煽啃?MIMO信道容量分析,不同天線數(shù)目下，Shannon容量與SNR曲線,M：發(fā)射天線數(shù) N：接收天線數(shù),信息論已經(jīng)證明： 當(dāng)不同的接收天線和不同的發(fā)射天線之間互不相關(guān)時，MIMO的容量與收發(fā)兩端的最小天線數(shù)成正比。 MIMO系統(tǒng)能夠很好的提高系統(tǒng)的抗衰落和抗噪聲性能，從而獲得巨大的容量,MIMO的理論容量上限：CSIT vs.CSIR,CSIT: 發(fā)送端已知信道信息; CSIR: 接收端已知信道信息;,MIMO技術(shù)的分類,MIMO,LTE系統(tǒng)支持的MIMO模式,基于碼本和公共導(dǎo)頻,波束賦型Beamforming,復(fù)用 Precodin

12、g,主要用于中低速的業(yè)務(wù)信道,基于非碼本和DRS,主要用于中低速的業(yè)務(wù)信道,LTE系統(tǒng)中的MIMO 方案,提高可靠性的分集（1/2）,分集技術(shù),空間分集：利用多根天線在不同的位置上發(fā)送和接收相同的信息，在空間域內(nèi)提供信號的副本。為了保證多個發(fā)送或多個接收信號副本所經(jīng)歷的衰落獨立，要求各根天線之間的距離足夠大。,頻率分集：通過在不同的載波頻率上發(fā)送相同信息，在頻率域內(nèi)提供多個信號的副本。,時間分集：即在多個不同的時隙上傳輸相同的信息，在時間域內(nèi)提供多個信號的副本。,提高可靠性的分集（2/2),開環(huán)MIMO-STBC/SFBC 提高可靠性：同一信息經(jīng)過正交編碼后從兩根天線或多根天線（STBC）或者

13、多個頻率（SFBC）上發(fā)送出去,FDD的MIMO方案Precoding,基于碼本的precoding,接收端根據(jù)信道估計得到的信道信息； 按照某種準(zhǔn)則從碼本中選取最優(yōu)的預(yù)編碼碼字； 然后將該碼字的序號反饋給發(fā)射端； 發(fā)射端根據(jù)反饋的序號從碼本中選取相應(yīng)的預(yù)編碼碼字進(jìn)行預(yù)編碼操作。,TDD的的Beamforming(1/2),利用信道的互易性（基于上行的SRS，eNB獲得基站下行傳輸?shù)腃SI（信道狀態(tài)信息），生成下行發(fā)送加權(quán)向量，通過調(diào)整各天線陣元上發(fā)送信號的權(quán)值，產(chǎn)生空間定向波束，將無線電信號導(dǎo)向期望的方向,TDD的的Beamforming（2/2）,Beamforming: 主波束自適應(yīng)地跟

14、蹤用戶主信號到達(dá)方向 旁瓣或零陷對準(zhǔn)干擾信號到達(dá)方向,Beamforming在移動通信系統(tǒng)的應(yīng)用： 擴(kuò)大系統(tǒng)的覆蓋區(qū)域； 提高系統(tǒng)容量； 提高頻譜利用效率； 降低基站發(fā)射功率，節(jié)省系統(tǒng) 成本，減少信號間干擾與電磁環(huán)境污染,充分高效利用移動用戶信號并刪除或抑制干擾信號,預(yù)編碼與波束賦形的對比,適用于FDD模式,適用于TDD模式,Beamforming 對覆蓋性能的提升,Beamforming可以大大改善小區(qū)邊緣的覆蓋,Bps/Hz,比較 LTE相對于HSPA，頻譜效率提升23倍； 基于TDD優(yōu)化，TD-LTE的性能可以進(jìn)一步提高30。 基于R9的進(jìn)一步優(yōu)化和SDMA，TD-LTE的性能可進(jìn)一步提

