LE空中接口技术与性能-

LTE空中接口技术与性能(2)主讲:西安邮电大学孙友伟教授2012.10.23LTE物理层架构

LTE的OFDM技术LTE物理层其它技术第二章LTE物理层技术1概述正当人们惊讶于WiMAX技术的迅猛崛起时，3GPP也开始了UMTS技术的长期演进（LongTermEvolution，LTE）技术的研究。这项受人瞩目的技术被称为“演进型3G”（Evolved3G，E3G）。但只要对这项技术稍作了解，就会发现，这种以OFDM为核心的技术，与其说是3G技术的“演进”（evolution），不如说是“革命”（revolution），它和3GPP2AIE（空中接口演进）、WiMAX以及最新出现的IEEE802.20MBFDD/MBTDD等技术，由于已经具有某些“4G”特征，甚至可以被看作“准4G”技术。2LTE的需求指标LTE项目首先从定义需求开始。主要需求指标包括：

●支持1.25MHz-20MHz带宽；

●峰值数据率：上行50Mbps，下行100Mbps。频谱效率达到3GPPR6的2-4倍；

●提高小区边缘的比特率；

●用户面延迟（单向）小于5ms，控制面延迟小于1OOms；

●支持与现有3GPP和非3GPP系统的互操作；

●支持增强型的广播多播业务；

●降低建网成本，实现从R6的低成本演进；

●实现合理的终端复杂度、成本和耗电；

●支持增强的IMS（IP多媒体子系统）和核心网；

●追求后向兼容，但应该仔细考虑性能改进和向后兼容之间的平衡；

●取消CS（电路交换）域，CS域业务在PS（包交换）域实现，如采用VoIP；

●对低速移动优化系统，同时支持高速移动；

●以尽可能相似的技术同时支持成对（paired）和非成对（unpaired）频段；

●尽可能支持简单的临频共存。

3LTE物理层标准化进展LTE的研究工作主要集中在物理层、空中接口协议和网络架构几个方面，其中网络架构方面的工作和3GPP系统架构演进（SAE）项目密切相关。3.1双工方式和帧结构

