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TD-SCDMALTE介绍北京新邮通通信设备有限公司

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课程目标了解移动通信发展的趋势掌握LTE的概念和关键技术了解LTE的网络结构

TD-SCDMALTE介绍3.TD-SCDMA标准进展介绍2.LTE技术方案1.LTE概述

3GPP标准的演进2000年3月2001年3月2002年6月2005年3月标准化进行中标准化进行中R99WCDMAR4TD-SCDMA软交换R5HSDPAIMS端到端的IP多媒体业务R6HSUPAIMS性能增强MBMSMIMOR7技术进一步改进业务能力进一步增强,类型进一步丰富LTE未来10年或更长时间内网络演进标准化中冻结时间3GPP标准的演进LTE概述起源LTE发展主要有三方面的考虑：基于CDMA技术的3G标准在通过HSDPA以及EnhancedUplink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LTE概述

电信技术业务移动化、宽带化和IP化的趋势日益明显，移动通信技术处于网络技术演进的关键时期。通信技术的发展永远是市场在推动LTE（Long-TermEvolution，长期演进）/SAE（SystemArchitectureEvolution，系统架构演进）作为下一代移动通信的统一标准，具有高频谱效率、高峰值速率、高移动性和网络架构扁平化等多种优势

LTE概述3GLTE带来的了什么?终端(1)出现新的应用更高的数据率峰值

>100Mb/s移动性350Km/h更好的交互性延迟:只有

10ms高级游戏和实时人对人游戏

与游戏控制板相当的质量和性能保障QoS和安全的电子商务(旅行服务，手机电子客票，股票交易，…)行业应用：军事，救援，…

LTE概述3GLTE带来的了什么?终端(2)视频电话多媒体会议

网络会议（带有实时办公室应用的视频会议)用户和设备定位业务面向大众市场，而不是少数用户！原有业务:音视频下载广播和多播业务>20个频道（5MHz）(而不是3-4频道)宽带业务改进的QoS

LTE概述3GLTE带来的了什么?运营商更小的频率粒度

(1.25～20MHz)更加灵活的频谱使用方式更快的LTE系统的引入更少的节点

更简单的O&M技术优势

改变目前产业规则的强烈愿望改善IPR制度，供应商间的更多竞争，更廉价、更优质的产品+经济优势降低每Mbps成本更好的频谱效率(最少2倍)更简单的架构(更少的节点)优化的回程

TD-SCDMALTE介绍2.LTE技术方案1.LTE概述3.关键技术

LTE技术方案什么是LTE?LTE是以OFDM为核心的技术，降低用户面延迟，取消了无线网络控制器（RNC）。与其说是3G技术的“演进”（evolution），不如说是“革命”（revolution）。这场“革命”是系统不可避免的丧失了大部分后向兼容性，也就是说，从网络侧和终端侧都要做大规模的更新换代。因此从技术归属上，可以将LTE看作4G范畴。Page12LTE主要设计目标：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3～5倍高移动性：支持350km/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:<10ms低成本：SON（自组织网络），支持多频段灵活配置一平以分组域业务为主要目标，系统在整体架构上是基于分组交换的扁平化架构Page13TD-LTE与TD-SCDMA系统性能比较TD-SCDMAHSPA2:4时隙配比单载波1.6MHzTD-LTE1:3时隙配比20MHz带宽，2×2MIMOTD-LTE相对于TD-SCDMA性能提升下行峰值速率1.6Mbps100Mbps70倍下行平均速率1Mbps左右40Mbps左右40倍上行峰值速率512kbps20Mbps40倍上行平均速率300kbps左右10Mbps左右30倍频谱效率0.8～1.32.5～63倍～5倍TD-LTE与3G技术比较Page14TD-SCDMAWCDMATD-LTE载波特征1.6MHz，TDD多载波组网5MHz，FDD单载波组网支持多种带宽等级：1.4、3、5、10、15、20MHz信道化过程多址方式CDMA＋TDMACDMA＋TDMAOFDMA＋TDMA调制技术QPSK16QAM（HSPA）QPSK16QAM（HSPA）64QAM（HSPA＋）QPSK、16QAM或64QAM调制方式自适应调整发射/接收技术智能天线联合检测发射分集RAKE接收机HSPA＋支持MIMOBeamforming（智能天线的升级版）或MIMOMIMO模式自适应调整LTE网络整体结构LTE采用扁平化、IP化的网络架构；E-UTRAN用E-NodeB替代原有的RNC-NodeB结构，各网络节点之间的接口使用IP传输，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。