15、升70。,LTE與3G的綜合性能比較,LTE vs.WiMAX vs. UMB,TD-LTE的幀結(jié)構(gòu),UpPTS進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計，從分利用TDD的信道的互易性 短 RACH，降低開銷 Sounding RS獲得TDD信道互易性，支持Beamforming 靈活的GP 設(shè)置，可以最小化GP的開銷，同時支持不同的覆蓋半徑 110個 OFDM符號大小的GP， 最大可以支持100Km的覆蓋半徑 靈活的上下行時隙配比，可以支持非對稱業(yè)務(wù)和其它業(yè)務(wù)應(yīng)用等 7 個DL/UL配置比例: 3/1, 2/2, 1/3, 6/3, 7/2, 8/1, 4/5 更有利于FDD/TDD雙模芯片和終端的實現(xiàn),內(nèi)容提要,寬帶

16、移動通信發(fā)展的趨勢 TD-LTE關(guān)鍵技術(shù)和性能 TD-LTE與TD-SCDMA TD-LTE的后續(xù)演進(jìn) 總結(jié),TD-LTE,3G/TD-LTE關(guān)鍵技術(shù)比較匯總,CDMA/TDMA,更高的頻譜利用率更加簡單的接收機(jī),OFDMA/SC-FDMA,SIMO/智能天線,提高傳輸速率,MIMO,16QAM,更高的調(diào)制，更精細(xì)的AMC,64QAM,單載波1.6MHz 實際組網(wǎng)5MHz,更大的傳輸帶寬更高的峰值速率,支持20MHz,電路域,更加高效的資源利用,基于分組域，全I(xiàn)P,垂直網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，有RNC,更小的傳輸時延優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),扁平的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，無RNC,硬切換,簡化切換過程,軟切換,多小區(qū)干擾抑制,OFD

17、M系統(tǒng)小區(qū)內(nèi)不存在干擾,多用戶檢測,3G,優(yōu)化,簡化,FDD/TDD獨立幀結(jié)構(gòu),保證共存，提高效率簡化FDD/TDD雙模設(shè)備實現(xiàn),優(yōu)化的幀結(jié)構(gòu),多址技術(shù): CDMA vs. OFDMA,OFDMA/SC-FDMA 小區(qū)內(nèi)正交 頻選調(diào)度/AMC 多用戶頻域分集 MIMO OFDM的檢測簡單、靈活 CDMA Joint Detection: 消除小區(qū)內(nèi)干擾 更好的抗多普勒頻移效果 支持更高帶寬的檢測和均衡復(fù)雜度高 MIMO CDMA的檢測復(fù)雜度高,TD-LTE覆蓋能力,GP長度,隨機(jī)接 入格式,影響小區(qū)半徑因素,CP長度：容忍的時延擴(kuò)展和回環(huán)時延 Preamble長度：抗干擾能力、檢測成功率 保護(hù)

18、間隔GT長度：回環(huán)時延,上下行保護(hù)間隔，避免下行對上行數(shù)據(jù)產(chǎn)生干擾，GP越大，小區(qū)半徑越大,小區(qū)半徑的影響因素隨機(jī)接入,小區(qū)半徑=GT(us)X300(m/us)/2,綜合考慮產(chǎn)品實現(xiàn)、覆蓋能力、資源利用率、自主知識產(chǎn)權(quán)等因素，初期LTE網(wǎng)絡(luò)優(yōu)先支持format0和4！,初期LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋密集城區(qū)，站間距500米左右,TDD自主知識產(chǎn)權(quán)，節(jié)省上行資源，得到國內(nèi)廠商的支持，但在室外對室內(nèi)覆蓋時能力不夠,FDD和TDD共用，國外廠家優(yōu)先選擇支持，覆蓋能力好，可以作為format 4的補(bǔ)充應(yīng)用,小區(qū)半徑的影響因素GP長度,TD-SCDMA系統(tǒng)GP長度固定為96chips（75us），對應(yīng)的覆蓋半徑為

