第四代移动通信LTE技术介绍课件

1、2011年11月 LTE技术简介2011年11月 LTE技术简介目录TD-LTE发展情况LTE全球发展情况TD-LTE的关键技术LTE-A技术目录TD-LTE发展情况LTE全球发展情况TD-LTE的关键全球LTE网络部署情况2009年12月15日，TeliaSonera在北欧建设第一个LTE商用网截至2012.7.11，101个国家的338个运营商承诺投资LTE网络45个国家88个LTE商用网络（79个FDD,7个TD-LTE,2个FDD/TDD）11个国家58个LTE试验网络至2012年底，预计至少150个LTE网络在64个国家中实现商用已商用LTE承诺商用LTELTE实验网全球LTE网络部

2、署情况2009年12月15日，TeliaSo全球LTE用户发展情况到2012年一季度，全球LTE用户已经达到1700万，2012年第一季度新增740万，呈现加速发展态势；预计2012年底达到4000万用户。用户主要集中在北美和亚太地区，北美地区占比达到64%，亚太地区占比为33%。全球LTE用户发展情况到2012年一季度，全球LTE用户已经韩国和日本是2012年LTE用户增长最快的地点日本韩国韩国2012/10 LTE 用户数美国2800万韩国1600万日本 1000万= 全球 5700万2012/10, 累计600万LTE用户数从2012/7/20，新增200万LTE用户数2012/11,

3、累计740万LTE用户数2012/8, 单月新增100万LTE用户数2012/9, 累计360万LTE用户数LTE用户数渗透率达到36%韩国2012/9,累计250万LTE用户数日本和韩国 LTE (FDD) 市场情况韩国和日本是2012年LTE用户增长最快的地点日本韩国韩国2韩国LTE频段规划和使用策略201120122013850MHz (10MHz) 全国覆盖1.8GHz (10MHz) - 全国覆盖900MHz (10MHz) 区域覆盖 韩国采用高低频段相结合的LTE覆盖方式每家运营商在每个频段上各有10MHz带宽，一个频段做覆盖层，一个频段做容量层计划2014年将分配的频段包括700

4、MHz，2.6GHz和2.3GHz1.8GHz (10MHz) 区域覆盖850MHz (10MHz) 全国覆盖2.1GHz (10MHz) 区域覆盖韩国LTE频段规划和使用策略201120122013850M韩国三大运营商LTE覆盖情况快速部署6-9个月内实现LTE网络全国覆盖室内覆盖: 新建楼宇优先采用MIMO双通道覆盖，现有楼宇利旧原有DAS单通道系统。24-28 城市84-86城市全国覆盖2012年3月29日2011年7月1日2012年1月1日2012年3月26日2011年12月28日2012年4月1日2012年4月23日2012年7月1日2012-05-31韩国三大运营商LTE覆盖情况

5、快速部署6-9个月内实现LTE网SKT在韩国LTE用户发展案例韩国3G用户数SKT LTE用户数月份LTE4个月3G 14个月减少934,000用户数= 2% 3G用户 减少 . . . 在三个月内SKT 在76天内LTE用户数从1百万增长到2百万SKT在韩国LTE用户发展案例韩国3G用户数SKT LTE用FDD频段划分和使用频率频段带宽部署方式覆盖范围Site注释TeliaSonera2.6GBand 720MHz新建城区2T2RTeliaSonera800MHzBand 2010MHz新建广域覆盖2T2RTeliaSonera1800MHzBand 310MHz升级城市覆盖2T2RDoco

6、mo2.1GBand 15MHz升级城市2T2R室内部署10MHzSKT850MHzBand 510MHz新建全国2T2RSKT 1800MHzBand 310MHz升级城市2T2RLGU+850MHzBand 510MHz新建全国2T2R下一步考虑2.1GT-Mobile800MHzBand 2010MHz新建广域覆盖2T2RT-Mobile1800MHzBand 320MHz升级城市2T2RT-Mobile2.6GBand 720MHz新建城区2T2RVerizon700MHzBand 132*10MHz新建全国2T2R下一步考虑1.7G&2.1GKT1800MHzBand310MHz新建

7、全国2T2R900MHz （10MHz）提升局部区域容量EMT2.6GBand 720MHz新建广域覆盖2T2RTMN2.6GBand 720MH新建广域覆盖2T2RElisa1800MHzBand320MHz升级城市覆盖2T2RElisa2.6GBand 720MHz新建热点覆盖2T2R仅用于企业客户LMT1800MHzBand 330MHz升级全国2T2RO2 Telefnica800MHzBand 2010MHz新建广域覆盖2T2R 大多数运营商都采用1个以上频段部署 大多数运营商每个频段上的资源仅10MHz或者20MHz 由于频段分散且资源有限，海外运营商对于CA和Small cell