LTE技术方案全新的扁平、IP化网络架构，重新定义网元类型和接口的标准只有两种网元：无线网:eNodeB+核心网:aGW通过IP方式承载综合业务原UTRAN的CS域业务均可由LTE网络的PS域承载信令减化

LTE网络架构扁平RAN结构：取消了RNC，eNB直接和EPC（EvolvedPacketCore）相连，eNB之间直接相连（网格网络）

－EPC分为控制面实体MME和用户面实体SAEGateway

－S1是eNB和MME/UPE之间的接口：S1-C，S1-U

－X2是eNB之间的接口：X2-C，X2-UeNBMME

3G/LTE网络架构LTE网络结构的主要变化变化1：取消RNC，无线接入网只保留基站节点变化2：取消核心网CS域，语音业务全部由IP承载（VoIP）变化3：核心网PS域采用类似软交换的架构，实行承载与业务分离MME(MobilityManagementEntity)主要做移动性管理SGW(ServingGateWay)承担业务网关的功能IMS(IPMultimediaCoreNetworkSubsystem)负责控制业务的QoS变化4：承载网络合一，而且全IP化Page19LTE网元功能eNodeB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ServingGW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LTE网元功能MME寻呼消息分发安全控制空闲状态下的移动性管理SAE承载控制非接入层信令的加密和完整性保护服务网关终止由于寻呼原因产生的用户平面数据包支持由于UE移动性管理产生的用户平面切换LTE网元功能PHY Physicallayer

MAC MediumAccessControl

RLC RadioLinkControl

PDCP PacketDataConvergenceProtocol

LTE无线协议结构用户平面协议栈Layer1PHYLayer2MAC,RLC,PDCP

LTE无线协议结构

PHY Physicallayer

MAC MediumAccessControl

RLC RadioLinkControl

PDCP PacketDataConvergenceProtocolRRC RadioResourceControlNAS Non-AccessStratum

LTE无线协议结构控制平面协议栈Layer1PHYLayer2MAC,RLC,PDCPLayer3RRC,NASS1接口协议栈用户平面接口位于E-NodeB和S-GW之间，传输网络层建立在IP传输之上，UDP/IP之上的GTP-U用来携带用户平面的PDU。S1控制平面接口位于E-NodeB和MME之间，传输网络层是利用IP传输，这点类似于用户平面；为了可靠的传输信令消息，在IP层之上添加了SCTP；应用层的信令协议为S1-AP。S1接口控制面功能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；S1UE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X2接口协议栈X2用户平面接口是E-NodeB之间的接口，用户平面协议栈如下图所示，E-UTRAN的传输网络层是基于IP传输的，UDP/IP之上是利用GTP-U来传送用户平面PDU。X2控制平面接口是E-NodeB之间的接口，控制平面协议栈如下图所示。传输网络层是利用IP和SCTP协议，而应用层信令协议为X2接口应用协议X2-AP。控制面功能连接状态下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）。

LTE帧结构——基本帧结构一个10ms帧，分为10个子帧，每个1ms。每个子帧包含2个时隙，长0.5ms。

LTE帧结构——TDD帧结构

TD-SCDMALTE介绍2.LTE技术方案1.LTE概述3.关键技术

LTE中的关键技术

OFDMMIMO多天线技术扁平华IP结构Page31TD-LTE频谱效率提升关键技术：OFDM单载波OFDM

系统的优点：各个子载波相互交叠，互相正交，从而极大的提高了频谱利用率OFDM系统的缺点：为了保证子载波的正交性，需要高精度的频率和时间同步；而且峰均比较高，对功放的要求较高frequencyfrequencyfrequency传统多载波OFDMLTE中的关键技术-OFDM

LTE中的关键技术-多天线技术多天线技术是实现LTE系统100Mbps传输能力的重要手段

通用的多天线技术有如下几类：–发射分集TransmitDiversity(用于控制和数据信道)–空间复用SpatialMultiplexing(用于数据信道)–波束赋形BeamForming(用于数据信道)UE侧使用两个接收天线LTE中的关键技术－多天线之智能天线没有智能天线的情况下，小区间用户干扰严重使用智能天线的情况下，小区间用户干扰得到极大改善LTE中的关键技术－多天线之MIMOPage34双声道立体声,身临其境的感觉真好两只喇叭+两只耳朵双发双收MIMO，让上网速率翻番两副接收天线+两副发射天线

LTE中的关键技术－多天线之MIMOLTE支持线性预编码、空间发射分集、波束赋形等几种模式

-预编码：基于码本、公共导频

-空间发射分集：基于SFBC

-波束赋形：单流，基于非码本、公共和专用导频从用户数量区分，可分为单用户MIMO（SU-MIMO）和多用户MIMO（MU-MIMO）

-下行MU-MIMO

-上行