TD-LTE技术原理个人修改版

1、TD-LTE技术原理讲师：葛彬讲师：葛彬前言什么是什么是4G4G？Page1移动通信4代1986-2003 第一代 大哥大，只能打电话1995-2025？第二代GSM，CDMA2000电话短信彩信GPRS2009-2035？第三代WCDMA，CDMA2000，TD-SCDMA 移动互联网2014-？ 第四代FDD-LTE，TDD-LTE，高速移动互联网2014年可以算是中国的4G元年，三大运营商都展开了4G网络的部署和4G业务的营销，在争夺4G用户的同时，一场4G标签的争夺战也打响了。孔子老早就说过：“名不正，则言不顺；言不顺，则事不成”，4G这个名头到底该谁用、到底谁能用，还是大有讲究的。如

2、果你对通信技术并不了解，那么在你的印象中，一定是2G技术不如3G技术，3G技术不如4G技术。就像住酒店，4星比3星好，5星比4星好，7星最了不得一样。所以，普通用户能用4G网络肯定不会用3G网络，能用3G网络肯定不会用2G网络。就好像大家都拿出了5寸手机，你的3寸手机就很难拿出手一样。运营商为了吸引客户运营商为了吸引客户，最简单的办法就是为自己的移动系统打上4G的标签，表明我的系统高大上，是移动用户的最好选择。国际电联国际电联ITU是全球最大的电信官方组织，也是最有资格给4G下定义的组织。在2003年时ITU认定，4G技术必须具备低速运动峰值速率1Gbps以及高速运动峰值速率100Mbps，这

3、个可以算是4G最早的硬指标了。ITU：我都不知道什么是：我都不知道什么是4G在2010年底改口说什么是4G技术并没有明确定义，HSPA 、WiMAX、LTE都可以算成是4G技术，等于为美国的市场行为开了绿灯。工信部工信部是运营商的管理部门，也就是管理层。尽管ITU不知道什么是4G，管理层可是心知肚明的。因为从3G升级到4G，管理层要做的一件大事就是发牌照。因此，如果管理层连什么是4G都不知道，牌照怎么发呢？很明确LTE就是4G，因此为4G系统发牌照，就是发给LTE系统的牌照，而不是给HSPA 或WiMAX的。管理层并没有为HSPA 单独发一个牌照。管理层：其实我知道什么是管理层：其实我知道什么

4、是4G在管理层眼里，在管理层眼里，4G=LTE，LTE=4G。对用户来说对用户来说，知道什么是货真价实的4G，什么是滥竽充数的4G的确很重要。用户：我管你什么是用户：我管你什么是4G但是这张4G网络在我身边有没有覆盖、覆盖的效果怎么样、资费合不合理、与终端的配合程度才是更重要的。目 录1234TD-LTE发展的驱动力TD-LTE关键技术与特性TD-LTE网络结构和版本演进TD-LTE同其他通信系统的比较Page3TD-LTE发展驱动力语音收入下降开源：提升带宽，发掘新业务现网成本网络成本高节流：引入新架构，降低业务成本TD-LTE / SAE成本运营商需要在吸引用户、增加收入的同时，大幅度降低

5、网络建设和运营成本Page4语音收入下降全球用户增长趋势全球用户数增长趋势6,0005,0004,0003,0002,0001,00002006 2007 2008 2009 2010 2011 201210.0%5.0%0.0%25.0%20.0%15.0%语音和数据ARPU(每用户平均收入）趋势语音和数据ARPU趋势25201510502006 2007 2008 2009 2010 2011 2012用户数（百万）增长率语音ARPU 数据ARPU用户数仍有增长，但增长率下降Source：Informa，2008.10语音ARPU不断下降，数据ARPU逐年上升话费赚钱时代结束 流量经营正成

6、为核心Page5移动通信不断提升带宽PON110GbpsVDSL2200Mbps600ms100MbpsADSL2+24MbpsTD-LTE100Mbps600ms10MbpsADSL1.2 MbpsADSL212MbpsWCDMA R5 14.Mbps1MbpsADSL256KbpsAnalog56Kbps150ms WCDMA R99 384Kbps200ms100ms100ms55msGPRS 53.6Kbps40ms15msAnalog28.8Kbps50ms15ms201519901995200020022005200720092011移动用户享有固网用户同等的业务感受Page6业务

7、的用户体验决定业务命运还不错EDGE128kbpsTD R4512kbps1Minutes18 seconds6Minutes31Seconds3 Hours15 Minutes17 Hours22 MinutesOK，很爽TD HSPA TD HSPA UMTS HSPA+2Mbps20 Seconds1 Minute40SecondsTD-LTE100Mbps0.5 Second2 Seconds1 Minutes20 Seconds6 Minutes8Mbps5 Seconds25 Seconds12 Minutes30 Seconds67 Minutes24Mbps2 Seconds8

