LTE基本原理

nullLTE基本原理LTE基本原理TD网规网优部 梁晋仲内容内容 LTE起源 LTE技术原理与系统架构 LTE关键技术 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 LTE起源LTE项目的启动主要有三方面的考虑： 基于CDMA技术的3G标准在通过HSDPA以及Enhanced Uplink 等技术增强之后，可以保证非来几年内的竞争力。但是，需要考虑如何保证在更长时间内的竞争力 应对来自于WiMAX的市场压力 为应对ITU的4G标准征集做准备The justification of the Study Item was that with enhancements such as HSDPA and Enhanced Uplink, the 3GPP radio-access technology will be highly competitive for several years. However, to ensure competitiveness in an even longer time frame, i.e. for the next 10 years and beyond, a long-term evolution of the 3GPP radio-access technology needs to be considered. ---3GPP TR 25.913LTE起源产品与业务发展产品与业务发展技术趋势：无线宽带广域，IP多媒体为主导业务，呈现宽带移动化、移动宽带化 技术趋势：无线宽带广域，IP多媒体为主导业务，呈现宽带移动化、移动宽带化 技术趋势：接入多元化、网络一体化、应用综合技术趋势：接入多元化、网络一体化、应用综合无线技术演进路径无线技术演进路径3GPP 标准与技术演进3GPP 标准与技术演进 LTE的进一步演进将会满足 IMT-Advanced的技术要求内容内容 LTE起源 LTE技术原理与系统架构 LTE关键技术分析 TDD LTE的定位 定位： 集高质量话音和宽带数据为一体；支持全移动、综合多业务；网络可控、可管理；具有低成本、低时延、后向兼容的“先进的综合移动宽带无线系统” 技术路线: OFDM+SA/MIMO+IP技术 +TD-SCDMA成熟技术 3G是移动通信标准，BWA(802.16e等)是宽带无线接入标准 3G演进是移动通信宽带化；BWA是宽带接入无线化 3G定位是语音为主、兼顾数据；BWA是数据为主、兼顾语音电信运营商竞争的需求： 既能承载高质量实时话音， 又能提供无线宽带数据接入的全移动系统TDD LTE的定位TDD LTE系统目标更小的TTI满足用户面和控制面的时延；共享信道支持在多个用户间同时传输数据；用户面延迟小于5ms，控制面延迟小于100ms；采用OFDM，MIMO等先进技术支持更高的用户传输速率；下行最大速率可达100Mbits/s，上行最大速率可达50Mbits/s下行频谱效率可达HSDPA的3～4倍；上行频谱效率可达 HSUPA 的2～3倍；1.4MHz/3.0MHz/5MHz/10MHz/15MHz/20MHz可变带宽；在5MHz以下带宽中，采用现有的1.4MHz带宽，实现系统的平滑演进。12345与LTE FDD系统帧结构兼容，系统 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 保证了站点的重用TDD LTE系统目标LTE网络结构简化网络扁平化,全IP化核心网趋同化,交换功能路由化业务平面与控制平面完全分离化网元数目最小化, 协议 离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载 层次最优化LTE网络结构简化IP化的网络架构网络扁平化、IP化架构 LTE之间各网络节点之间的接口使用IP传输 eNB之间的X2接口 eNB和MME、S-GW间的S1接口 通过IMS承载综合业务 原UTRAN的CS域业务均可由LTE网络的PS域承载IP化的网络架构IP化的网络架构IP化的网络架构TD LTE接入网eNBTD LTE接入网eNBTD LTE接入网eNBeNB： 无线资源管理（RRM）； 用户数据流IP头压缩和加密； UE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。