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文档简介

1、TD-LTE网络概述与设备简介课程目标学习完此课程,您将会:了解TD-LTE产业发展过程及现状熟悉掌握TD-LTE网络结构和演进方案掌握上海TD-LTE试验网组网方案与结构系统移动通信行业的发展趋势移动通信行业的发展趋势移动互联网发展驱动新一轮移动通信技术3.9GOFDMA2GTDMA3G4GCDMA目前,形成了LTE FDD、TD-LTE、WiMAX竞争的新格局GPRS/EDGE 峰值速率0.47/0.47Mbps 小区吞吐量0.47/0.47Mbps3GPP阵营()WCDMAHSPA 峰值速率:5.76/14.4Mbps 小区吞吐量: 1.5/2.5MbpsTD-SCDMATD-HSPA

2、峰值速率:0.55/1.68Mbps 小区吞吐量:0.36/1MbpsLTE-FDD 峰值速率35/75Mbps 小区吞吐量8.65/16.31MbpsTD-LTE 峰值速率28/84Mbps 小区吞吐量9.8/20.4MbpsLTE-Advanced (包括TD-LTE Ad) 峰值速率500Mbps1Gbpscdma20001xEV-DO Rel. 0D0 Rel. A 峰值速率3GPP2阵营1.8/3.1Mbps(CDMA)小区吞吐量0.4/0.8MbpsWiMAX阵营Mobile WiMAX 802.16e 峰值速率33/75Mbps802.16m 峰值速率500Mbps1GbpsTD

3、-LTE标准融合最大程度实现业利益和公司利益的一致利益、行条件一:继承了TD-SCDMA的技术和产业,可充分利用TD-SCDMA经验和成果,拥有知识产权条件二:国际电联为新一代TDD技术 划分了全球统一的频谱(如2.3GHz),条件四:得到了国际产业的广泛支持,产业链有望更加完善、健壮,实现共赢得了国际运营商的关注平台、共、共终端条件三:起步较早,基本与FDD同步发展,且兼顾了与LTE FDD的协同发展,能够共享全球产业规模和技术研发成果HCR小规模实验LTE-TDD1TDD的融合保存了TDDTD-SCDMA的特色,LCR中国TD-对LTE产业的规模发TDDSCDMA产业LTE-TDD2TD-

4、LTE展起到了重要的作用两种TDD标准不利于规模化发展,且TD-LTE2处于附属地位,TD-S发展存在很大风险TD-LTE标准进程及其现状20082009201020112007及以前Release 8 TDLTE:基础版本Ø 与FDD高度融合,对TDD充分优化Ø Type II 帧结构DwPTS/GP/UpPTSØ 支持下行单流波束赋形Ø 多址方式OFDMA/SCFDMAØ 支持MIMO多流传输Ø 上下行支持64QAMRelease 9 TDLTE:增强版本Release 10 TDLTEAdvanced:面向IMTAdvanced

5、ØØØ引导TDD/FDD共同发展支持下行双流波束赋形Ø增强的上下行MIMO,支持最高下行8流/上行4流传输 载波聚合Carrier Aggregation 增强的小区间干扰消除无线中继RelayTDD 家庭强eMBMS业务(Home eNB)增ØØØØØØ最小化路测,间通信下一步工作Ø 继续在LTEA及其后续演进中推动TDD特Ø研究标准化网络新型实用技术有和优势技术ØTDD新频段支持Ø 协调多点传输ØTDD与FDD共存优化Ø 增强多天线

6、技术Ø网络与终端节能Ø 无线中继技术Ø终端中各种无线技术的协调Ø 更灵活的TDD载波聚合Ø通信Ø 自组织网络与最小化路测大力支持TD-SCDMA演进技术的产中国业化发展要求TD-SCDMA与TD-LTE要同时抓好,制定了产业推进时间计划,强调民族产业在TD-LTE发展中的壮大。专项新一代宽带无线通信工信部TD-LTE工作组2008年3月26日,工 信部成立TD-LTE工作 组,全力推动TD-LTE工作,现已经明确了工作计划,订于2010年下半年开展规模试验。工程发改委设立新一代重大专项已经全面启动。TD- LTE作为TD-SCDMA的

