北京联通TDLTE移动通信技术交流

1、技术资料注意保密 北京联通北京联通ltelte移动通信技术交流移动通信技术交流 北京市电话通信设计院有限公司北京市电话通信设计院有限公司 20122012年年1010月月 交流提纲 基本概念 lte基本概念 lte技术优势 lte终端产品 - - 1 1 - - lte 产业发展现状 基本原理 标准演进 基本概念 关键技术 什么是lte？ lte=long term evolution=长期演进，是3gpp指定的下一 代无线通信标准。 td-lte=lte的tdd模式， lte-fdd=lte的fdd模式。 lte是以ofdm为核心的技术，为了降低用户面延迟，取 消了无线网络控制器（rnc），

2、采用了扁平网络架构。与 其说是3g技术的“演进”（evolution），不如说是“革命 ”（revolution）。 什么是lte? - - 2 2 - - lte技术需求 高清视频1080p 下行6-8mbps 视频会议/视频分享 上行：一般2mbps/ 高清6-8mbps 家庭设备互联 上下行2mbps 在线互动游戏 时延50ms 总体需求总体需求 1、高速率 2、低延时 3、高效率 4、可变带宽 . - - 3 3 - - lte模式适应技术发展需求模式适应技术发展需求 lte是是3gpp为了保证未来为了保证未来10年年 3gpp系列技术的生命力，抵御系列技术的生命力，抵御 来自非来自非

3、3gpp阵营技术的竞争而阵营技术的竞争而 启动的最大规模的标准项目。启动的最大规模的标准项目。 下行下行: 5bit/s/hz， 上行上行: 2.5bit/s/hz 控制面控制面: 100ms 用户面用户面: 10ms 下行下行: 100mbps 上行上行: 50mbps 1.4、3.0mhz， 5、10、15、 20mhz lte技术优势 - - 4 4 - - lte终端产品芯片发展 - - 5 5 - - - - 6 6 - - lte终端产品终端业务 lte终端产品终端业务 - 7 - 交流提纲企业标志 标准演进 技术标准演进 lte频段划分 lte 产业发展现状 基本原理 标准演进

4、基本概念 关键技术 - - 8 8 - - 技术标准演进企业标志 - - 9 9 - - 200kbps300kbps-10mbps10kbps50mbps50m-1gbps 数据速率数据速率 lte fdd umb lte+ umb+ hspa+hspawcdma do rev b do rev 0 cdma20001x gsm gprs/edge is-95 cdmaone do rev a td-ltetd lte+hspa+hspatd-scdma fdd tdd 3gpp2 3gpp 技术标准演进 - - 1010 - - 1710mhz1805mh z 1920mhz 75m75m

5、60m60m 2110mh z 2500mh z 2620mh z 70m70m 100m100m 3500mh z 100m100m 3600mhz3700mhz 1880mhz 40m 15 m 2010mh z 2300mh z 2500mh z 2570mh z 70m50m70m 100m 2620mhz fdd lte td-lte lte频段划分 - - 1111 - - 交流提纲 产业发展现状 产业发展外部环境 lte产业链现状 lte 产业发展现状 基本原理 标准演进 基本概念 关键技术 - - 1212 - - 产业发展外部环境政策环境 科技部科技部 启动启动td-lte规

6、模试验规模试验 ，推动，推动lte产业尽快成产业尽快成 熟，以形成商用能力熟，以形成商用能力 为目标。为目标。 工信工信部部工信部工信部 2011年持续加大信息化年持续加大信息化 建设力度，建设力度，3g建设总计建设总计 划投资划投资4000亿，建设基亿，建设基 站站40万个，提升万个，提升3g用户用户 数到达数到达1.5亿。亿。 依托大唐集团建立的依托大唐集团建立的 无线移动通信国家重无线移动通信国家重 点实验室是目前国内点实验室是目前国内 无线移动通信领域无线移动通信领域唯唯 一一一个依托企业简历一个依托企业简历 的的国家级重点国家级重点实验室实验室 。 - - 1313 - - 产业发展

7、外部环境用户发展环境 手机用户将超越电脑用户成为互联网上最大的用户群手机用户将超越电脑用户成为互联网上最大的用户群 - 14 - 手机用户逐渐渗透到互联网的各个领域手机用户逐渐渗透到互联网的各个领域 mobile phone searc h im sns business micro- blog 产业发展外部环境业务发展趋势 - - 1515 - - 手机用户逐渐渗透到互联网的各个领域手机用户逐渐渗透到互联网的各个领域 中国手机网民2010 年网络应用调查！ 产业发展外部环境业务发展趋势 - - 1616 - - 多终端接入将成为趋势多终端接入将成为趋势 mobile internet not

8、ebook ipad e-book smart- phone pda mobile tv 没有连接的终 端将是孤独的！ 产业发展外部环境业务发展趋势 - - 1717 - - 数据业务将呈爆炸性的增长数据业务将呈爆炸性的增长 移动网络的带宽 将承受很大的压 力！ 产业发展外部环境业务发展趋势 - - 1818 - - 业务数据化业务数据化 、分组化、移动、分组化、移动 互联网互联网 更高的频段、更高的频段、 更有效的频谱更有效的频谱 利用率利用率 网络技术数字网络技术数字 化、宽带化化、宽带化 移动网络的移动网络的 综合化、全球综合化、全球 一体化一体化 高速率、高高速率、高 质量、低费用质量