8、的要求比较迫切。 采用2JR CoMP获得4R/8R的增益 1800MHz/2100MHz refarming到LTE成为趋势FDD频段划分和使用频率频段带宽部署方式覆盖范围Site注释TDD频段划分和使用频率频段带宽部署方式覆盖范围Site注释Reliance2.3GBand 4020MHz新建22个邦2T2RBharti Airtel2.3GBand 4020MHz新建4个邦2T2RAircell2.3GBand 4020MHz新建8个邦2T2RClearWire2.6GBand 41140MHz新建全国2T2R/4T4R除了band38之外的频谱WCP2.6GBand 4120MHz新建

9、全国4T4R另外10MHz在2014年后Hutchison2.3GBand 4030MHz新建全港2T2R/4T4RCMCC HK2.3GBand 4030MHz新建全港2T2RSTC2.3GBand 4020MHz新建城市2T2R沙特Mobily 2.6GBand 3820MHz新建城市2T2R沙特Brazil2.6GBand 3840MHz新建城市8T8R巴西MTS2.6GBand 3820MHz新建城市2T2R俄罗斯印度和香港的3家TD-LTE运营商采用相同的时隙配置。 CLW和WCP部署在band41上(不含band38), 对band41的产业链国际化推进很有利TDD频段划分和使用频

10、率频段带宽部署方式覆盖范围Site注释目录TD-LTE发展情况LTE全球发展情况TD-LTE的关键技术LTE-A技术目录TD-LTE发展情况LTE全球发展情况TD-LTE的关键TD-LTE全球部署情况截止2012年7月11日，已经宣布商用的TD-LTE网络有9个运营商,主要集中在2.6GHz、2.3GHz频段。2011年2月由中国移动主导联合7家运营商发起成立TD-LTE全球发展倡议（GT I），已快速发展至48家运营商成员，27家厂商合作伙伴；目前已经有38个运营商计划部署或正在进行试验。国家运营商频率3GPP频段波兰Aero2(FDD/TDD)2.6GBand 38沙特Mobily2.6G

11、Band 38沙特STC2.3GBand 40巴西SKY-TV2.6GBand 38日本软银2.6GBand 38澳大利亚NBN2.3GBand 40印度Bharti Airtel2.3GBand 40瑞典3 Sweden(FDD/TDD)2.6GBand 38英国UKBB3.5G,3.6GBand 42/43TD-LTE全球部署情况截止2012年7月11日，已经宣布商2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 20132004年12月LTE研究项目正式立项（SI启动）2006年9月LTE SI阶段完成，WI阶段开始2007年11月中国移动联合27

12、家公司主导提出了LTE-TDD融合帧结构的建议，形成帧结构兼容形式2008年底R8版本冻结单流Beamforming多址方式OFDMA/SC-FDMA支持多流传输，MIMO上下行均支持64QAM2009年12月R9冻结Home eNB增强支持双流BFSONeMBMSTD-LTE家庭基站2011年6月R10冻结增强的上下行MIMO，支持最高下行8流/上行4流传输载波聚合Carrier Aggregation无线中继Relay增强型小区间干扰协调2012年底在R10标准接近完成后，R11版本正式立项，R11版本预计在2012年底冻结。LTE 标准进程情况2004 2005 200LTE FDD共用

13、所有规范，公共部分超过80%，差异来自双工方式，主要在物理层。由于TD-LTE采用时分方式，因此需要严格同步，需考虑上下行间的干扰，且支持高速移动的能力不如FDD，因此TDD的规划和优化更复杂。TD-LTE由于需要预留保护间隔，频谱效率略低于FDD，但由于子帧可调整，TD-LTE可更好的匹配上下行业务需求不对称的场景。TD-LTE与FDD-LTE标准异同点比较核心网相同的核心网架构和协议无线网L2/L3除TDD特殊配置及TDD特有的终端能力外，其余协议定义相同物理层 相同点不同点编码调制相同随机接入机制基本相同小区选择机制相同MIMO机制相同上/下行控制机制基本相同双工方式不同帧结构定义不同部

14、分物理信道（如，PRACH、SRS、SCH）资源配置不同部分物理过程（如，HARQ过程）不同TDD 与FDD标准对比LTE FDD共用所有规范，公共部分超过80%，差异来自双工2009年底，部分厂商开始提供基于R8版本的双通道测试设备2009年底，具备满足SAE商用网络基本要求的核心网设备08.Q409.Q109.Q209.Q309.Q410.Q108.Q308.Q210.Q210.Q310.Q411.Q111.Q2网络设备09 Q409 Q42010年Q3，提供基于R8版本的8通道设备10 Q311.Q311.Q412.Q1LTE系统设备发展进程TDD与FDD系统设备产品基本同步开发，但商用

15、进程TDD要比FDD晚约12年时间。 在核心网侧，2009年底已具备满足商用网络基本要求的核心网设备，并在第一个FDDLTE商用网络中成功应用。在无线侧，2009年底，部分系统设备厂商已可以提供基于R8版本的LTE-FDD商用设备，到2011年，系统设备厂商推出了基于R9版本的设备。2011年，大部分厂家已经完成了基于R8版本TD-LTE产品的外场测试。2012年截至目前，主流厂家已完成了R9版本支持双流波束赋形产品功能的外场测试。2011年，提供基于R9版本的8通道设备11 Q32009年底，部分厂商开始提供基于R8版本的双通道测试设备2LTE FDD的5家主要网络设备厂商（华为、中兴、爱立