7、后续移动通信技术工程,主要面向TD-SCDMA后续演进技术中关键部件开发、工程化应用和验证。演进技术在专项中得到了充分重视。专项课题已经充分覆盖了TD-LTE系统、芯片、仪表、测试、业务等各环节。网、中国移动作为专项副组长,积极为专项如何发挥更大推动作用提出建议,并积极参与相关项目,推动技术向实际应用能力的转化。积极参与TD-LTE工作组的工作,配合电信作的合力。,形成国内开展测试、研发、认证等工积极响应工程的组建规划,牵头打造面向应用的新型产业链共同创新机制。策略的支持和引导下,TD-LTE在迅速进程迈向试验测试工作启动完成技术试验相关测试启动TD-LTE规模试验完成TD-LTE概念验证测试

8、启动TD-LTE技术试验TD-LTE专项组的测试标准(1项)面向LTE面向设备测试标准及应用技术研究(3项)技术研究测试验证端到端TD-LTE面向TD-LTE规范研究.推动(9项)推动(9项)预研发TD-LTE系统预设备开发TD-LTE数据卡终端研发TD-LTE面向系统设备研发.小规模外场验证(2项)TD-LTE公共测试验证平台建设.开发规模试验(1项)TD-LTE规模试验专项测试验证2010年2008年2009年推动,小规模外场验证TD-LTE端到端标准、研发产业环测试产预境推动,业链推动,规模试验标准推动及研究(2项)TD-LTE及FDD技术试验及标准TD-LTE应用技术研究及推进 研发环

9、境推动(2项) TD-LTE系统试验设备开发TD-LTE试验设备开发概念验证(1项)TD-LTE及FDD技术试验及标准启动TD-LTE概念验证测试TD-LTE工作组及专项深入产业各关键环节,强力拉动产业快速发展策略TD-LTE是实现利益和公司利益双赢发展、保持公司卓越发展的重要平台创新战略和 TD-SCDMA演进技术发展的重要平台 公司发展战略的重要承载 全面满足移动互联网需求 国际主流标准 全面支撑物联网新兴产业发展 与国际主流移动宽带技术同步启动 满足公司全业务发展需求 中国主导 满足公司市场竞争需求 FDD绝对优势的3G全球市场格局已定, 满足业务市场发展需求 高速上网TD-SCDMA发

10、展机会渺茫 移动 无线技术与国内竞争对手相比,我们存在已定的劣势 行业应用 全业务发展我们的劣势还在进一步增大 移动互联网公司策略无线接入网四网及发展目标 TD-LTE是中国移动的未来,要坚持TDD/FDD融合的发展方向 将主要承载高速数据业务,并具备承载话音业务功能 WLAN是对蜂窝网络在承载无线数据方面的重要补充 将主要承载PC、及第WLAN终端的互联网数据业务 建设、运营好TD-SCDMA是中国移动责无旁贷的使命和责任 TD-SCDMA网络将主要承载终端的移动数据业务,并同时承载部分话音业务 网络是中国移动最重要的网络基础 将在今后较长时间内作为话音、业务等基础业务的平台总体定位公司策略

11、未来的移动通信网络趋势以数据业务为主的多层次构架满足语音业务及低速数据接入的全网连续性 TD-SCDMA将满足城域内中高速率数据业务的需求 TD-LTE将满足城市中心及数据需求集中区域的业务需求 业务将于各层网络间保持一定的移动性;IndoorsTD-LTETD-LTETD-SCDMATD-SCDMA公司策略即便是在TD-LTE 的基础LTE支持语音需要较长时间,2G仍然是竞争优势201120132015 ?基于规模试验,覆盖逐步扩大完善,语音互操作性能优化2G将在较长时间内作为语音的承载和国际漫游的主要网络20122014201620182020 ?LTE占2/3G约25%LTE手持终端初现

12、LTE终端普及需要相当长的时间l 经过9年发展,3G用户数约为2G用户数的25%。l 在相当长的时间仍然有大量的2G用户。l 对于语音业务国际漫游,2G更是重要的载体。技术成熟网络和终端优化,具备规模支持语音支持VoLTE终端LTE初期承载数据业务l 初期手持终端中LTE模式于数据业务。预计201415年前后LTE规模承载语音l 预计2013具备支持VoLTE的终端。l 语音业务对LTE网络覆盖连续性有较高要求,并需要保证与2/3G语音互操作质量。公司策略我公司TD-LTE的工作思路 保持TD-SCDMA与TD- LTE在专利上的连续 推动TD-SCDMA设备向TD-LTE平滑演进的能力 确保