19、： Dmax = t*C/2= 75us*C/2 =11.25km,TD-LTE系統(tǒng)GP占用110個OFDM符號，對應(yīng)的覆蓋半徑為 當(dāng)GP=1個OFDM，支持的小區(qū)半徑為1/14ms*C/2=10.7km 當(dāng)GP=10個OFDM，支持的小區(qū)半徑為10*1/14ms*C/2=107km,TD-LTE設(shè)計的GP支持的覆蓋范圍更大！,TDD系統(tǒng)基站間的干擾（農(nóng)村地區(qū)）,當(dāng)Node B 間的傳輸時延超過75s，但存在視距傳輸條件時，存在以上干擾。,解決的方法：根據(jù)干擾狀況動態(tài)確定上行隨機(jī)接入的時隙；周期切換；DWPTS隔幀發(fā)送。,TDD系統(tǒng)基站間干擾的成因分析,決定性因素： 06年之前，沒有文獻(xiàn)記載類

20、似干擾影響移動通信系統(tǒng)，從國內(nèi)外大量文獻(xiàn)中參考得知是由于“低空大氣波導(dǎo)”效應(yīng)。 大氣波導(dǎo)是一種特殊天氣下形成的大氣對電磁波折射效應(yīng)。 電磁波傳播損耗很小，可繞過地平面，實現(xiàn)超視距傳輸。,TD-SCDMA系統(tǒng)解決基站對基站干擾的方案,問題分析： 上下行保護(hù)間隔很短，UpPTS很容易被DwPTS干擾，導(dǎo)致SYNC_UL無法完成上行同步，造成用戶無法完成上行同步和隨機(jī)接入過程 傳輸距離加大，會干擾到上行業(yè)務(wù)時隙，從而影響業(yè)務(wù)質(zhì)量。 解決方案： 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化（作用有限） 站高、天線方向、傾角等。由于干擾源很難定位，此類手段復(fù)雜度很高。 UpShifting主要思想： 受擾基站UpPTS后移，消除對上行接入

21、的干擾。 UpShifting主要問題： 容量損失，UL:DL=2:4，導(dǎo)致主頻點上行受限嚴(yán)重，且上行業(yè)務(wù)時隙的干擾沒有解決。,TD-LTE解決基站對基站干擾的方法,在協(xié)議和機(jī)制方面，TD-LTE對抗基站對基站的遠(yuǎn)距離同頻干擾手段 GP可配：可加大遠(yuǎn)距離干擾的保護(hù)距離 PRACH未必需要配置在UpPTS ：避免對用戶上行接入的影響 PRACH采用Format 4時可以與P-SCH在頻域錯開：避免對用戶上行接入的影響 上行AMC，可采用低階調(diào)制和低碼率：受到干擾，只是速率會有所下降 上行頻選調(diào)度：分配資源時可避開受擾部分 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化（作用有限） 站高、天線方向、傾角等。由于干擾源很難定位，此類手段

22、復(fù)雜度很高。 Beamforming干擾零陷 前提：干擾源單一（算法基于多天線，理論上N天線，能消除N-1個干擾），干擾穩(wěn)定（保證可檢測，可消除）。 大規(guī)模商用網(wǎng)絡(luò)站點眾多，信號復(fù)雜，干擾信號不穩(wěn)定，不符合此類算法的上述前提條件。,TD-LTE同頻組網(wǎng)技術(shù)要求,PDCCH可以采用鏈路自適應(yīng)，靈活調(diào)整占用的CCE數(shù)，增強(qiáng)覆蓋,提高控制信道健壯性,下行功率分配： 控制、數(shù)據(jù)信道采用準(zhǔn)動態(tài)的信道功率調(diào)整； 參考信號power boosting,支持公共導(dǎo)頻信號的頻移特性,避免小區(qū)間導(dǎo)頻的干擾,PUCCH采用跳頻和重復(fù)編碼，增強(qiáng)覆蓋,PUCCH和PRACH可以進(jìn)行上行功控，保證上行覆蓋,PUCCH占用