目前的LTE物理层技术研究主要针对频分双工（FDD）和时分双工（TDD）两种双工方式。依据TR25.913中对FDD/TDD共性的需求，TR25.814中的内容基本都假设对FDD和TDD均适用。少数对TDD进行的区别考虑的地方，都进行了特别注明。在TDD模式下，每个子帧要么作为上行子帧，要么作为下行子帧。上行或下行子帧可以空出若干个OFDM符号作为空闲（Idle）符号，以留出必要的保护间隔。子帧的结构可能不断变化，因此可能需要通过信令通知系统当前的子帧结构。3.2基本传输和多址技术的选择基本传输技术和多址技术是无线通信技术的基础。3GPP成员在讨论多址技术方案时，主要分成两个阵营：多数公司认为OFDM/FDMA技术与CDMA技术相比，可以取得更高的频谱效率；而少数公司认为OFDM系统和CDMA系统性能相当，出于后向兼容的考虑，应该沿用CDMA技术。持前一种看法的公司全部支持在下行采用OFDM技术，但在上行多址技术的选择上又分为两种观点。大部霉分厂尤商因征为对OF仿DM的上搂行峰股平比PA壤PR（将污影响蚀手持申终端抵的功爬放成称本和案电池望寿命第）有谋顾虑井，主栗张采核用具雁有较训低PA幸PR的单泛载波翁技术减。另爪一些垂公司尚（主像要是箱积极盟参与Wi复MA庸X标准挤化的塘公司诸）建卫议在腥上行先也采望用OF理DM技术纯，并桌用一宗些增议强技猜术解糖决PA无PR的问招题。桨经过蝇激烈牛的讨福论和丸艰苦秘的融彼合，3G恩PP最终芝选择绪了大谱多数汪公司炉支持匆的方棒案，乐即下尺行OF横DM，上腰行SC（单赔载波取）-F寄DM醒A。上行SC港-F惩DM重A信号划可以忧用“频域”和“时域”两种君方法皂生成傅，频重域生谢成方离法又姿称为DF泉T扩展OF久DM（DF轻T-附S-驴OF捕DM）；盒时域违生成上方法浊又称猜为交喷织FD眼MA（IF歼DM享A）。来采用亭哪种筒生成茅方法旺尚未费确定方，但无大部绞分公除司支塌持采耻用DF沾T-袋S-伴OF偿DM技术仍（如凯图1所示衰）。梦这种放技术虾是在OF墨DM的IF跳FT调制味之前果对信牛号进盾行DF滋T扩展康，这违样系牙统发幼射的梅是时沈域信招号，武从而椒可以趋避免OF尝DM系统跟发送顿频域祖信号吊带来拉的PA肥PR问题验。上行桥传输地方案光选择止：DF素T-歪S-球OF蛋DM调制谨结构揉图上行怎解调软结构浪图下行像传输恩技术OF偶DM下行捕传输钥方案策：OF丈DMOF奖DM发射肿机结涨构OF仰DM原理OF蹦DM的基末本原逆理是楼将高当速的麦数据冻流分悟解为N个并恐行的破低速维数据薪流，北在N个子围载波幻玉上同租时进枝行传摇输。尽这些导在N子载后波上催同时庆传输哀的数鄙据符村号，仇构成首一个OF仁DM符号OF鸣DM并行捎的子残载波袜而言洞，由集于符揭号周丝式期展芒宽，熊多径说效应梁造成萍的时晴的基矮本思疤想是蔬将高斜速的盲数据别流分挂解为佣多路吸并行槐的低办速数农据流纽奉，在指多个烈载波配上同将时进宽行传笛输。袄对于尚低速样延扩宪展相博对变倚小。永当每重个OF仗DM符号亩中插哭入一企定的滤保护胆时间较后，档码间慈干扰恋几乎聪就可卷以忽蒙略与传飞统的善多载接波调栗制（MC插M）相馅比，OF赠DM调制张的各趋个子致载波标间可平相互粮重叠揪，并盲且能困够保伍持各笑个子还载波遣之间能的正沿交性。IF捞FT雄/F举FT计算他量(基2算法)：ID论FT挡/D齐FT计算霜量：OF贺DM系统砖满足Ny赔qu冶is个t无码悼间干胞扰准蜘则。扣但此州时的显符号跌成型独不象鼓通常叫的系满统，段不是测在时艇域进宾行脉写冲成画型，左而是腰在频登域实障现的梢。因畅此时糟频对殖偶关听系，弃通常脏系统零中的梢码间酷干扰(I肯SI拐)变成昌了OF顷DM系统朗中的萝子载么波间爷干扰(I袍CI）为聋了消循除IC剩I，要藏求OF梅DM系统谎在频溉域采典样点洽无失渗真。OF展DM符号刑的频鸭谱结鞭构OF茅DM优势OF掏DM技术镰风险LT忘E物理恋层其谱它技丹术调度：调度绞就是锡动态灰的将哲最适悄合的臣时／粥频资烈源分愈配给擦某个恢用户搞，系饰统根即据信爪道质剖量信睁息（CQ党I）的忌反馈阀、有聋待调尸度的步数据独量、UE能力门等决窄定资跳源的餐分配扰，并搬通过仅控制既信令稼通知呢用户浆。调浓度和贞链路牢自适泉应、HA毛RQ紧密市联系馒，都焦是根呈据下旧述信木息来吊调整惩的：Qo著S参数滩和测友量；No概de划B有待恭调度伍的负哑载量益；等待狠重传挑的数幻玉据；UE的CQ促I反馈朵；UE能力驴；UE睡眠另周期忽和测花量间趣隙／天长度丝式；系统呀参数轻，如基带宽没和干壮扰水贱平。上行思调度貌与下挪行相赚似，奔但上求行除勤了可坟以采培用调慨度来蝇分配浓无线害资源屡外，留还将窄支持铺基于黑竞争筝（Co棍nt冰en但ti幻玉on）的消资源鞠分配菠方式丽。调度揉操作那的基敬础是CQ订I反馈率（当皮然CQ事I信息症还可上以用眠于AM火C、干防扰管签理和秀功率炎控制返等）棕。CQ宝I反馈项的频假域密忆度应悠该是酸最小舱资源富块的康整数动倍，CQ扔I的反经馈周伏期可重以根没据情艘况的客变化凑进行亏调整末。LT妖E还未撤确定弹具体仙的CQ意I反馈蒸方法狼，但软反馈斜开销泻的大辩小将饶作为雷选择CQ梦I反馈带方法怕的重勺要依怪据。链路楼自适杠应：下行唉链路决自适嫌应链路便自适堡应的听核心呜技术仗是自窗适应静调制深和编劫码（AM甚C）。LT把E对AM欧C技术已的争赌论主族要集蛙中在活是否来对一济个用泊户的朵不同快频率鞋资源无采用镰不同株的AM海C（RB瓜-s课pe凝ci屿fi鹊c烂AM薪C）。触理论姿上说害，由卧于频很率选呆择性哑衰落摆的影暴响，驼这样潜做可嫁以比电在所笔有频疾率资吴源上肥采用纱相同策的AM愤C配置仔（RB盐-c喉om外mo另n枣AM政C）取政得更必佳的泡性能拥。但椒大部抬分公答司在膨仿真衬中发讲现这爪种方性法带崭来的祥增益垃并不切明显酬，反蒸而会类带来往额外奥的信今令开求销，导因此歪最终铸决定榆采用RB磨-c砍om溜mo摧n发AM搂C。也老就是懒说，宜对于俩一个刃用户宇的一绑个数壁据流敢，在临一个TT蝇I内，咐一个的层2的PD含U只采夸用一用种调停制编架码组督合（毛但在MI返MO的不情同流穗之间丙可以罢采用垫不同凉的AM竿C组合隶）。上行键链路颜自适蹦应上行砍链路续自适蒙应比鸟下行醉包含堂更多截的内两容，关除了AM塑C外，寺还包奏括传乏输带盘宽的输自适胶应调件整和冰发射茫功率汉的自慰适应馆调整锐。UE发射怠带宽受的调决整主芝要基乌于平视均信桶道条遣件（纪如路俯损和殿阴影秋）、UE能力制和要板求的套数据也率。势该调糊整是松否也股基于就块衰仰落和寒频域顷调度研，有脏待于殊进一历步研眯究。HA落RQ混合总自动畜重传受请求LT土E基本退将采虑用增字量冗换余（In芳cr查em健en执ta叹l夏Re垃du柜nd仗an役cy）HA抵RQ。另野外，症各公度司还谢就是味否采威用异茎步HA恳RQ或自断适应HA费RQ展开故了讨伪论。凡基本经的HA愚RQ，每袋次重兔传的泉时刻惨和所孕采用粗的发屠射参丢数（之调制层编码双方式拳及资托源分俩配等抛）都问是预色先定宅义好快的。证而异南步HA帮RQ则可固以根司据需守要随残时发舒起重口传。呆自适韵应HA迹RQ即每麦次重吊传的直发射政参数棉可以纺动态表调整锄。因歇此异收步HA嫌RQ和自格适应HA日RQ与基锣本的HA问RQ相比汇可以畏取得字一定挪增益听，但嫩需要够额外滥