13、中国企业在TD-LTE 标准、测试等各环节中发挥的主导作用 扶持链中等薄弱环节加快发展二、保持与TD-SCDMA相互依托、长期共存的关系,推动中国企业成为TD-LTE全球产业的主导者,力争获得国 府和产业的广泛支持。l 标准引领l 创新优化l 全面解决方案l 标准同步l技术融合l 同步l产业融合l 测试同步l融合l 认证同步l 产业链l 模式l 市场产业推进技术创新一、打造与LTE-FDD融合、同步发展的全球化产业,即4S目标: Synchronized,Single Standard, Single Platform,Single Chipset公司策略技术创新:面向TD-LTE应用的技术研

14、究和创新充分借鉴TD-SCDMA经验,中国移动从开始便深度介入研发,结合TD-SCDMA技术成果和应用实际,夯实技术体系基于TD-SCDMA帧结构,以及应用中经验教训,优化设计TD-LTE帧格式,优化控制信道设计,主导完成多流波束赋形、eMBMS等标准优化。标准融合优化自08年起投入大量人力、资金推动建立国际认证体系,测试集、测试代码等工作的完成为体系建立奠定了基础。终端认证对互操作、室内覆盖、干扰共存等关键问题进行深入研究并形成方案建议。针对TD-LTE语音,提出了由优化的IMS解决方案、双模双待过渡方关键方案策略,并推动NGMN接受。案等构成的基于TD-SCDMA智能天线形式,推动超宽带、

15、双极化、65度等新型天线的 创新研发,提出充分发挥TD-LTE技术优势的八通道天线等多天线解决方案, 提出针对不同场景应用的站型要求及由TD-SCDMA向TD-LTE的研究方案。设备要求初期以数据业务为主,针对宽带上网、家庭宽带、行业应用等主要应用场景,推动数据卡、家庭网关、个人热点等多种形态数据设备的研发, 推动双待终端研发。研究并开发宏信、无线商务通等新型业务。新型终端和业务公司策略产业推进:全力争取LTE FDD/TDD同步发展落后6-12月: 标准同步:形成全球统一LTE TDD/FDD标准 2009年3月同步完成R8标准R1-R4标准, R5的终端一致性标准同步继续推进; R9标准同

16、步冻结,后续R10标准正在制定 系统设备晚3-6个月:LTE FDD 2009年12月正式部署;TD-LTE 2010年5月在世博部署演示网络;晚12个月:LTE FDD单模 终端于2009年12月推出;TD-LTE第一版于2010年3月推出,并用于网络演示;功能较为完备的单模2010年底推出 测试基本同步: 09年3月,组织7家TDD厂商顺利完成概念验证测试,落后FDD3个月 10年6月,与FDD同步发布约90%的IODT测试 10年6月,与FDD同步完成90% TD- LTE外场空口测试 终端一致性认证,落后6个月 同步启动3GPP终端一致性规范和GCF认证WI; 目前规范和测试例编写同步

17、完成,但由于TDD支持的终端进展慢,终端测试验证进度较FDD落后6个月。公司策略:全方位拓展国际市场-决定国际市场和信心将确立信心争取同步发展:保持与LTE FDD同步方式:标准、测试、认证、市场推广频率: 频率低频点频率: 产业研发产业链:端到端产产业业链投入产业简报国际宣传展示规范和路标测试和认证定期技术交流实验网国际运营拓展公司策略采用方式:国际合作 目前中国移动已与7家国际运营商建立TD-LTE 推广双边合作机制(MoU/NDA) 多家国际运营商希望与中国移动就TD-LTE建立更深入的战略合作关系国际运营商希望或支持中国移动牵头共同构建TD-LTE运营商多边合作机制;将技术交流和市场推

18、广活动常态化、流程化。公司策略2010-2012年是全球移动宽带频率中期,TDD频率战略地位显著提高的集形成鲜明对比,TDD频谱 在全球许多地区的拍卖中受到重视 和地区2.3G/2.6GTDD频谱情况各与3G频率进展(累计)2009:10个和地区,38家运营商2010:20余个2011:30余个和地区,50余家运营商和地区,60余家运营商/地区2.3G2.6G40M30M德国-50M芬兰-50M挪威-50M瑞典-50M90M50M-90M韩国90M70M(待定)-95M新加坡50M184M(待定)澳大利亚100M带规划越南100M20M新西兰70M65M100M60M美国-50M巴西-50M预