23、資源數(shù)根據(jù)信道情況可以半靜態(tài)調(diào)整,TD-LTE抗干擾能力的提升,控制信道 基于分集的SFBC/STBC 發(fā)送方式，終端2天線接收 更高的編碼冗余，半靜態(tài)配置的重復(fù)次數(shù) 業(yè)務(wù)信道 AMC和HARQ可有效適應(yīng)不同的干擾環(huán)境，最大限度提高傳輸效率，保證可靠性 更好的干擾隨機(jī)化（繞碼更長，數(shù)目更多） 小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)ICIC 接收機(jī)采用干擾消除算法IRC和BeamForming技術(shù)，可消除相鄰小區(qū)的干擾 上行功控通過降低本小區(qū)邊緣用戶的發(fā)射功率來抑制對鄰小區(qū)的干擾,內(nèi)容提要,寬帶移動通信發(fā)展的趨勢 TD-LTE關(guān)鍵技術(shù)和性能 TD-LTE與TD-SCDMA TD-LTE的后續(xù)演進(jìn) 總結(jié),TD-LTE后續(xù)

24、演進(jìn)的目標(biāo),保持R8 TD-LTE的平滑演進(jìn)，進(jìn)一步提升LTE系統(tǒng)的整體性能，滿足未來網(wǎng)絡(luò)容量增長的需求 更高的峰值速率，更好的用戶體驗 更低的每比特數(shù)據(jù)的成本 更高的容量 結(jié)合我公司網(wǎng)絡(luò)發(fā)展現(xiàn)狀，為TD-LTE尋求更加靈活的網(wǎng)絡(luò)部署解決方案 分層網(wǎng)絡(luò)可滿足不同場景的混合部署，并提供高效的干擾管理和協(xié)調(diào)的手段 Relay可以提供靈活快捷的網(wǎng)絡(luò)部署，降低對回傳鏈路的依賴 深入挖掘TDD的技術(shù)優(yōu)勢，充分利用現(xiàn)有投資 利用TDD的信道互易性提升系統(tǒng)性能 多用戶Beamforming方案可有效利用TD的現(xiàn)有天線,TD-LTE版本演進(jìn),2007及以前,2008,2009,2010,2011,Releas

25、e 8 TD-LTE：基礎(chǔ)版本 Type II 幀結(jié)構(gòu)DwPTS/GP/UpPTS 單流Beamforming 多址方式OFDMA/SC-FDMA 支持多流傳輸，MIMO 上下行都支持64 QAM,Release 9 TD-LTE：增強(qiáng)版本 支持多流Beamforming Home eNB增強(qiáng) SON eMBMS,Release 10 TD-LTE-Advanced：面向IMT-Advanced 增強(qiáng)的上下行MIMO，支持最高下行8流/上行4流傳輸 多點協(xié)作傳輸CoMP 載波聚合Carrier Aggregation 無線中繼Relay,R9下行雙流增強(qiáng),TD-SCDMA和TD-LTE R8的

26、智能天線只能傳輸一個數(shù)據(jù)流給同一用戶，其峰值速率相比FDD 22/42 MIMO不占優(yōu)勢 R9雙流增強(qiáng)技術(shù)無需改動基站硬件，即可以同時傳輸兩個數(shù)據(jù)流給同一用戶，系統(tǒng)峰值速率加倍，吞吐量明顯增加，相對FDD 22/42 MIMO有明顯優(yōu)勢,R9 HeNB的應(yīng)用,家庭基站為運營商提供了室內(nèi)覆蓋的重要手段 家庭基站（HeNB即Femto Cell），是一種小型、低功率蜂窩基站，主要用于家庭及辦公室等室內(nèi)場所，作為蜂窩網(wǎng)在室內(nèi)覆蓋的補(bǔ)充，為用戶提供話音及數(shù)據(jù)服務(wù) 需要解決的問題 室內(nèi)GPS不可用 多個HeNB間的干擾以及宏基站與HeNB間的干擾 大量HeNB的管理？ Backhaul如何解決？,R9