16、信、诺西、阿朗）均提供商用产品，特点在于规模效应明显：已大量出货，实现量产；且设备形态及规格统一，均为2通道产品，更有助于规模效应设备成熟度高：经过大量商用网络的长时间稳定应用，网络设备的稳定性、可靠性高，已达到商用水平LTE FDD商用网络产品与TD-LTE共平台，5家厂商的新基带单元均可同时支持LTE FDD与TD-LTE不断推出新站型，满足多场景覆盖需求，如阿朗推出的lightRadio微站、诺西推出的单RRU支持3扇区的6通道站型等在网络基本功能完备的前提下，LTE语音全套解决方案、LTE-A重要特性等新功能快速引入TD-LTE共有9家国内外系统厂商提供产品，特点在于TD-LTE与LT

17、E FDD共商用平台：华为、中兴、爱立信等均推出了LTE FDD/TDD共硬件平台方案TD-LTE产品逐步成熟：2011年规模试验网使用的设备存在非商用平台、性能偏低、更改配置需重启基站等问题，扩大规模试验网招标设备已经逐步修改成熟。新产品不断推出：扩大规模试验网设备规范提出了商用网络要求，如支持80W输出功率、40MHz高带宽、10G光接口，大部分厂家推出了满足新规范的产品。LTE FDD网络设备现状TD-LTE网络设备现状LTE FDD众多运营商的强力拉动，LTE FDD设备产品在稳定性、可靠性、多样化、功能完备性等方面已基本商用成熟。TD-LTE网络设备在稳定性、可靠性、产品多样性等方面

18、接近LTE FDD商用初期水平；但由于TD-LTE商用程度相对滞后，因此与当前已大量商用的LTE FDD产品相比，TD-LTE设备还需通过大规模商用优化性能并进一步提高产品的商用程度。总结TDD与FDD系统设备对比LTE FDD的5家主要网络设备厂商（华为、中兴、爱立信、诺TD-LTE芯片终端发展情况17超过17家芯片厂商投身TD-LTE产业，并承诺基于单芯片支持LTE TDD/FDD。目前高通、海思和Altair已经可以提供LTE TDD/FDD融合芯片产品传统的TD-SCDMA 芯片厂商传统的FDD 芯片厂商新兴的芯片厂商传统的Wimax芯片厂商LTE TDD/FDD融合数据卡/CPE众多

19、终端厂商支持TD-LTE产业，已推出数据卡、CPE、移动热点设备、平板电脑和TD-LTE+TD-SCDMA/GSM双待单卡智能手机等多形态产品TD-LTE芯片终端发展情况17超过17家芯片厂商投身TD-规模试验一阶段规模试验二阶段扩大规模试验Q1Q2Q3Q4Q1Q2Q3Q4Q1Q2201120122013单模数据卡已完成：海思、创毅、高通、中兴微Altair、Sequans、联芯多模数据卡已完成：中兴微、联芯、创毅后续进行：展讯、Marvell、海思等多模双待单卡手机正在进行：MTK后续进行：创毅多模MIFI/CPE正在进行：NSN、MTK、中兴、 Altair、Sequans、海思 截止目前

20、已陆续推出TD-LTE终端近50款，涵盖数据卡、MIFI/CPE、平板电脑、双待手机等形态有19款FDD三频800/1800/2600 MHz终端也支持 LTE TDD band 38 (2.6 GHz)。TD-LTE芯片终端发展情况规模试验一阶段规模试验二阶段扩大规模试验Q1Q2Q3Q4Q1网络测试仪表主要包括网规网优类测试仪表以及研发测试仪表：网规网优类测试仪表：国内厂商在技术上已与国外厂家相当，在路测软件、扫频仪等方面已处于领先地位，海思、鼎利、湾流等厂商已经给软银、Clearwire、DoCoMo、KDDI等运营商供货研发类测试仪表：仪表功能和性能比较完备，国内厂商仅在矢量网络分析仪和

21、部分射频类仪表投入研发，总体与国际厂商差距较大网规网优类厂家研发类厂家路测终端海思、创毅、重邮、中兴微、高通、Sequans、Altair性能测试工具/协议仿真仪表EXFO+Aeroflex、IXIA、PRISMA、Artiza路测软件鼎利、惠捷朗、华星、开闻、中兴、TEMS、ACCUVER、JDSU信号发生器安捷伦、R&S、安立扫频仪北方烽火、卓信、JDSU、上海创远、PCTEL、RS 终端仿真工具ERCOM、PRISMA（多用户）、Aeroflex空口监测仪表鼎利、Sanjole、Abit无线信道仿真工具伊莱比特、思博伦、Azimuth便携式频谱分析仪安捷伦、R&S、JDSU（便携式）、安

