技术和原理-lte培训关键技术分析

培训目了解LTE高阶调制、AMC、HARQ和宏分集技术分掌握OFDM的基本原了解OFDM和CDMA技术各自的优缺掌握LTE的下行多址方式和上行多址方掌握LTE采用的MIMO方高阶调制、AMC、HARQLTE下行和上行MIMO高阶调制、AMC、HARQLTE下行和上行MIMOLTE的调制方 _PA3Channel(64QAMvs小区边缘:0%小区中心0%~10%靠 :30%~50%增益高阶调制增益受信道条件影响较 PB3Channel(64QAMvs小区边缘:0%小区中心0%靠 :10%~20%增益自适应调制和编码信道质量的信息反馈，即ChannelQualityIndicatoreNodeB基于CQI来选择调制方式，数据块的大小和数据速→

Node

→

NodeCQI索CQIcoderatex0outof123456789 -传统的–接收端接收数据块，并解编–根据CRC解校验，得到误块丢弃错误的数据

混合–接收端接收数据块，并解编–根据CRC解校验，得到误块–如果误块率较暂时保存错误的数据接收端要求发送端重HARQwithSoftPacketPacketPacket Packet PacketARQCC（ChaseCombining）（重复发送相同的数据FIR（FullIncrementalRedundancy）（优先发送校验比特HybridAutomaticRepeat(HARQChaseCombiningCCHybridAutomaticRepeat(HARQIncrementalRedundancyIR多进程“停新包新包等新包等重传包新包等新包等重传包同步和异步HARQ-按重传的时序安排分 自适应和非自适应HARQ-按传输配置分下行异步自适应HARQ流 结束一个下行HARQRTT下行HARQ传输时UE上

下行HARQ环回时间发送时

eNodeB

上行传输延行接收时

行发送时接收时

3ms

eNodeB处理和下行调度延下行传输延UE处理延迟2ms左上行同步非自适应HARQ流 结束一个上行HARQRTT上行HARQ传输时

上行HARQ环回时间

UE

HARQ进程数对于SaWHARQ，一次传输发出后，要等待RTT时间才能决定HARQ进程数量估HARQ橙色线：传统兰色线：接收方分集合并的红色线：增加FEC冗余方式的宏分集技 宏分集技术优宏分集的取舍对于系统构架的影支持宏分集的网络架构（三层构架网（CN）、无线网络控制器（RNC） （Node不支持宏分集（扁平网络架构网 WCDMA中宏分集技术的使的数据几个不的 在 物数据信H中传输终端接收到不同小区的数据，行软合并后输入译 进行译码。 间）WCDMA中宏分集技术的使法发送数据由于终端对于不同 的信道条件变化不同，不同 在与相同的终端通信时可能会选择不同的AMC等级，这样将会增加软合并实现的难度。同时由于AMC和RQ的使用减少了宏分集带来的分集增益。A没有使用软切换方式。上行增加HSUPA功能，继续保留宏分LTE系统对宏分集的取舍-下行宏分 LTE系统对宏分集的取舍-上行宏分（软合并/选择性合并用户面终结在用户面终结高阶调制、AMC、HARQLTE下行和上行MIMOOFDM的由

OrthogonalDivision正交频分复OFDM发射流调制F映子I 并插载载F 串入调制F映射 OFDM 操OFDM实现方使用OFDM实现方法（续正交对第j个子载波进行解调可以恢复出期望符号。而对其它载波由于在积分时间内，频率差别(i-j)/T可以产生整数倍个周期，OFDM是为多 信道而设计

应对符号间干扰 加CP操

CP长度的确CP长度的确越短越好：越长，CP开销越大，系统频谱效率越越长越好：可以避免符号间干扰和子载波间干CP长度的确符

常规CP+常规符用于常规小区单播系符扩展CP+常规符用于大小区单播或MBMS系符应对频率选择 -窄带并行传化零为整，简 的信道均衡操子载波间隔确考虑因素：频谱效率和抗频偏能子载波间隔越小， 频移和相位噪声过于敏频移影响大于相位噪声（以此为主频频 发出信号频率为 对运动速度为Ｖ，Ｃ为电磁波在自由空间 频 f1V T C

360103/

子载波间隔确定 频移影 低速场景 频移不显著，子载波间隔可以较高速场景 频移是主要问题，子载波间隔要较仿真显示，子载波间隔大于 频移不会造成严重性能下独立载波MBMS应用场景为低速移动，应用更小的子载波间隔，以CP开销，提高频谱效率，采用7.5KHz子载Wimax的子载波间隔为10.98KHz，UMB的子载波间隔为OFDM图高阶调制、AMC、HARQLTE下行和上行MIMOOFDM技术的优OFDM技术的优势-频谱效率各子载波可以部 OFDM技术的优势-带宽扩展性 OFDM技术的优势- OFDM技术的优势-频域调度和自适用户