19、计2012年,LTE频谱世界人口覆盖率将达70%频谱分配LTE技术成为技术主流,欧美日运营商先行部署网络,引领LTE FDD发展 FDD现状LTE FDD发展历程分析:在仅有1款终端情况下, 前导2009年底-2010年,8家中小运营商率先部署,对产业带动起到一定作用 规模引领:Verizon,o,T-Mobile,沃达丰等大型传统运营商,逐步跟进,实现规模 发展成果:目前已有46个113个运营商明确发展LTE。2012年底,至少55个LTE网络将投入商业运营;终端从少到多,日趋丰富的LTE终端已三星高通海思以上信息来自GSA报告在欧美日的引领下,全球已有55家运营商决定在2010-2012年

20、部署LTE网络中国主导,TD-LTE球关注中国发展举措取得重要进展,全三、新获得TDD频率的运营商:急于做出技术抉择Reliance Industries等 急于部署网络展开运营 希望TD-LTE尽快成熟直接部署需要中国尽快,推动产业成熟,促使新兴运营商直接部署TD-LTE,避免过渡期先部署WiMAX确定发展TD-LTE的国际运营商:Softbank、DEVAS、AircelAERO2等 拥有TDD频谱 规模较小,希望率先启动,赢得先发优势力量薄弱,需要中国移动级别的大型运营商规模发展,保证其TD-LTE发展成功二、WiMAX阵营:在两种路线中抉择Clearwire、Yota、Vividwir

21、eless等 WiMAX产业规模小,前景不 竞争激烈,希望尽快采用主流技术 观望TD-LTE成熟度需要TD-LTE规模示范,降低TD-LTE终端成本, 促使WiMAX运营商向TD-LTE演进一、传统大型运营商:处于观望Vodafone、Bharti等 拥有一定TDD频谱 观望LTE成熟度,态度犹豫需要中国尽快,推动产业成熟,吸引大型运营商发展TD-LTETDD现状WiMAX运营商和新获得TDD频谱运营商的未来技术选择博弈 TDD现状 明确放弃WiMAX,转向LTE FDD在WiMAX和TD-LTE之间犹豫,可能采取过渡性方案的WiMAX运营商俄罗斯Yota实例一:唯一世界第2大WiMAX运营商

22、Yota已停止在新城市部署WiMAX,决定转向LTE FDD在LTE FDD/TDD之间摇摆实例二:世界第1大WiMAX运营商Clearwire Clearwire同时建设LTE FDD和TDD试验网,下一步计划转向LTE,目前还在FDD/TDD之间摇摆。等待TD-LTE成熟后,网络向TD-LTE演进性TDD牌照的Reliance实例一:唯一获得Reliance Industry目前尚未建网,正在同时评估WiMAX和TD-LTE,由于TD-LTE规模试验,终端不成熟,可能走先上WiMAX,再向TD-LTE演进的道路 短期内继续发展WiMAX网络TDD牌照WiMAX运营商Tikona实例二:实例

23、三:世界第3大WiMAX运营商P1运营商Tikona原先建有802.16dWiMAX网络, 新获得TDD频段后,在未来一段时间可能会继续扩大其WiMAX网络希望其网络向TD-LTE演进,但是还在等待TD-LTE成熟。 TD-LTE和WiMAX正在进行艰苦的拉锯战,需要打消运营商对TD-LTE的顾虑 树立TD-LTE大规模实例,坚定WiMAX和新兴运营商采用TD-LTE信心 推动终端成熟,降低成本 目前WiMAX利益团体利用其短期优势,正在积极推动大量新获得频谱的运营商部署WiMAX 如果TD-LTE错过关键机遇期,WiMAX阵营很可能重新获得有利地位新获得TDD频段的运营商在WiMAX/TD-

24、 LTE之间摇摆现有WiMAX网络的运营商转向LTE走不同道路TD-LTE无线主要技术要求初期后期室外:D室内:E使用频段Ø 基本配置:20M/10MHz2DL:2UL,3DL:1UL(含相应的特殊时隙配比)Ø 多天线:分集、空间复用、波束赋形Ø 基本配置:小区带宽:15MHzØ 多天线技术:双流BF多天线增强方案Ø 无线管理:软件功能Ø 无线管理:小区间干扰控制交叉时隙干扰规避增强方案Ø 互操作基于数据卡/智能终端的与2/3G的互操作方案频率选择性调度扩大网络覆盖的增强方案解决交叉时隙干扰的基本方案Ø 移动性&#