22、立（便携式）射频矢量网络分析仪上海创远、安捷伦、RS、安立信令监测仪湾流、中创信测、重邮、JDSU、泰克、EXFO、RADCOM、终端测试仪星河亮点、安立、安捷伦、安奈特、RS、Aeroflex无线信道测量工具伊莱比特LTE IR监测仪表无注：蓝色字体标注国内厂商TD-LTE测试仪表进展情况网络类测试仪表体系初步建立，国内厂商仍需扶持发展研发类测试仪表网络测试仪表主要包括网规网优类测试仪表以及研发测试仪表：网规目录TD-LTE发展情况LTE全球发展情况TD-LTE的关键技术LTE-A技术目录TD-LTE发展情况LTE全球发展情况TD-LTE的关键LTE需求减少系统时延提高系统及边界吞吐量，提高

23、频谱效率实现对现有带宽和新增带宽中频谱的灵活使用简化网络结构TR.25.913中定义的LTE系统需求指标LTE需求减少系统时延TR.25.913中定义的LTE系统需LTE需求 需求项绝对需求相比R6下行峰值传输速率 100Mbps 7*14.4Mbps 峰值频谱效率 5bps/Hz 3bps/Hz 小区平均频谱效率 1.62.1bps /Hz/cell (34)*0.53bps/Hz/cell 小区边缘频谱效率 0.040.06bps/Hz/user (23)*0.02bps/Hz 上行 峰值传输速率 50Mbps 5*11Mbps 峰值频谱效率 2.5bps/Hz 2bps/Hz 小区平均频

24、谱效率 0.661.0bps/Hz/cell (23)*0.33bps/Hz/cell 小区边缘频谱效率 0.020.03bps /Hz/user (23)*0.01bps/Hz/user 系统 用户面时延 10ms 1/5 建立连接时延 60sessions/MHz/cell -LTE需求 需求项绝对需求相比R6峰值传输速率 100MLTE技术特点Short TTI = 1 msTransmission time intervalAdvanced Scheduling Time & Freq. (Frequency Selective Scheduling)TXRXTxRxMIMOChann

25、elDL: OFDMAUL: SC-FDMAscalableHARQ: Hybrid Automatic Repeat Request64QAMModulation1221NACKACKRx BufferCombined decodingFast Link Adaptationdue to channel behaviourLTE技术特点Short TTI = 1 msAdvanceLTE天线技术 提高效率，延长电池续航力 改善小区边缘性能 降低终端实现难度Uplink:SC-FDMA上下行峰值速率分别是58Mbps和173Mbps * 可扩展带宽: 1.4 / 3 / 5 / 10 /15

26、/ 20 MHz,也允许在较低频段部署短时延: 10 20 ms * 提高频谱效率 降低干扰 与MIMO配合提高吞吐量Downlink:OFDMA* At 20 MHz bandwidth, FDD, 2 Tx, 2 Rx, DL MIMO, PHY layer gross bit rate * roundtrip ping delay (server near RAN) LTE天线技术 提高效率，延长电池续航力Uplink:上下行LTE产业中TDD和FDD二种模式协调发展3GPP R8 开始，即是一个LTE FDD和TD-LTE的共同版本。此版本中：没有关于TD-LTE标准的特别或独立的文档

27、。LTE FDD和TD-LTE的标准中95 % 都是相同的，主要的区别集中在物理层定义中 (36.21x).TD-LTE 在标准中被定义为LTE框架的一种选项，而不是一种独立的系统。LTE FDD与TD-LTE标准得到了最大限度的共同性。在条件允许时，推荐使用FDD/TDD 共建方案。标准 LTE TDD和LTE FDD可以共平台开发 LTE TDD和LTE FDD产品的差异化约在20左右，主要集中在物理层相关的硬件和软件产品LTE产业中TDD和FDD二种模式协调发展3GPP R8 开LTE版本演进Rel-8Introduction of LTESAE “All-IP”Rel-9TM8LTE-

28、A study itemsRegulatory VoicePositioning PWSMBMSFunc. freeze 12/09ASN.1 freeze 03/10 Rel-10LTE-AdvancedASN.1 freeze03/2009Func. freeze 03/11ASN.1 freeze 06/11 LTE版本演进Rel-8Rel-9Func. freeze LTE FDD和TDD在3GPPT规范中的差异总结Layer3GPP SpecificationsGeneralTDD-specificL136.211, PHY & Structure88%12%36.212 Chann

29、el coding 100% 0%仅有少数标志（ flags）有区别36.213 PHY procedures85%15%36.214 Measurements 100% 0%L2/L336.300 E-UTRAN Architecture100%0%36.306 UE capabilities95%5%多模36.321 MAC 100% 0%36.331 RRC 99% 1%TDD 特殊的 SIB 参数RAN 336.41x S1100%0%36.42x X2100%0%RAN 436.101 UE RF requirements80%20%TDD RF36.104 eNB RF requi

30、rements 95%5%TDD RF36.141 eNB conformance test 95%5%TDD RFLTE FDD和TDD在3GPPT规范中的差异总结LayerLTE TDD 和FDD帧结构比较TDD中，10ms的无线帧包含有1或2个特殊子帧，其余为普通子帧。普通子帧包含两个0.5ms的slot，特殊子帧由3个特殊时隙（UpPTS、GP和DwPTS）组成，其中DwPTS主要用来传输下行同步信号，也能传下行数据，UpPTS上承载接入信道以及上行sounding信道。FDD中，10ms的无线帧分为10个长度为1ms的子帧（Subframe），每个子帧由两个长度为0.5ms的slot