27、LTE eMBMS （1/3）,蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的廣播/多播受眾廣泛、且各用戶接收的業(yè)務(wù)內(nèi)容一致，適宜提供實時更新的廣播業(yè)務(wù)形式 音視頻廣播：持續(xù)時間較長的流媒體業(yè)務(wù) 彩信、短信推送：持續(xù)時間較短、較有規(guī)律的文件下載業(yè)務(wù) 實時交通、股票、天氣信息廣播：持續(xù)時間較長的文件下載業(yè)務(wù) 警報，如天氣、交通警報等：突發(fā)性較強(qiáng)、發(fā)生頻率低的文件下載業(yè)務(wù) 使用蜂窩網(wǎng)絡(luò)傳輸廣播/多播數(shù)據(jù)，無需建設(shè)大功率發(fā)射塔，移動運營商即可方便的提供移動上述業(yè)務(wù) 通過配置同頻廣播網(wǎng)（MBSFN），時間/頻率同步的多小區(qū)傳輸同樣內(nèi)容，可以實現(xiàn)小區(qū)間數(shù)據(jù)軟合并，極大的提高頻譜效率，在小區(qū)邊緣超過1bps/Hz，對特定業(yè)務(wù)遠(yuǎn)比單播模式高

28、,eMBMS一方面可以作為移動運營商提供手機(jī)電視業(yè)務(wù)的一種選擇，另一方面也是實現(xiàn)公共多媒體推送業(yè)務(wù)的一種重要手段,R9 LTE eMBMS（2/3）,TD-LTE支持eMBMS的優(yōu)勢 TDD網(wǎng)絡(luò)在時間上同步，先天滿足同頻廣播網(wǎng)的必要條件 TDD網(wǎng)絡(luò)使用單一頻段，通過配置MBSFN子幀即可支持eMBMS業(yè)務(wù)，不存在浪費上行資源問題 基于LTE技術(shù)的eMBMS比TD-MBMS具有更大容量（約是后者的5倍，與CMMB相當(dāng) R6版本TD-MBMS 的頻譜效率約為0.2bps/Hz），具有較強(qiáng)競爭力,TD-LTE中的MBSFN子幀配置,R9 LTE eMBMS（3/3),SON（網(wǎng)絡(luò)自組織）是自組織自優(yōu)

29、化網(wǎng)絡(luò)的縮寫，目標(biāo)是通過網(wǎng)絡(luò)自配置與自優(yōu)化方案降低運營人工成本，為運營商節(jié)省建網(wǎng)成本與運營成本 挑戰(zhàn)： 廠商的非暴力不合作態(tài)度：網(wǎng)規(guī)網(wǎng)優(yōu)是大廠商的傳統(tǒng)優(yōu)勢項目，是其主要贏利點之一,網(wǎng)絡(luò)部署初期自配置應(yīng)用的建網(wǎng)成本節(jié)省 網(wǎng)絡(luò)運營中自優(yōu)化應(yīng)用的運營成本節(jié)省,摘自NGMN,R9 SON（1/2）,通過研究各個子功能共同影響參數(shù)，協(xié)調(diào)參數(shù)調(diào)整，獲取優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能。,通過優(yōu)化隨機(jī)接入?yún)?shù)，提高隨機(jī)接入概率，降低隨機(jī)接入時延。,通過掉話率以及業(yè)務(wù)指示出發(fā)網(wǎng)絡(luò)自動調(diào)整小區(qū)發(fā)射功率以增強(qiáng)小區(qū)覆蓋與容量。,通過優(yōu)化小區(qū)重選、切換參數(shù)，獲得較為均衡的小區(qū)負(fù)載。,通過檢測切換失敗率、乒乓以及鏈路失敗獲取切換參數(shù)配置不

30、合理因素，并自動調(diào)整相關(guān)小區(qū)移動性參數(shù)。,基站通過測量等多種手段獲取并維護(hù)鄰區(qū)關(guān)系列表；,R9 SON（2/2）,子功能相互關(guān)系研究,LTE-A技術(shù)框架,LTE-A,Single Hop,Relay,更好的頻譜效率,單層網(wǎng),分層網(wǎng)（HetNet）,更平衡的DL/UL性能,MIMO,CoMP,更好的邊緣覆蓋,UL SIMO,SU-MIMO,更高峰值速率,更大的帶寬,1.420MHz,Carrier Aggregation,更高的VoIP 容量,LTE,優(yōu)化和增強(qiáng),高階 MIMO,3GPP LTE-A工作計劃,從LTE到的LTE-A演進(jìn),系統(tǒng)需求,LTE-A標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展,LTE是干擾受限系統(tǒng) OFD