25、216; 同频/异频切换/终端ü 室外:D频段2/8通道宏站ü 室内:E频段2通道ü 室外:D频段ü 室内:E频段单通道微站、Femto等类型网络TD-LTE厂商无线网络路标根据测试情况、与终端 1 进展较快的厂家互通能力以及 2 路标,大致分为两类:相对滞后的厂家、中兴、大唐诺西、阿朗、爱立信普天、新邮通、烽火推出时间较晚:推出较早:2010Q3前,有支持2.3G的2通道2.6G的8通道2010年,有支持2.3G的2通道及支持2011年,有计划支持2.6G8通道2010年上半年,部分厂商有计划支持2.6G的2技术试验进展较慢:仅完成2.3G的技术试验,

26、其效果一般合作终端几乎没有或较少以及更大带宽的RRU通道技术试验测试情况好:已完成2.3GHz及部分2.6GHz的技术试验具备一定终端合作基础网络TD-LTE无线网络设备厂商特点厂商特点测试情况情况推出早(FDD 09Q2,TDD09Q4), 作为LTE TDD与FDD的领跑者已推出2/8通道,8通道产品正在测试中已完成工信部技术试验2.3G测试、外场测试及部分2.6G测试中兴主要TDs供应商,同时研发LTE TDD与FDD已推出2/8通道,8通道产品正在测试中大唐主要TDs供应商之一,目前仅研发LTE TDD已推出2/8通道,8通道产品正在测试中诺西同时研发LTE TDD与FDD,LTE F

27、DD已有已推出2通道,8通道规划中阿朗同时研发LTE TDD与FDD,LTEFDD已有已推出2/8通道,8通道产品正在测试中爱立信同时研发LTE TDD与FDD,LTE FDD已有已推出2/8通道,8通道产品正在测试中新邮通TDs新兴厂商,目前计划研发LTE TDD已推出2通道,8通道正在研发中已完成2.3G及外场测试普天仅完成2.3G测试烽火LTE新兴厂商,目前计划研发LTE TDD已推出2通道样机,2/8通道正在研发中仅完成2.3G测试网络终端相对滞后整体产业链的发展是客观规律终端l 终端厂商启动和投入谨慎-研发周期长,前期投入大,因此终端厂家规划和立项非常谨慎, 需要看到明确的规模市场预

28、期后才会适时启动研发以TD-SCDMA发展历程为例2007年(第二代)2008年(第三代)实现TD/多模2/3G互操作性能优化中国移动介入,预期,TD- 无运营商推动,无预期,产业链处于自发阶段,发展缓慢SCDMA终端产业链发展2004年(第一代)2005年2006年首款TD-SCDMA终端TD-SCDMA技术试验TD-S规模外场试验l 终端研发周期较长-研发周期2年左右,数据卡开发周期约36个月,终端约812个月及级操作系参考应用测试元器件的软件统/软设计开发 集成生产认证销售厂商开发件平台用户中国移动TD-LTE形态规划规模发展/试规模试验技术试验终端中国移动TD-LTE终端形态需求(1/

29、2)终端中国移动TD-LTE终端形态需求(2/2)终端TD-LTE终端发展取得阶段性进展u TD-LTE推动较早,吸引众多国内外厂商参与与TD-SCDMA相比,TD-LTE产业规模明显壮大,包括:传统TD-SCDMA、FDD、WiMAX厂商及国内新兴厂商。u 世博强有力的信号,加快了部分厂商的TD-LTE研发随着2010年世博项目的启动至今,创毅视讯、海思、Sequans、三星、STE、高通相继推出数据卡、移动接入网关等演示。厂商启动TD-LTEu专项的支持促使部分国内研发,但进展缓慢,但是已经可以提中兴、联芯、展讯、重邮等国内厂商尚未推出TD-LTE供FPGA原型机,计划明年推出其首款TD-

30、LTE。终端中国移动TD-LTE需求及产业支持情况终端TD-LTE无线测试工具体系无线测试工具体系网络类测试工具终端/类测试工具终端工具国外厂商Aeroflex支持时间:09Q2终端射频类测试工具国外厂商RS、安捷伦、安立支持时间:10Q3协议一致性/RRM测试工具国外厂商占优星河亮点、RS、安立支持时间:10Q3终端拨测工具射频类测试工具国外厂商RS、安捷伦、安立支持时间:09Q4网络规划类测试工具国内厂商占优 中兴、大唐支持时间:11Q2信道类测试工具协议监测类测试工具国内厂商占优中创、安捷伦、泰克支持时间:08Q4国外厂商思博伦、伊莱比特支持时间:09Q4性能类测试工具国外厂商网鹰、凯达