9、、低费用 第四代移动通信技术的发展方向和目标第四代移动通信技术的发展方向和目标 满足快速增长的宽带、多业满足快速增长的宽带、多业 务、高业务数据量需求务、高业务数据量需求 第四代移动通信发展目标 - - 1919 - - 终端终端系统系统 芯片芯片 td-lte fdd-lte lte产业链状况 - - 2020 - - tdd与fdd-lte同步发展 - - 2121 - - lte试验网情况国际部分（fdd） - - 2222 - - lte试验网情况国际部分（tdd） - - 2323 - - 2424 中移动中移动td-lte试验网建设情况试验网建设情况 td-lte 上海上海 广州广

10、州 深圳深圳 南京南京杭州杭州 厦门厦门 北京北京 经工信部批准，中国 移动于去年年底开始，在 上海、杭州、南京、广州、 深圳、厦门、北京7个城市 组织开展td-lte规模技术 试验。这是继2010年10月 td-lte增强型成功被国际 电联确定为4g国际标准后， 我国布局4g的关键性举措。 lte试验网情况国内部分 - - 2424 - - 中移动中移动td-lte试验网建设要求试验网建设要求 在上海、南京、杭州、广州、深圳、厦门在上海、南京、杭州、广州、深圳、厦门6 6个试点城市建设独立个试点城市建设独立epcepc核心网测试设备，其中核心网测试设备，其中 上海、南京、杭州、广州、深圳建设

11、上海、南京、杭州、广州、深圳建设2 2套独立的核心网测试设备，厦门建设套独立的核心网测试设备，厦门建设1 1套独立的核心网套独立的核心网 测试设备。测试设备。 升级升级1212套套sgsnsgsn设备满足设备满足ltelte与与2g/td2g/td网络漫游、切换测试的要求。网络漫游、切换测试的要求。 每套每套epcepc核心网测试设备按照核心网测试设备按照1 1万用户考虑。万用户考虑。 第一阶段立第一阶段立 足满足工信足满足工信 部测试要求部测试要求 （2010.12 2011.q3） 在北京、上海、南京、杭州、广州、深圳、厦门在北京、上海、南京、杭州、广州、深圳、厦门7 7个城市建设预商用试

12、验网络。个城市建设预商用试验网络。 epcepc网络采用融合组网方式进行建设，根据厂家设备的成熟度，选用现有设备厂家设备进行网络采用融合组网方式进行建设，根据厂家设备的成熟度，选用现有设备厂家设备进行 改造，满足第二阶段要求。改造，满足第二阶段要求。 将现网将现网sgsnsgsn、ggsnggsn设备的设备的gngn接口割接至接口割接至ipip承载网，承载网，epcepc网络与网络与sgsnsgsn通过通过ipip承载网直接互承载网直接互 通。通。 第二阶段引入第二阶段引入dradra试点。试点。 每个城市每个城市epcepc核心网容量满足核心网容量满足1010万用户需求，总容量达到万用户需求

13、，总容量达到7070万用户。万用户。 第二阶段建第二阶段建 设预商用试设预商用试 验网验网 （2011.q4 2012.q1） lte试验网情况国内部分 - - 2525 - - tddfdd td-lte和fdd-lte 具有各自的技术优势 ，尤其td-lte可利 用零散的频谱资源， 适合不对称的业务。 运营商推动运营商推动 中国移动积极倡导 td-lte和lte fdd 的融合,已得到众多 海外运营商的支持 。 两者在标准和技术 实现上存在很大的 共性，有利于系统 和终端对双模的支 持。 互补的技术优势互补的技术优势 具备融合的基础具备融合的基础 标准、系统设备、芯片、终端、业务等全面融合

14、标准、系统设备、芯片、终端、业务等全面融合 中国政府推动中国政府推动 为成为今后4g发展 的主导者之一，三 大部委支持td-lte 与fdd-lte的融合 。 td-lte和lte fdd的融合是发展趋势 - - 2626 - - 交流提纲 lte 产业发展现状 基本原理 关键技术 标准演进 基本概念 基本原理 lte网络架构 eutran与epc ims 物理层帧结构 - - 2727 - - - eutran（接入网）（接入网） mme sgw/pgw x2 x2 x2 enb enb s1 hss/aaapcrf ims epc（核心网）（核心网） service layer eue（用

15、户终端）（用户终端） enb 接入网扁平化 核心网全ip化 核心网与业务分离 ims对业务负责 lte网络架构 - - 2828 - - - eutran（无线接入网）（无线接入网） mme sgw/pgw x2 x2 x2 enb enb s1 hss/aaapcrf ims epc（核心网）（核心网） service layer（业务应用层）（业务应用层） eue（用户终端）（用户终端） enb lte网络架构 - - 2929 - - pcrf：负责策略控制的决策，也负责位于p-gw中流量收费功能。 pcrf提供qos授权（qos等级标识和比特率） eps网元和接口 - - 3030 -