8、 Seconds4 Minutes10 Seconds22 Minutes下载5M音乐下载25M视频6 Minutes 30Minutes下载750M视频下载高清视频15 Hours3+ Days50 Minutes4 Hours27 Minutes中断下载，而且今后也不再尝试离开一会儿，以后再次 下载的概率不高Page7TD-LTE面向不同市场对象的丰富业务个人（Individual）在覆盖范围内可随时在线家庭（Residential）除有线和DSL外的 无线接入方式中小企业（SME）虚拟企业网支部总部在途员工大屏幕设备和高清视频高速接入+ WiFi+VoIP视频会议TD-LTE 大宽带确保

9、了用户体验Page9收益和业务量不匹配收益并未随业务线性增长语音业务主导业务量网络成本(维持现有技术)亏本收入利润网络成本(引入TD-LTE)数据业务主导时间只有降低每数据bit成本才能获取利润Page10TD-LTE网络设计目标：三高、两低、一平三高高峰值速率：下行峰值100Mbps，上行峰值50Mbps高频谱效率：频谱效率是3G的35倍高移动性：支持350 km/h（在某些频段甚至支持500km/h）两低低时延：控制面 IDLE -ACTIVE: 100ms，用户面传输: 1Gbps7Mbps左右左右15Mbps左右左右25Mbps左右左右40Mbps左右左右/待定Page24物理层峰值速

10、率计算 带宽(MHz)20M15M SC数 OFDM符PRB数 （子载波） 号数1007512009001680012600调制64QAM64QAM天线技术2*22*2 PDCCH 、RS、PCFICH 、PSS/SSS开销10M5M3M50251560030018084004200252064QAM64QAM64QAM2*22*22*21.4M672100864QAM2*2峰值速率=【PRB数量12子载波12或14（OFDM符号数/子载波）调制阶数MIMO复用率公共信道和参考符号开销】/1msPage39目 录1234TD-LTE发展的驱动力TD-LTE关键技术与特性TD-LTE网络结构和版

11、本演进TD-LTE同其他通信系统的比较Page503GPP协议版本Phase 2+ (R97) GPRS 171.2kbit/sR4TD-SCDMA2 Mbit/sR7HSUPA2.2Mbit/sR8 LTE+300Mbit/s R9/R10 LTEAdvanced GSM9.6kbit/sPhase 1 EDGE473.6kbit/sR99 HSDPA2.8 Mbit /sR5 HSPA+28.8Mbit/s 42Mbit/s R7/R8Page513GPP R8HSPA+64 QAM+MIMO（DL ）双小区操作减少开销（UL）NodeBLTE增强技术灵活带宽灵活频谱选择高速率超高速调度少

12、延时UEE- UTRANUTRANIubRNCeNodeBPage523GPP R9和后续协议LTE是在R8中提出的，在R9中得到了进一步增强。R9中包含了LTE的大量特性。其中最重要的一个方面是支持更多的频段。R10包含了LTE Advanced的标准化，即3GPP的4G要求。这样，R10对LTE系统进行了一定的修改来满足4G业务LTER8LTER9LTE Advanced R10Page53TD-LTE系统结构：扁平化 MSCMGWServerUEeNodeBHLRHSSIP承载网 IP /ATM回传网UERNCIu接口eNodeBUESGSN /GGSN SGW（承载业务）（承载业务）

13、MME(信令）信令）Iub接口eNodeBPage54TD-LTE系统结构：扁平化 (续)核心网MME/S-GWMME/S-GWS1S1X2S1S1E-UTRANeNodeBX2X2eNodeBeNodeBPage55SAE网络特性：兼容多种接入制式GbSGSNS3S4S10S6aGPRSControl planeUser planeBTSBSC/PCU IuHSSPCRFS9UMTSNodeBRNCMMES12S11S7Operator Service NetworkTD-LTES1-US5/8InternetPDN GW HSGWAPN-GWeNodeBS2Serving GWCDMACo

14、rporate InternetBTSBSC/PCFWLANAPPage56目 录1234TD-LTE发展的驱动力TD-LTE关键技术与特性TD-LTE网络结构和版本演进TD-LTE同其他通信系统的比较Page57各移动制式通信模型对比GSM信源编解码信道编解码突发脉冲格式化调制解调射频收发 TD- 信源SCDMA 编解码信道编解码扩频解扩加扰解扰CDMA突发脉冲格式化TDMA时隙级快速调度FDMA调制解调射频收发 WCDMA 信源cdma2000 编解码信道编解码扩频解扩加扰解扰调制解调射频收发LTE信源编解码信道编解码加扰解扰时隙级快速调度OFDMA调制解调射频收发Page58TD-LTE与其他制式通信系统技术比较TD - SCDMA载波特征多址方式1.6MHz，TDD多载波组网CDMATDMAWCDMA5MHz，FDD单载波组网CDMATDMAQPSK16QAM（HSPA）64QAM（HSPA）发射分集RAKE接收机HSPA支持MIMO14.4Mbps（HSPA）42Mbps（HSPA）7Mbps左右（HSPA）15Mbps左右（HSPA）1.63（HSPA）38（HSPA）LTE FDD支持多种带宽等级：1.4、3、5、10、15、20MHzOFDMATDMAQPSK、16QAM或 64QAM调制方式自适应调整TD-LTE 支持多种带宽等级：1