31、组成。用于FDD用于TDDLTE在空口上支持两种帧结构，无线帧长度均为10msLTE TDD 和FDD帧结构比较TDD中，10ms的无线帧TD LTE 独有的智能天线技术LTE热点覆盖LTE中度覆盖LTE全覆盖智能天线:主波束自适应地跟踪用户主信号到达方向旁瓣或零陷对准干扰信号到达方向智能天线在移动通信系统的应用：扩大系统的覆盖区域； 提高系统容量； 提高频谱利用效率； 降低基站发射功率，节省系统 成本，减少信号间干扰充分高效利用移动用户信号并删除或抑制干扰信号TD LTE 独有的智能天线技术LTE热点覆盖LTE中度覆盖LTE FDD和TDD技术对比TDDFDD频 谱频谱对称不需要对称频谱，提

32、高频谱利用效率需要成对频谱频率资源全球频率分布较少全球FDD频谱丰富性能频谱效率平均频谱效率TDD与FDD相当峰值速率TDD使用部分时隙资源分别作上下行传输，峰值速率约为FDD一半FDD使用全部时隙资源分别做上下行传输，峰值速率为TDD两倍组 网上下行配比可灵活配置上下行的时隙比例，适应不同上下行业务比例，并灵活支持多播组播类业务上下行也可支持不等带宽时域保护间隔在上下行时隙之间需要保护时间间隔，且随覆盖半径的不同而不同上下行之间不需要保护时隙，覆盖半径灵活；频率保护间隔无要求上下行之间需要保护带多运营商部署多运营商部署需要协同，邻频部署需要上下行时隙切换点对齐多运营商的部署不需要协同，无需时

33、隙对齐网络同步要求全网同步；全网可同步或非同步方式；设备实现双工器不需要笨重的双工器，减少设备复杂度需要FDD双工器，较单工方式成本提升时延上下行不连续发送,系统时延较FDD高。上下行可以连续发送，系统提供的业务时延较TDD低关键技术多天线技术可以利用上下行信道的对称性，采用先进的无线技术如智能天线、更精确的预编码方案等，提高系统覆盖质量，提升整体吞吐量上下行使用不同的频率，很难利用信道的对称性LTE FDD和TDD技术对比TDDFDD频 谱频谱对核心网架构扁平化的全IP网络SAE GWEPCLMTOMCE-NBE-NBIPoEX2EnvironmentmonitorE-UTRANS1-uS1

34、-uSAEGWPower supplyMMES1-cItf-sApplication Server &Platform 全IP的SAE核心网：控制面网元MME 用户面网元SAE GWHSS等网元扁平化的LTE无线网络eNB为唯一的无线接入设备通过X2相互连接组成E-UTRAN网通过S1接口接入核心网核心网架构扁平化的全IP网络SAE GWEPCLMTOMOFDM概述 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。概念频域波形f宽频信道正交子信道OFDM概述 正交频分复用技术，多载波调制的一种。将一个宽L

35、TE多址方式-下行将传输带宽划分成一系列正交的子载波资源，将不同的子载波资源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。时域波形tpower峰均比示意图下行多址方式OFDMA下行多址方式特点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。分布式：分配给用户的RB不连续集中式：连续RB分给一个用户 优点：调度开销小 优点：频选调度增益较大频率时间用户A用户B用户C子载波在这个调度周期中，用户A是分布式，用户B是集中式LTE多址方式-下行将传输带宽划分成一系列正交的子载波资源，LTE多址方式-

36、上行和OFDMA相同，将传输带宽划分成一系列正交的子载波资源，将不同的子载波资源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上行多址方式SC-FDMA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寿命，LTE上行采用Single Carrier-FDMA （即SC-FDMA）以改善峰均比。SC-FDMA的特点是，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。频率时间用户A用户B用户C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LTE多址方式-上行和OFDMA相同，将传输带宽划

37、分成一系列上下行资源单位信道类型信道名称资源调度单位资源位置控制信道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、参考信号所占用的资源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资源频率CCE：Control Channel Element。CCE = 9 RE

38、GREG：RE group，资源粒子组。REG = 4 RERE：Resource Element。 LTE最小的时频资源单位。频域上占一个子载波（15kHz)，时域上占一个OFDM符号(1/14ms)RB：Resource Block。LTE系统最常见的调度单位，上下行业务信道都以RB为单位进行调度。RB = 84RE。左图即为一个RB。时域上占7个OFDM符号，频域上占12个子载波时间1个OFDM符号1个子载波LTE RB资源示意图上下行资源单位信道类型信道名称资源调度单位资源位置控制PCF多路信道传输同样信息多路信道同时传输不同信息多路天线阵列赋形成单路信号传输包括时间分集，空间分集和频