16、 - pe-utran，由，由enb构成构成 pepc (evolved packet core)，由，由mme(mobility management entity)、s-gw(serving gateway)及及p-gw(pdn gateway)构成构成 相对相对umts的网络结构而言，的网络结构而言，lte的网络结构进行了大幅度简化。的网络结构进行了大幅度简化。 e-utran与epc - - 3131 - - 全ip化多媒体服务结构 基于ietf 协议 (sip, rtp, rtsp, cops, diameter, etc.) 基于无线和有线接入网络设计 pdn sgw bg bg

17、pdn sgw bg bg i/s-cscf p-cscf pdf p-cscf pdf ims架构 - - 3232 - - fdd帧结构 一个长度为10ms的无线帧由10个长度为1ms的子帧构成； 每个子帧由两个长度为0.5ms的时隙构成； 1010 lte fdd帧结构 - - 3333 - - 一个长度为10ms的无线帧由2个长度为5ms的半帧构成 每个半帧由5个长度为1ms的子帧构成 常规子帧：由两个长度为0.5ms的时隙构成 特殊子帧：由dwpts、gp以及uppts构成 支持5ms和10ms dlul切换点周期 1111 子帧: 1ms 时隙 0.5m s #0 dwpt s 特

18、殊子帧: 1ms #2#3#4 半帧: 5ms半帧: 5ms 帧帧: 10ms g p uppt s lte tdd帧结构 - - 3434 - - tdd帧结构-上下行配置 1212 lte tdd帧结构上下行配置 - - 3535 - - 无线帧无线帧 ofdm符号符号 天线端口天线端口 基本时间基本时间 单位单位 时隙时隙-slot 子帧子帧 物理资源物理资源 接收机用来区分资源在 空间上的差别，包括三 类天线端口： crs： 天线端口03 mbsfn：天线端口4 drs： 天线端口5 物理资源概念 秒2048150001 s t lte 物理层资源 - - 3636 - - 资源单位r

19、e 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； 资源单位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 ； 1515 lte 物理层资源 - - 3737 - - 下行物理信道的re映射 pdcch、pcfich以及以及phich映射到子帧中的控制区域上映射到子帧中的控制区域上 pcfich用于指示在一个子帧中传输用于指示在一个子帧中传输pdcch所使用的所使用的ofdm个数个数 2121 lte 物理信道映射（下行为例） - - 3838 - - 信道映射 2727 lte 信道映射关系 - - 393

20、9 - - 交流提纲 lte 产业发展现状 基本原理 关键技术 标准演进 基本概念 关键技术 ofdm技术 mimo技术 lte技术创新 - - 4040 - - 频分多址系统 下行ofdm：用户在一定时间内独享一段“干净”的带宽 上行sc-fdma：具有单载波特性的改进ofdm系统（低峰平比） mimo（多天线技术） 下行mimo： 发射分集： 空间复用： 波束赋形： 空间多址： 上行mimo： 空间多址： 扁平网络 取消rnc（中央控制节点），只保留一层ran节点enodeb nodeb和核心网采用基于ip路由的灵活多重连接s1-flex接口 相邻enodeb采用mesh连接x2接口 lt

21、e技术创新 - - 4141 - - ofdm是一种新技术吗？不是 ofdm（正交频分复用）的本质就是一个频分系统，而 频分是无线通信最朴素的实现方式 多采用几个频率并行发送，实现宽带传输 生活中的频分系统 ofdm技术 - - 4242 - - ofdm是一种新技术吗？是 传统fdm系统中，载波之间需要很大的保护带，频谱 效率很低。 ofdm系统允许载波之间紧密相临，甚至部分重合，可 以实现很高的频谱效率子载波。 如何做到这一点？依赖fft（快速傅立叶变换） 为什么直到最近20年才逐渐实用？有赖于数字信号 处理（dsp）芯 片的发展。 ofdm技术 - - 4343 - - ofdm发射机原

22、理框图 ofdm技术 - - 4444 - - ofdm技术的优势：抵抗多径衰落 ofdm技术 - - 4545 - - ofdm技术的优势：抵抗频率选择性衰落 化零为整，简化接收机的信道均衡操作 ofdm技术 - - 4646 - - ofdm技术的优势：插入cp应对符号间干扰 ofdm技术 - - 4747 - - 为什么lte采用ofdm技术 ofdm技术 - - 4848 - - mimo技术基本原理 在发送端和接收端均使用多根天线进行数据的发送和接收； 在发送端每根（/多根）天线上发送不同的数据比特； 在多散射体的无线环境中，来自每个发射天线的信号在每个接收天线中是 不相关的，并在接收机端利用这种不相关性对多个天线发送的数据进行区分 和检测； 可以产生多个并行的信道，并且每个信道上传递的数据不同，从而提高信 道容量 mimo技术 - - 4949 - - mimo技术 mimo技术 - - 5050 - - 复用和多址概念 多址：强调如何 复用多个用户的 数据 复用：不强调复用 的多个数据流用于 一个用户还是多个 mimo技术 - - 5151 - - 复用和多址概念 mimo技术 - - 52