31、普、PRISMA 支持时间:10Q2外场类测试工具国内厂商占优国内厂商鼎利、普天、大唐支持时间:10Q3鼎利、日讯、迈为、安捷伦支持时间:11Q2测试仪表TD-LTE测试仪表产业发展现状 TD-LTE测试仪表产业研发、集成测试、功能验证等方面较大规模使用射频、信令监测等仪表;部分网规、网优工具由于受限于终端/,故将较晚提供部分厂家:先FDD后TDD研发策略部分厂家:研发重心仍在TD-SCDMA,LTE整体投入较少部分厂家:研发投入少, 侧重FDD-LTE研发启动较晚,仍在调研或功能定义阶段;未较大规模使用测试认证:TD-LTE较TD- SCDMA在测试认证方面取得长足的进步,已纳入GCF测试验

32、证体系,但受限于终端、芯片等进度,仍落后于FDD一个季度左右终端类测试仪表是产业最薄弱环节网络类测试仪表已较大规模应用研发进度与FDD-LTE 相比有3-6个月差距产业薄弱环节产业应用情况产业发展进度测试仪表产业薄弱环节TD-LTE终端测试仪表测试第一章 小结TD-LTE的标准演进过程的TD-LTE发展策略公司的TD-LTE发展策略TD-LTE无线网络设备发展情况TD-LTE终端/发展情况TD-LTE测试仪表发展现状什么是TD-LTE?LTE = Long Term EvolutionLTE 源于的竞争 由3GPP发布于04年11月,目的是为阻击802.16e对宽带移动市场的抢占。 LTE分成

33、FDD和TDD两种双工方式; LTE-TDD存在两种,其中我国主导的LCR方式被3GPP接纳为其中的一种,并正式更名为TD-LTE。TD-LTE:OFDM&MIMO-空口采用OFDM技术-在时变信道中的良能,接收端不需要均衡器-Scalable OFDM可以使带宽灵活扩展-时频的调度,增加了调度的灵活性-采用MIMO技术-支持1.2.4天线的MIMO,SU-MIMO,MU-MIMOOFDM发展历史OFDM应用于 802.11a, 802.16, LTEOFDM应用于宽带数据通信和广播等1990sOFDM在高速调制器中的应用开始研究OFDM 应用在高频军事系统1960s1970s2000

34、sOFDM概述概念正交频分复用技术,多载波调制的一种。将一个宽频信道分成若干正交子信道,将高速数 据信号转换成并行的低速子数据流,调制到每个子信道上进行传输。宽频信道正交子信道f频域波形OFDM优势-对比FDM传统FDM:为避免载波间干扰,需要在相邻的载波间保留一定保护间隔,大大降低了频谱效率。FDMOFDM:各(子)载波重叠排列,同时保持(子)载波的正交性(通过FFT实现)。从而在相同带宽内容纳数量(子)载波,提升频谱效率。OFDM与传统FDM的区别?OFDM优势-对比CDMA考虑到系统设计的复杂程度及成本,OFDM更适用于宽带移动通信OFDMTD-SCDMA抗多径干扰能力可不采用或采用简单

35、时域均衡器 将高速数据流分解为多条低速数据流并使用循环前缀(CP)作为保护,大大减少甚至消除符号间干扰。对均衡器的要求较高 高速数据流的符号宽度较短,易产生符号间干扰。均衡器的复杂度随着带宽的增大而急剧增加与MIMO结合系统复杂度随天线数量呈线性增加 每个子载波可看作平坦信道,天线增加对系统复杂度影响有限系统复杂度随天线数量增加呈幂次变化 需在接收端选择可将MIMO接收和信道均衡混合处理的技术,大大增加复杂度。带宽扩展性带宽扩展性强,LTE支持多种载波带宽 在实现上,通过调整IFFT即可改变载波带宽, 系统复杂度增加不明显。带宽扩展性差 需要通过提高码片速率或多载波CDMA来支持更大带宽,复杂

36、度大幅提升。频域调度频域调度灵活 频域调度颗粒度小(180kHz)。随时为用户选择较优的时频进行传输,从而获得频选调度增益。频域调度粗放 只能进行载波级调度(1.6MHz),调度的灵活性较差。OFDM不足 OFDM输出信号是多个子载波时域相加的结果,子载波数量从几十个到上千个,如果多个 子载波同相位,相加后会出现很大幅值,造成调制信号的动态范围很大。因此对RF功率放大器提出很高的要求受频率偏差的影响子载波间干扰(ICI) 高速移动引起的Doppler频移 系统设计时已通过增大导频密度(大致为每0.25ms 减弱此问题带来的影响一次导频,时域密度大于TD-S)来受时间偏差的影响ISI(符号间干扰