31、MA使得小區(qū)內(nèi)的用戶可以保持正交 干擾主要來自小區(qū)間 降低小區(qū)間的干擾將直接帶來系統(tǒng)性能的提升 MIMO/Beamforming 在相鄰小區(qū)間進(jìn)行協(xié)作的CoMP,增強(qiáng)多天線技術(shù),Coordinated scheduling/Beamforming,下行增強(qiáng)多天線技術(shù)的性能對比,波束賦形（Beamforming）技術(shù)的演進(jìn),32%,83%,0%,SU-BF,MU-BF,Intra-Site CoMP,Inter-Site CoMP,基于BBU+RRU組網(wǎng)模式的CoMP系統(tǒng),BBU,BBU,High Bandwidth Link,Middle/Small scale BBU,RRU,Large s

32、cale BBU,RRU,SAE Gateway/MME,RRU,RRU,RRU,RRU,BBU,LTE的典型基站形態(tài),Relay （1/4）,干擾：直放站對原有網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生額外的干擾 容量：無法使用MIMO等進(jìn)一步提高容量 天線：宿主天線和轉(zhuǎn)發(fā)天線需要空間隔離度，收發(fā)采用兩套天線； 噪聲：無法通過解碼降低對于噪聲信號的放大,無線直放站,Relay和基站之間干擾協(xié)調(diào)； Relay站多天線 收發(fā)可采用一套天線，通過時分方式區(qū)分；也可采用兩套天線。 解碼轉(zhuǎn)發(fā)信號，有效抑制噪聲,無線中繼站,Relay （2/4）,解決回傳,降低網(wǎng)絡(luò) 維護(hù)成本,提供靈活 快速的網(wǎng)絡(luò)部署,提高覆蓋 增加容量,降低OPEX，

33、減少部署基站的維護(hù)成本； 廣泛部署于天線桿，燈柱，無需光纖回傳，只需供電，減少維護(hù)成本,不需要光纖部署 改善移動環(huán)境下性能 在應(yīng)急通信的應(yīng)用中，迅速建立和擴(kuò)展蜂窩系統(tǒng)和周邊基站的的連接,Relay減少有線回傳，大大降低CAPEX； 相比微波方案節(jié)省成本；,性能指標(biāo),安裝建設(shè),運營成本,投資成本,小區(qū)平均,23%,24%,小區(qū)邊緣,原站址基礎(chǔ)上提高速率覆蓋能力； 快速的小區(qū)分裂提高熱點區(qū)域容量； 彌補(bǔ)無線傳播損耗提高網(wǎng)絡(luò)容量，提高頻譜利用率,Relay （3/4）應(yīng)用場景,密集城區(qū) Dense urban：通過部署Relay 來提高高速業(yè)務(wù)的覆蓋 鄉(xiāng)村環(huán)境 Rural area: 提高覆蓋 高速

34、鐵路 Hight speed railway: 為用戶提供更高的吞吐量，并減少本地用戶的切換失敗率 室內(nèi)環(huán)境 Indoor: 解決較大的陰影衰落和墻壁的穿透損耗 城市盲點 Urban deadspot: 擴(kuò)充對盲點區(qū)域的覆蓋,Relay （4/4）3GPP定義的Relay分類,應(yīng)用場景 Type I：提高覆蓋: 場景1：終端不在基站的覆蓋范圍之內(nèi) Type II：提高容量: 提高小區(qū)邊緣或是小區(qū)平均吞吐量 場景2： 終端在基站的覆蓋范圍內(nèi)； 場景3：基站降低發(fā)射功率，relay補(bǔ)充覆蓋，類似于小區(qū)分裂。,載波聚合：系統(tǒng)支持多載波，終端能夠在多個載波上同時收發(fā)數(shù)據(jù),載波聚合： 提升系統(tǒng)峰值速率和用戶體驗，滿足LTE-A峰值速率的要求 保持對Rel. 8 LTE的后向兼容 提供靈活的頻譜使用,載波聚合（CA）（1/3）,載波聚合缺點 終端復(fù)雜度、成本及功耗均有所增加,載波聚合）（2/3）性能增