TD LTE接入网eNBTD LTE网络接口TD LTE网络接口S1接口概述S1接口控制面的功能： SAE承载管理功能（包括SAE承载建立、修改和释放）； 连接状态下UE的移动性管理功能（包括LTE系统内切换和系统间切换）； S1寻呼功能； NAS信令传输功能； S1 UE上下文释放功能； S1接口管理功能（包括复位、错误指示以及过载指示等）； 网络共享功能； 网络节点选择功能； 初始上下文建立功能； 漫游和接入限制支持功能 业务面控制面S1接口概述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 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S1接口流程概述X2接口概述业务面控制面X2接口控制面的功能： 连接状态下UE的移动性管理功能（针对LTE系统内切换）； 上行负荷管理功能； X2接口管理功能（包括复位和错误指示）。X2接口概述X2接口流程概述切换准备切换取消释放资源序列号状态传输 负荷指示复位X2建立X2接口流程概述TD LTE终端多模多功能 TD LTE 终端PDAGSMTD-SCDMAALL IN ONE低成本低功耗业务丰富通用性强设置灵活接入性强操作系统简单系统稳定商用终端与HSPA等商用网络进行IWT和IOT测试，保证漫游等功能的实现TD LTE终端TD LTE终端UE功率等级：TD LTE终端空中接口完成业务数据流在空中接口的收发处理，协议栈包括PDCP、RLC、MAC和PHY四个协议子层 业务面 控制面 E-UTRAN控制面主要包括NAS、RRC、PDCP、RLC、MAC和PHY，网络侧的协议终止点除NAS在MME中外，其他的协议层都终止于eNB 空中接口空中接口的主要工作过程广播：MIB等需要频繁发送的系统信息使用固定无线资源在PBCH上发送，而其它广播信息与数据动态共享无线资源，由PDSCH承载。 寻呼：采用与数据共享无线资源的方式采用PDSCH承载。 业务链接建立和释放：在E-UTRAN中对RRC消息进行了较大的简化，仅使用一个单一的配置消息（RRC CONNECTION RECONFIGURATION）来进行业务链接的建立和释放。 动态调度 测量：测量对E-UTRAN网络性能影响非常大，与切换、调度密切相关。E-UTRAN中测量由网络侧发起和配置，具体的测量量仍在定义中。 切换空中接口的主要工作过程空中接口分层PHY位于UU口协议规范的最底层 与MAC子层以及RRC层之间有信息交互 PHY通过传输信道向高层提供数据传输服务 空中接口分层物理层帧结构5ms转换点：10ms转换点：物理层帧结构物理层帧结构 上下行配置物理层帧结构物理层帧结构 特殊子帧配置物理层帧结构物理资源概念 基本时间单位 天线端口 LTE使用天线端口来区分空间上的资源。天线端口的定义是从接收机的角度来定义的，即如果接收机需要区分资源在空间上的差别，就需要定义多个天线端口。天线端口与实际的物理天线端口没有一一对应的关系。 由于目前LTE上行仅支持单射频链路的传输，不需要区分空间上的资源，所以上行还没有引入天线端口的概念。 目前LTE下行定义了三类天线端口，分别对应于天线端口序号0~5。小区专用参考信号传输天线端口：天线端口0~3 MBSFN参考信号传输天线端口：天线端口4 终端专用参考信号传输天线端口：天线端口5物理资源概念物理资源概念 资源单元 (RE) 对于每一个天线端口，一个OFDM或者SC-FDMA符号上的一个子载波对应的一个单元叫做资源单元 资源块 (RB) 一个时隙中，频域上连续的宽度为180kHz的物理资源称为一个资源块物理资源概念物理资源概念 RB参数（常规子帧）物理资源概念物理资源概念 资源单元组 (REG) 控制区域中RE集合，用于映射下行控制信道 每个REG中包含4个数据RE物理资源概念子帧结构 常规子帧：常规子帧由两个时隙组成，每个时隙长度0.5ms 下行Unicast/MBSFN子帧 下行MBSFN专用载波子帧 上行常规子帧 特殊子帧：特殊子帧由三个特殊域组成，分别为DwPTS、GP和U ppt 关于艾滋病ppt课件精益管理ppt下载地图下载ppt可编辑假如ppt教学课件下载triz基础知识ppt S，特殊子帧只存在帧结构类型2中 子帧结构下行Unicast/MBSFN子帧 控制区域与数据区域进行时分 控制区域OFDM符号数目可配置 下行Unicast/MBSFN子帧下行Unicast/MBSFN子帧 数据传输方式 localized distributed下行Unicast/MBSFN子帧下行MBSFN专用载波子帧 下行MBSFN专用载波子帧中不存在控制区域 即控制区域OFDM符号数目为0下行MBSFN专用载波子帧上行常规子帧 控制区域与数据区域进行频分 数据传输方式 Localized