37、)& ICI 折射、反射较多时,多径时延大于CP(Cyclic Prefix,循环前缀),将会引起ISI及ICI 系统设计时已考虑此因素,设计的CP能满足绝大多数(4.68us),从而维持符号间无干扰模型下的多径时延要求较高的峰均比(PARP)TD-LTE多址方式-下行下行多址方式OFDMA将传输带宽划分成一系列正交的子载波,将不同的子载波分配给不同的用户实现多址。因为子载波相互正交,所以小区内用户之间没有干扰。频率用户A集中式:连续RB分给一个用户子载波 优点:调度开销小用户B在这个调度周期中,用户A 是分布式,用户B是集中式用户C分布式:分配给用户的RB不连续优点:频选调度增益较大

38、时间下行多址方式特点power同相位的子载波的波形在时域上直接叠加。因子载波数量多,造成峰均比(PAPR)较高,调制信号的动态范围大,提高了对功放的要求。t峰均比示意图时域波形TD-LTE多址方式-上行和OFDMA相同,将传输带宽划分成一系列正交的子载波,将不同的子载波分配给不同的用户实现多址。注意不同的是:任一终端使用的子载波必须连续频率用户A子载波在任一调度周期中,一个用户分得的子载波必须是连续的用户B用户C时间上行多址方式特点考虑到多载波带来的高PAPR会影响终端的射频成本和电池Carrier-FDMA (即SC-FDMA)以改善峰均比。,LTE上行采用SingleSC-FDMA的特点是

39、,在采用IFFT将子载波转换为时域信号之前,先对信号进行了FFT转换,从 而引入部分单载波特性,降低了峰均比。上行多址方式SC-FDMA符号间保护间隔-概述无保护间隔 符号间无保护间隔时,多径会造成ISI和ICIISI: Inter-symbol Interference,符号间干扰ICI: Inter-Carrier Interference,载频间干扰接收端同时收到前一个符号的多径延迟信号(紫 色虚线)和下一个符号的正常信号(红色实线), 影响了正常接收。时域上看受到了ISI,频域上看受到了ICI幅度一个OFDM符号时间CDMA符号间保护间隔-空白间隔 有保护间隔,但保护间隔不传输任何信号

40、 可以有效消除多径的ISI,但引入了ICI保护间隔符号之间空出一段时间做为保护间隔,这样做可以消除ISI(因为前一个符号的多径信号无法干扰到下一个符号),但同时幅度引起符号内波形无法在周期内为0,导致波形在频域上无法和其他子载波正交。应用于CDMA系统。因为CDMA载波间采用传统FDM分隔,所以频域信号即使有一定偏差也没有问题FFT周期OFDM符号时间有空白保护间隔OFDM符号间保护间隔-CP循环前缀做保护间隔 保护间隔中的信号与该符号尾部相同,即循环前缀(Cyclic Prefix,简称CP) 既可以消除多径的ISI,又可以消除ICICP使一个符号周期内因多径产生的波形为完整的正弦波,因此不

41、同子载波对应的时域信号及其多径干扰(ICI)总为0 ,消除载波间应用于OFDM系统。每个子载波宽度仅为15kHz且交叠存在,子载波间干扰(ICI) 对系统影响较大,因此采用CP消除ICIFFT周期保护间隔一个OFDM符号t上下行RE:Resource Element。 LTE最小的时频。频域上频率占一个子载波(15kHz),时域上占一个OFDM符号(1/14ms)REG:RE group,粒子组。REG = 4 RE1个子载波CCE:Control Channel Element。CCE = 9 REG时间LTE RB示意图1个OFDM符号RB:Resource Block。LTE系统最常见的

42、调度,上下行业务信道都以RB为进行调度。RB = 84RE。左图即为一个RB。时域上占7个OFDM符号,频域上占12个子载波信道类型信道名称调度位置控制信道PCFICHREG占用4个REG,系统全带宽平均分配时域:下行子帧的第一个OFDM符号PHICHREG最少占用3个REG时域:下行子帧的第一或前三个OFDM符号PDCCHCCE下行子帧中前1/2/3个符号中除了PCFICH、PHICH、参考信号所占用的PBCHN/A频域:频点中间的72个子载波时域:每无线帧subframe 0第二个slotPUCCH位于上行子帧的频域两边边带上业务信道PDSCHPUSCHRB除了分配给控制信道及参考信号的多