39、率分集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理论上成倍提高峰值速率适合密集城区信号散射多地区，不适合有直射信号的情况最大比合并最小均方误差或串行干扰删除波束赋形（Beamforming）发射分集 分集合并通过对信道的准确估计，针对用户形成波束，降低用户间干扰可以提高覆盖能力，同时降低小区内干扰，提升系统吞吐量空间复用多天线技术：分集、空间复用和波束赋形多路信道传输同样信息多路信道同时传输不同信息多路天线阵列赋形MIMO 技术总览多天线智能天线技术引入了MIMO(Multiple Input /Multiple output): 单用户下行 MIMO发射分集空间复用多用户 M

40、IMO虚拟 MIMO (UL MIMO)MIMO 技术总览多天线智能天线技术引入了MIMO(Mult发射分集每个天线发送一样的信息发射分集技术本身并不能提升速率，但是在信道条件差的情况下，可以提高信道的传输效率发射分集每个天线发送一样的信息空间复用每个天线发送不同的信息空间复用技术可以大幅提高传输速率此技术要求在信干噪比（SINR）条件好的情况下使用空间复用每个天线发送不同的信息预编码Precoding/开环 Open Loop /闭环Close Loop预编码是通过把多路信号以傅里叶变换分布到频率或时间上发射的方式，实现降低信号间的干扰和提高接收的可靠性。PrecodingCW1CW2Str

41、eam 1矩阵Stream n开环：固定预编码矩阵。闭环：基于码本（矩阵来自规范的约定，使用既有码本）和不基于码本（矩阵来自终端测量信道质量后回传信道指标，eNB计算矩阵）。* CW: Code Word预编码Precoding/开环 Open Loop /闭环CLTE传输模式TM1（单天线）单根天线发射，一根或者两根天线接收。两根天线接收时又称为接收分集（终端算法）。无预编码。LTE传输模式TM1（单天线）单根天线发射，一根或者两根LTE传输模式TM2（双天线）发射分集开环SFBC（空频块编码）矩阵Same Data Stream LTE传输模式TM2（双天线）发射分集Same LTE传输模

42、式TM3（双天线）空间复用双流*开环大延迟CDD（循环延迟分集）矩阵Data stream 1Data stream 2*自TM3以后都支持模内转换为发射分集（单流）的能力LTE传输模式TM3（双天线）空间复用Data streLTE传输模式TM4（双天线）闭环空间复用预编码矩阵来自终端反馈Data stream 1Data stream 2信道质量信息/预编码矩阵LTE传输模式TM4（双天线）闭环空间复用Data stLTE传输模式TM5（双天线）空间复用闭环TM4的延伸 - 多用户Data stream a1Data stream b2Data stream a2Data stream b

43、1LTE传输模式TM5（双天线）空间复用Data streLTE传输模式TM6（双天线）空间复用闭环TM4的简化 单流Same Data stream LTE传输模式TM6（双天线）空间复用Same LTE传输模式TM7（八天线水平波束赋性）单流通过“探测信号” Sounding Signal获知用户方位LTE传输模式TM7（八天线水平波束赋性）单流LTE传输模式TM8（八天线水平波束赋性）双流通过“探测信号” Sounding Signal获知用户方位LTE传输模式TM8（八天线水平波束赋性）双流LTE传输模式-概述Mode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发送无法布放双

44、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衰落特性相互独立的信道进行发送信道质量不好时，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独立性强时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独立性信道质量高且空间独立性强时。终端静止时性能好5多用户MIMO 基站使用相同时频资源将多个数据流发送给不同用户，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发射端利用上行信号来估计下行信

45、道的特征，在下行信号发送时，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，进行多路波束赋形发送，既提高用户信号强度，又提高用户的峰值和均值速率信道质量较高且具有一定空间独立性时（信道质量介于单流beamforming与空间复用之间）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。当信道质量快速恶化时，eNB可以快速切换到模式内发射分集模式LTE传输模式-概述Mode传输模式技术描述应用

46、场景1单天线MIMO R10下行多用户MIMO高下行峰值速率TM98*8天线每用户最多8流UE1MIMO R10下行多用户MIMO高下行峰值速率TM9U水平赋性与垂直赋性波束赋型的意义在于让能量集中在特定的方向，提升终端的接受效率。两通道天线通过给垂直方向排列的振子赋予不同权值，使得波束分别指向距离基站不同远近的用户。八通道天线通过给水平方向排列的振子赋予不同权值，使得波束分别指向不同水平角度的用户。垂直波束赋型平视图水平波束赋型俯视图水平赋性与垂直赋性波束赋型的意义在于让能量集中在特定的方向，动态赋性、静态赋性与半静态赋性动态赋型即PDSCH使用的根据UE反馈的信道质量信息，即时调整波束赋型