Localized + FH 上行常规子帧物理信道类型和功能上行物理信道下行物理信道物理信道类型和功能物理层信令物理层信令主要用于携带与资源分配相关的信息以及HARQ相关信息： 物理层信令LTE信道编码与调制方式 传输信道的信道编码 控制信息的信道编码LTE信道编码与调制方式LTE信道编码与调制方式 下行物理信道的调制方式 上行物理信道的调制方式LTE信道编码与调制方式物理层主要过程—同步上行同步下行同步上行初始同步： UE在随机接入信道上发送preamble码 eNodeB根据preamble码的到达位置，将调整信息反馈给UE UE根据该信息进行后续的发送时间调整 上行同步保持： eNodeB可以根据上行信号估计接收时间生成上行时间控制命令字 UE在子帧n接收到的时间控制命令字，UE在n+x子帧按照该值对发送时间提前量进行调整(X还未确定！)下行初始同步： 初始下行同步是小区搜索过程。 UE通过检测小区的主要同步信号，以及辅助同步信号，实现与小区的时间同步 下行同步保持： 小区搜索成功后，UE周期性测量下行信号的到达时间点，并根据测量值调整下行同步，以保持与eNB之间的时间同步 物理层主要过程—同步物理层主要过程—小区搜索小区搜索是UE接入网络，为用户提供各种业务的基础 根据同步信号获得下行时间同步 根据同步信号获得下行频率同步 根据同步信号获得CELL ID、系统 带宽、天线配置等相关信息 读取小区广播信息 物理层主要过程—小区搜索物理层主要过程—上行随机接入上行随机接入的目的是UE获得与基站的上行时间同步，为业务数据传输提供基础 UE高层UE物理层eNodeB发送preamble码的请求 preamble码的索引 preamble码的发送功率 相关的RA-RNTI 上行随机接入资源配置 检测到含有RA- RNTI的PDCCH 随机接入请求preamble码序列随机接入请求响应时间同步等信息发送preamble码的请求响应 相应的DL-SCH中的传输块物理层主要过程—上行随机接入内容内容 LTE起源及里程碑 LTE技术原理与系统架构 LTE关键技术分析 LTE关键技术LTE关键技术LTE （OFDM+MIMO+IP）LTE的主要增强型技术：OFDM、MIMO1G （FDMA）2G （TDMA为主）3G （CDMA）OFDMOFDMOFDMOFDM 下行OFDM 上行SC-FDMA OFDM原理 OFDM即正交频分多路复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing），与传统的多载波调制（MCM）相比，OFDM调制的各个子载波间可相互重叠，并且能够保持各个子载波之间的正交性。OFDM原理OFDM原理 OFDM的基本原理是将高速的数据流分解为N个并行的低速数据流，在N个子载波上同时进行传输。这些在N子载波上同时传输的数据符号，构成一个OFDM符号OFDM原理OFDM主要参数 采样频率Fs 采样周期Ts FFT点数NFFT 子载波间隔△f 有用符号时间Tu 循环前缀时间Tcp OFDM符号时间TOFDM 可用子载波数目Nc关键参数： △f , Tcp以及Nc 采样频率以及FFT点数与实现相关OFDM主要参数LTE OFDM主要参数 子载波间隔 15kHz，用于单播（unicast）和多播（MBSFN）传输 7.5kHz，仅仅可以应用于独立载波的MBSFN传输 子载波数目 循环前缀长度 一个时隙中不同OFDM 符号的循环前缀长度不同 LTE系统中，利用NFFT=2048的采样周期定义基本时间单元：Ts = 1/Fs = 1/(15000x2048) 秒LTE OFDM主要参数OFDM技术的优势 频谱效率高 OFDM采用多载波方式避免用户的干扰，只是取得用户间正交性的一种方式，“防讳于未然”的一种方式未然式 CDMA采用等干扰出现后用信号处理技术将其消除，例如信道均衡、多用户检测等；以恢复系统的正交性 相对单载波系统(CDMA)来说，多载波技术(OFDM)是更直接的实现正交传输的方法 带宽扩展性强-----决定性优势 OFDM信道带宽取决于子载波的数量 CDMA只能通过提高码片速率或者多载波方式支持更大带宽，使得接收机复杂度大幅度上 抗多径衰落 相对于CDMA系统，OFDMA系统是实现简单均衡接收机的最直接方式OFDM技术的优势OFDM技术的优势 频域调度及自适应 OFDM可以实现频域调度，相对CDMA来说灵活性更高 可以在不同的频带采用不同的调制编码方式，更好的适应频率选择行衰落 实现MIMO技术较简单 MIMO技术的关键：有效避免天线之间的干扰以区分多个数据流 