用户

用户

用户

用户

用户 多载波/单载波对频率选择 的适实际

频带均

均

频带均频 频OFDM技术的优势-实现MIMO技术简 OFDM技术存在的问OFDM不足1— 比下行使用高性能功放，上行采用SC-FDMA以改善蜂均OFDM不足2——对频率偏移特别敏OFDM不足3-多小区多址和干扰抑这方面的考虑而可能为多小区组网带来）。可能的解决高阶调制、AMC、HARQLTE下行和上行MIMO多址技 单载波（SC）传输技术PAPR较LTE采用在频域实现的多址方式：单载波频分多址（SC- VSSC-DFT-S-OFDM信号产 数数M点M点 00DFT-S-OFDM解均均丢DFT-S-OFDM方式下的上行用户复M点后续处M点后续处频 M点0 M点0M点

后续处后续处后续处上行RB资源只有集中式的后续处频下行调制多址SystemSub-Sub-band：Sub-band：12Sub-

System

SingleSub-band：Sub-band：12Sub-

TimefrequencyresourceforUser1TimefrequencyresourceforUser2TimefrequencyresourceforUser3高阶调制、AMC、HARQLTE下行和上行MIMOLTE下行和上行MIMOMIMO技术概下行MIMO的实上行MIMO的实LTE多天线技MIMO的定广义定义：多进多出（Multiple-InputMultiple-狭义定义：多流MIMO—— 值速MIMO技术的分从MIMO的效果分类传输分集（Transmit据流，避免单个信 对整个链路的影响波束赋形利用较小间距的天线阵元之间的相关性，通过阵元发射的波之间形成，集空间复用（Spatial利用较大间距的天线阵元之间或赋形波束之间的不相关性，向一个终端/并空分多址射数据流，或从多个终端并行接收数据流，以提高用户容量从是否在发射端有信道先验信息分闭环（Close-Loop）MIMO：通过反馈或信道互异性得到信道先验开环（Open-Loop）MIMO：没有信道先验信MIMO系统的极限容MIMO(MultipleInputMultiple y1h11x1h12x2接收信号

y2

h22

yHx极限容量：

log2detI

HRxxH

min(nt,nr)

Pt

N0

N0MIMO系统的极限容量的本MIMO信道容量的本质—等效于多个正交并行子信yyHx 发射 发射 y

0x yU yU00VHx0r000 000 i为信道矩阵的奇异值，代表每个子信 的幅

~1i3

~

0 1

极限容量比20 下行MIMO技术—使用场信道容

信噪下行MIMO技术—使用场LTE下行和上行MIMOMIMO技术概下行MIMO的实上行MIMO的实下行物理信道的基带信号处

天线端信编码信编信信编码字

OFDM号产资源粒调加OFDM号产资源粒调加OFDM号产资源粒加层层层实体有效地将复数形式的调制符号到一个或多个以使用不同的层方式。码字\层\天线口之间的关传输分集的层数码字数目关21第1码1层和第241MIMO-传输分最常用的传输分集技术包括：（Alamouti编码空时块码（STBC，Space-TimeBlock空频块码（SFBC，Space-FrequencyBlockLTE支持SFBC传输分集技MIMO-传输分SFBC+循环延迟分集SFBC+天线切换分天线切换分SwitchedTransmitDiversity，TSTD）；（FrequencySwitchedTransmitDiversity,FSTD）时时间切换传输分集时天线天线...天线..频频使用的子载波 空子载波时频率切换传输分集时天线天线..天线..频频天线1使用的子载波 空子载波 天线2使用的子载天线切换分集与SFBC结FSTD和SFBC结合的4发射天线传输分频率1频率2频率3频率天线

s*

0天线

0 s* 4

LTE支持上行天线时间切换传输分集（TSTD）支持FSTD和SFBC结合作为一种传输分集方空间复用传天线端信编码信编信信编码字

OFDM号产资源粒调加OFDM号产资源粒调加OFDM号产资源粒加层空间复用码字和 关系层数码字数目关11第1121222第11层;第2232第1第212层和第342第1第21层和第23层和第4开环空间复开环空间复用模式下的Large-delayeNodeB周期地分配不同的Precoding码字到不同的数据子载波。其中每m个子载波用不同的Precoding码字，m为Rank数Large-delayCDD方案只用于支持Rank1和开环空间复用的动态Rank自适设计用于高速场景的较少的反馈开

y(0)

W(i)D(i)U

x(0)(i) y(P1) x(1) 闭环空间复eNodeB矩阵，并将矩阵 送给eNode闭环空间复用-预编码码CQI：信道质量指PMI：预编码矩阵指DLSU-MIMO2Tx天线 4Tx天线：交叉极化和线性天线阵下行预编码方非码本的预编码方式(non-codebookbasedpre-基于码本的预编码方式(codebookbasedpre-

发送上行解调或探测导发送上行解调或探测导通过导频获得导发送预编码的数导发送预编码的数基于CSI进行预编矩阵计预编码操和 和使预编预编码矩获得过预编码操过码矩阵解调数据符基于公共导频和预发送预编码的数符号和公共导获得发送预编码矩阵证信反馈PMI(预编阵指示基于PMI从码本中择预编码矩通过公共导频获发送公共导基于PMI从码本中择预编码矩预编码操基于CSI从码本中择预编码矩下行MIMO应Pre-UserkPre-UserkUser1User2UserChannel 单流波束赋

基于分组波束赋形的空分多

分组波束赋LTETDDBeamforming性单流Beamforming主要用于改善小区边缘的用户吞吐量相比4天线MIMO，8天线Beamforming能带来较大增益下行多用户E-MBMS中的M