47、的矩阵，实现针对单个用户的波束赋型。静态赋型是用于广播信道（控制信道）的赋型，根据站点实际链路损耗等传播环境预设定的参数，对广播波束进行赋型，获得最优覆盖，通常是规划优化的手段。半静态赋型是周期性或者根据小区内UE分布等阈值进行判断实现的赋型调整（PDCCH）。赋型变动周期长。动态赋性、静态赋性与半静态赋性动态赋型即PDSCH使用的根据接收机使用来自多个信道的副本信息能比较正确的恢复出原发送信号，从而获得分集增益。手机受电池容量限制，因此在上行链路中采用接收分集也可有效降低手机发射功率LTE上行天线技术：接收分集 MRC （最大比合并）线性合并后的信噪比达到最大化相干合并：信号相加时相位是对齐

48、的越强的信号采用越高的权重适用场景：白噪或干扰无方向性的场景原理 IRC（干扰抑制合并）合并后的SINR达到最大化有用信号方向得到高的增益干扰信号方向得到低的增益适用场景：干扰具有较强方向性的场景。接收分集的主要算法：MRC &IRC由于IRC在最大化有用信号接收的同时能最小化干扰信号，故通常情况IRC优于MRC天线数越多及干扰越强时，IRC增益越大IRC需进行干扰估计，计算复杂度较大性能比较初期引入建议： IRC性能较好，故建议厂商支持IRC 鉴于IRC复杂度较大，厂商初期可能较难支持，故同时要求MRC 接收机使用来自多个信道的副本信息能比较正确的恢复出原发送信号MIMO R10上行单用户

49、MIMO高上行峰值速率终端2/4天线TM2（R10定义的上行TM）基于UE测量，PUSCH动态切换于两种模式： 闭环空间复用单天线端口发射same codewordsdifferentcodewordsMIMO R10上行单用户 MIMO高上行峰值速率终端2TD-LTE帧结构子帧: 1ms时隙0.5ms#0DwPTS特殊子帧: 1ms#2#3#4半帧: 5ms半帧: 5ms帧: 10msGPUpPTSTD-LTE帧结构特点：无论是正常子帧还是特殊子帧，长度均为1ms。FDD子帧长度也是1ms。一个无线帧分为两个5ms半帧，帧长10ms。和FDD LTE的帧长一样。特殊子帧 DwPTS + GP

50、 + UpPTS = 1msDL-UL ConfigurationSwitch-point periodicitySubframe number012345678905 msDSUUUDSUUU15 msDSUUDDSUUD25 msDSUDDDSUDD310 msDSUUUDDDDD410 msDSUUDDDDDD510 msDSUDDDDDDD65 msDSUUUDSUUD TD-LTE上下行配比表转换周期为5ms表示每5ms有一个特殊时隙。转换周期为10ms表示每10ms有一个特殊时隙。TD-LTE帧结构子帧: 1ms时隙#0DwPTS特殊子帧:TD-LTE和TD-SCDMA邻频共存（1

51、）TD-S = 3:3根据仿真结果，此时TD-LTE下行扇区吞吐量为26Mbps左右（采用10:2:2，特殊时隙可以用来传输业务）TD-LTE = 2:2 + 10:2:2TD-SCDMA时隙 = 675usDwPTS = 75us GP = 75us UpPTS = 125usTD-LTE子帧= 1ms = 30720Ts10:2:2 = 21952Ts : 4384Ts : 4384Ts3:9:2 = 6592Ts : 19744Ts : 4384TsTD-SCDMATD-LTE1.025ms= 2.15ms特殊时隙特殊时隙共存要求：上下行没有交叠（图中Tb Ta）。则TD-LTE的DwP

52、TS必须小于0.85ms（26112Ts)。可以采用10:2:2的配置0.675ms1msTD-LTE和TD-SCDMA邻频共存（1）TD-S = 3TD-SCDMATD-LTETD-SCDMA时隙 = 675usDwPTS = 75us GP = 75us UpPTS = 125usTD-LTE子帧= 1ms = 30720Ts10:2:2 = 21952Ts : 4384Ts : 4384Ts3:9:2 = 6592Ts : 19744Ts : 4384Ts0.7ms0.675ms1ms= 1.475ms共存要求：上下行没有交叠（图中Tb Ta） 。 则TD-LTE的DwPTS必须小于0.

53、525ms（16128Ts)，只能采用3:9:2的配置TD-S = 4:2 根据计算，此时TD-LTE下行扇区吞吐量为28Mbps左右（为避免干扰，特殊时隙只能采用3:9:2，无法用来传输业务。经计算，为和TD-SCDMA时隙对齐引起的容量损失约为20% ）计算方法：TS36.213规定，特殊时隙DwPTS如果用于传输数据，那么吞吐量按照正常下行时隙的0.75倍传输。如果采用10:2:2配置，则下行容量为3个正常时隙吞吐量+0.75倍正常时隙吞吐量。如果丢失此0.75倍传输机会，则损失的吞吐量为0.75/3.75 = 20%TD-LTE = 3:1 + 3:9:2TD-LTE和TD-SCDMA