43、天线技术:分集、空间复用和波束赋形发射分集空间复用波束赋形(Beamforming) 通过对信道的准确估计,针对用户形成波束,降低用户间干扰多路天线阵列赋形成单路信号传输最大比合并 可以提高覆盖能力,同时降低小区内干扰,提升系统吞吐量多路信道同时最小均方误理论上成倍提值速率传输不同信息差或串行干适合密集城区信号散射多地区,不扰删除适合有直射信号的情况 包括时间分集,空间分集和频率分集多路信道传输同样信息分集合并提高接收的可靠性和提高覆盖 适用于需要保证可靠性或覆盖的环境天线模式相关概念将一个码字解复用到多个层上。传输模式不同,采用不同的预编码矩阵。CRSDRSportcodewordlayer

44、层映射预编码REOFDM调制<=码字=流(1、2)层=秩(1、2、3、4)<=天线端口(1、2、4) “码字”与“流”的概念相同,LTE目前有单流或双流; 信道条件好时,可使流-空间复用 信道条件不好时,可切换成分集模式或波束赋形 层与秩(rank)的概念相同,秩为1,2,3,4,表示任一时刻终端和 公共导频的逻辑天线端口有1、2、4三种情况间的信道的个数 也就是说,即便最多可使用4个逻辑天线进行空间复用传输,仍然只传输两个信息流信道编码交织调制信道编码交织调制典型传输模式中对应的基本概念 波束赋型中的业务信道与控制信道使用的参考信号不同: 业务信道使用Port 5参考信号(单流波

45、束赋形)或Port 7,8(双流波束赋形) 控制信道使用2天线端口发射分集模式这意味着,TD-LTE中的波束赋形仅仅是业务信道的(解调用参考信号在port 5和业务信道一起),控制信道仍然采用全向方式给终端传输模式流秩逻辑天线端口数物理天线数CRSDRS发射分集112N/A28空间复用112222822228348448波束赋型1121812228TD-LTE传输模式-概述传输模式是针对单个终端的。同小区不同终端可以有不同传输模式eNB自行决定某一时刻对某一终端采用什么传输模式,并通过RRC信令通知终端模式3到模式8中均含有发射分集。当信道质量快速时,eNB可以快速切换到模式内发射分集模式Mo

46、de传输模式技术描述应用场景1单天线传输信息通过单天线进行无法布放双通道室分系统的室内站2发射分集同一信息的多个信号副本分别通过多个特性相互的信道进行信道质量不好时,如小区边缘3开环空间复用终端不反馈信道信息,发射端根据预定义的信道信息来确定发射信号信道质量高且空间性强时4闭环空间复用需要终端反馈信道信息,发射端采用该信息进行信号预处理以产生空间性信道质量高且空间性强时。终端静止时性能好5多用户MIMO使用相同时频将多个数据流给不同用户,接收端利用多根天线对干扰数据流进行取消和零陷。6单层闭环空间复用终端反馈RI=1时,发射端采用单层预编码,使其适应当前的信道7单流Beamforming发射端

47、利用上行信号来估计下行信道的特征,在下行信号时,每根天线上乘以相应的特征权值,使其天线阵发射信号具有波束赋形效果信道质量不好时,如小区边缘8双流Beamforming结合复用和智能天线技术,进行多路波束赋形,既提高用户信号强度,又提高用户的峰值和均值速率TD-LTE传输模式-发射分集(Mode2)两天线端口-SFBC四天线端口-SFBC+FSTD(空频块编码)(频率偏移发射分集)*Si + 7S i+7S i + 6Si + 6*-Si + *Si + 6-Si + 7*S i+67Si + 5*Si + 4*SSi + 5i +4- Si + 5*Si + 4*Si + 4-Si +5Si + 3Si + 2*Si + 3Si + 2Si + 2- Si + 3*Si+ 2-Si+3 Si + 1Si *Si+ 1S iS i- S*空元素i + 1*S- S i i+1天线端口0天线端口1天线端口2天线端口3天线端口0天线端口1 天线端口0与2(1与3)为一个天线端口对,二者之间为SFBC; 天线端口0与1在频域上交替传送原始信号,二者之间为FS

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