水平衰落信道中实现MIMO更容易、频率选择性信道中，IAI和ISI混合在一起，很难将MIMO接受和信道均衡区分开 OFDM技术的优势OFDM技术的缺点 PAPR问题 高PAPR给系统很多不利：增加模数/数模转换的复杂度、降低RF功放的效率、增加发射机功放的成本等未然式 降低PAPR的方法： 信号预失真技术：如消峰(Clipping)、峰加窗 编码技术、加扰技术 时间和频率同步 时间偏移会导致OFDM子载波的相位偏移，所以引入CP 载波频率偏移带来两个影响：降低信号幅度、造成ICI 多小区多址和干扰抑制OFDM技术的缺点DFT-S-OFDM原理单载波特性： a) 信号具有低的峰均比 b) 传输带宽取决于M DFT-S-OFDM原理LTE DFTS-OFDM关键参数 子载波间隔 15kHz 子载波数目 循环前缀长度 一个时隙中不同DFTS-OFDM 符号的循环前缀长度不同 LTE DFTS-OFDM关键参数多天线技术多天线技术LTE系统的天线配置 下行 利用公共天线端口，LTE系统可以支持单天线发送（1x），双天线发送（2x）以及4天线发送（4x），从而提供不同级别的传输分集和空间复用增益 利用专用天线端口以及灵活的天线端口映射技术，LTE系统可以支持更多发送天线，比如8天线发送，从而提供传输分集、空间复用增益同时，提供波束赋形增益 上行 目前，LTE系统上行仅支持单天线发送 可以采用天线选择技术提供空间分集增益LTE系统的天线配置多天线技术 下行多天线技术 传输分集 SFBC, SFBC+FSTD，闭环Rank1预编码 空间复用 开环空间复用，闭环空间复用以及MU-MIMO 波束赋形 上行多天线技术 上行传输天线选择(TSTD) MU-MIMO多天线技术传输分集 ST/FBCSTBCSFBCLTE系统中在2天线端口发送情况下的传输分集技术确定为SFBC传输分集传输分集 TSTDLTE系统上行天线选择技术可以看作是TSTD的一个特例传输分集传输分集 FSTDLTE系统并没有直接采用FSTD技术，而且与其他传输分集技术结合起来使用传输分集传输分集 SFBC+FSTD LTE系统中在4天线端口发送情况下的传输分集技术采用SFBC与FSTD结合的方式 传输分集空间复用SISOMISOSIMOMIMO空间复用空间复用 多码字传输 多码字传输即复用到多根天线上的数据流可以独立进行信道编码和调制 单码字传输是一个数据流进行信道编码和调制之后再复用到多根天线上 LTE支持最大的码字数目为2。 为了降低反馈的量 空间复用基于预编码的空间复用 在空间复用传输之前，多个数据流使用一个线性的预编码矩阵或者向量进行预编码操作 在发送天线与接收天线相等(NL=NL )的情况下，预编码操作可以正交化多个并行的传输，增加不同数据流之间的隔离度 进一步，在发送天线数目大于接收天线数目(NL3。 ACK/NACK  PDSCH ACK/NACK  PUSCH HARQ定时关系HARQ定时关系 重传与初传之间的定时关系：同步HARQ协议；异步HARQ协议 LTE上行为同步HARQ协议：如果重传在预先定义好的时间进行，接收机不需要显示告知进程号，则称为同步HARQ协议 根据PHICH传输的子帧位置，确定PUSCH的传输子帧位置 与PDCCHPUSCH的定时关系相同 LTE下行为异步HARQ协议：如果重传在上一次传输之后的任何可用时间上进行，接收机需要显示告知具体的进程号，则称为异步HARQ协议HARQ定时关系自适应/非自适应HARQ 自适应HARQ：自适应HARQ是指重传时可以改变初传的一部分或者全部属性，比如调制方式，资源分配等，这些属性的改变需要信令额外通知。 非自适应HARQ：非自适应的HARQ是指重传时改变的属性是发射机与接收机实现协商好的，不需要额外的信令通知 LTE下行采用自适应的HARQ LTE上行同时支持自适应HARQ和非自适应的HARQ 非自适应的HARQ仅仅由PHICH信道中承载的NACK应答信息来触发 自适应的HARQ通过PDCCH调度来实现，即基站发现接收输出错误之后，不反馈NACK，而是通过调度器调度其重传所使用的参数 自适应/非自适应HARQHARQ与软合并 单纯HARQ机制中，接收到的错误数据包都是直接被丢掉的 HARQ与软合并结合：将接收到的错误数据包保存在存储器中，与重传的数据包合并在一起进行译码，提高传输效率CC合并HARQ与软合并HARQ与软合并IR合并LTE支持使用IR合并的HARQ，其中CC合并可以看作IR合并的一个特例 HARQ与软合并信道调度信道调度信道调度 基本思想 对于某一块资源，选择信道传输条件最好的用户进行调度，从而最大化系统吞吐量多用户分集信道调度信道调度 LTE系统支持基于频域的信道调度 