54、邻频共存（2）TD-SCDMATD-LTETD-SCDMATD-LTE0.TD-LTE和TD-SCDMA邻频共存（3） TD-SCDMA与TD-LTE邻频共存时，需要严格时隙对齐，当TD-SCDMA配置为2UL:4DL时，TD-LTE需用配置1UL:3DL，特殊时隙3:9:2或3:10:1与其匹配 DwPTS均仅占用3个符号，无法传输业务信道，为了提高业务信道的容量，又满足邻频共存时两个TDD系统的GP对齐，建议增加DWPTS的符号数，在短CP情况下，增加新的特殊时隙配比6:6:2；在长CP下情况下，增加新的特殊时隙配比5:5:2 增加新的特殊时隙配比需要修改标准，目前已经将该要求写入R11版

55、本，后续将考虑如何在R9版本中引入该要求。TD-LTE和TD-SCDMA邻频共存（3） TD-SCD特殊子帧TD-LTE特殊子帧继承了TD-SCDMA的特殊子帧设计思路，由DwPTS，GP和UpPTS组成。TD-LTE的特殊子帧可以有多种配置，用以改变DwPTS，GP和UpPTS的长度。但无论如何改变，DwPTS + GP + UpPTS永远等于1ms特殊子帧配置Normal CPDwPTSGPUpPTS0310119412103131121412115392693271022811121msGPDwPTSUpPTS1msGPDwPTSUpPTSTD-LTE的特殊子帧配置和上下行时隙配置没有制

56、约关系，可以相对独立的进行配置目前厂家支持10:2:2（以提高下行吞吐量为目的）和3:9:2（以避免远距离同频干扰或某些TD-S配置引起的干扰为目的），随着产品的成熟，更多的特殊子帧配置会得到支持特殊子帧TD-LTE特殊子帧继承了TD-SCDMA的特殊子帧主同步信号PSS在DwPTS上进行传输DwPTS上最多能传两个PDCCH OFDM符号（正常时隙能传最多3个）只要DwPTS的符号数大于等于6，就能传输数据（参照上页特殊子帧配置）TD-SCDMA的DwPTS承载下行同步信道DwPCH，采用规定功率覆盖整个小区，UE从DwPTS上获得与小区的同步TD-SCDMA的DwPTS无法传输数据，所以T

57、D-LTE在这方面是有提高的。如果小区覆盖距离和远距离同频干扰不构成限制因素（在这种情况下应该采用较大的GP配置），推荐将DwPTS配置为能够传输数据DwPTS主同步信号PSS在DwPTS上进行传输DwPTSUpPTSUpPTS可以发送短RACH（做随机接入用）和SRS（Sounding参考信号）根据系统配置，是否发送短RACH或者SRS都可以用独立的开关控制因为资源有限（最多仅占两个OFDM符号），UpPTS不能传输上行信令或数据TD-SCDMA的UpPTS承载Uppch，用来进行随机接入UpPTSUpPTS可以发送短RACH（做随机接入用）和SR逻辑、传输、物理信道下行信道映射关系上行信道

58、映射关系 逻辑信道定义传送信息的类型，这些数据流是包括所有用户的数据。 传输信道是在对逻辑信道信息进行特定处理后再加上传输格式等指示信息后的数据流。 物理信道是将属于不同用户、不同功用的传输信道数据流分别按照相应的规则确定其 载频、 扰码、扩频码、开始结束时间等进行相关的操作，并在最终调制为模拟射频信号发射出去； 不同物理信道上的数据流分别属于不同的用户或者是不同的功用。 逻辑、传输、物理信道 逻辑信道定义传送信息的类型，这些数据流物理信道简介信道类型信道名称TD-S类似信道功能简介控制信道PBCH(物理广播信道）PCCPCHMIBPDCCH（下行物理控制信道)HS-SCCH传输上下行数据调度

59、信令上行功控命令寻呼消息调度授权信令RACH响应调度授权信令PHICH(HARQ指示信道）ADPCH传输控制信息HI（ACK/NACK)PCFICH（控制格式指示信道）N/A指示PDCCH长度的信息PRACH（随机接入信道）PRACH用户接入请求信息PUCCH（上行物理控制信道）HS-SICH传输上行用户的控制信息，包括CQI, ACK/NAK反馈，调度请求等。 业务信道PDSCH（下行物理共享信道）PDSCH下行用户数据、RRC信令、SIB、寻呼消息PUSCH（上行物理共享信道）PUSCH上行用户数据、用户控制信息反馈，包括CQI,PMI,RI物理信道简介信道类型信道名称TD-S类似信道功能

60、简介控制信道物理信道配置物理信道配置同步信号用来确保小区内UE获得下行同步。同时，同步信号也用来表示小区物理ID（PCI），区分不同的小区 P-SCH (主同步信道）：UE可根据P-SCH获得符号同步 S-SCH（辅同步信道）：UE根据S-SCH最终获得帧同步SCH配置时域结构频域结构PSS位于DwPTS的第三个符号SSS位于5ms第一个子帧的最后一个符号SCH (P/S-SCH)占用的72子载波位于系统带宽中心位置 SCH(同步信道)同步信号用来确保小区内UE获得下行同步。同时，同步信号也用来小区物理ID（PCI）LTE系统提供504个物理层小区ID(即PCI)，和TD-SCDMA系统的12