相对于单载波CDMA系统，LTE系统的一个典型特征是可以在频域进行信道调度和速率控制下行：基于公共参考信号 上行：基于探测参考信号信道调度链路自适应链路自适应链路自适应 速率控制 功率控制链路自适应技术一般指速率控制技术，即自适应调制编码技术链路自适应功率控制 通过动态调整发射功率，维持接收端一定的信噪比，从而保证链路的传输质量 当信道条件较差时需要增加发射功率，当信道条件较好时需要降低发射功率，从而保证了恒定的传输速率 功率控制可以很好的避免小区内用户间的干扰 功率控制速率控制(即AMC) 保证发送功率恒定的情况下，通过调整无线链路传输的调制方式与编码速率，确保链路的传输质量 当信道条件较差时选择较小的调制方式与编码速率，当信道条件较好是选择较大的调制方式，从而最大化了传输速率 速率控制可以充分利用所有的功率速率控制(即AMC)下行方向链路自适应 LTE下行方向的链路自适应技术基于UE反馈的CQI，从预定义的CQI 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 格中具体的调制与编码方式下行方向链路自适应上行方向的链路自适应 LTE 上行方向的链路自适应技术基于基站测量的上行信道质量，直接确定具体的调制与编码方式 上行方向的链路自适应内容内容OFDM 多天线技术 链路自适应 信道调度与调度信令 HARQ 小区间干扰消除 小区间干扰消除小区间干扰消除小区间干扰消除 加扰 跳频传输 发射端波束赋形以及IRC 小区间干扰协调 功率控制 小区间干扰消除加扰 LTE系统充分使用序列的随机化避免小区间干扰 一般情况下，加扰在信道编码之后、数据调制之前进行即比特级的加扰 PDSCH，PUCCH format 2/2a/2b，PUSCH：扰码序列与UE id、小区id以及时隙起始位置有关 PMCH：扰码序列与MBSFN id和时隙起始位置有关 PBCH，PCFICH，PDCCH：扰码序列与小区id和时隙起始位置有关 PHICH物理信道的加扰是在调制之后，进行序列扩展时进行加扰 扰码序列与小区id和时隙起始位置有关加扰跳频传输 目前LTE上下行都可以支持跳频传输，通过进行跳频传输可以随机化小区间的干扰 除了PBCH之外，其他下行物理控制信道的资源映射均于小区id有关 PDSCH、PUSCH以及PUCCH采用子帧内跳频传输 PUSCH可以采用子帧间的跳频传输跳频传输发射端波束赋形 提高期望用户的信号强度 降低信号对其他用户的干扰 特别的，如果波束赋形时已经知道被干扰用户的方位，可以主动降低对该方向辐射能量发射端波束赋形IRC 当接收端也存在多根天线时，接收端也可以利用多根天线降低用户间干扰，其主要的原理是通过对接收信号进行加权，抑制强干扰，称为IRC（Interference Rejection Combining） 下行上行IRC小区间干扰协调 基本思想 ：以小区间协调的方式对资源的使用进行限制，包括限制哪些时频资源可用，或者在一定的时频资源上限制其发射功率 静态的小区间干扰协调 不需要标准支持 频率资源协调/功率资源协调频率资源协调(example)小区间干扰协调小区间干扰协调功率资源协调(example) 小区间干扰协调半静态小区间干扰协调 需要小区间交换信息，比如资源使用信息 目前LTE已经确定，可以在X2接口交换PRB的使用信息进行频率资源的小区间干扰协调（上行），即告知哪个PRB被分配给小区边缘用户，以及哪些PRB对小区间干扰比较敏感。 同时，小区之间可以在X2接口上交换过载指示信息（OI：Overload Indicator），用来进行小区间的上行功率控制 半静态小区间干扰协调功率控制 小区间功率控制（Inter-Cell Power Control） 一种通过告知其它小区本小区IoT信息，控制本小区IoT的方法 小区内功率控制（Intra-Cell Power Control） 补偿路损和阴影衰落，节省终端的发射功率，尽量降低对其他小区的干扰，使得IoT保持在一定的水平之下 功率控制功率控制 对于上行PUSCH、PUCCH以及SRS都需要进行功率控制 PUSCH的功率控制命令字由该PUSCH的调度信令（DCI format 0）给出，或者与其他用户的功率控制命令字复用在一起，由DCI format 3/3A给出 PUCCH的功率控制命令字由调度PDSCH（与PUCCH对应）的调度信令（DCI format 1/1A/2）给出，或者与其他用户的功率控制命令字复用在一起，由DCI format 3/3A给出 SRS没有具体的功率控制命令字，借用PUSCH的功率控制命令字，并由高层通知功率偏差功率控制null