1TD-LTE基本原理及关键技术-104

TD-LTE基本原理及关键技术中兴通讯学院课程内容TD-LTE概述LTE简介LTE相关组织介绍TD-LTE网络架构TD-LTE协议栈TD-LTE关键技术TD-LTE与LTEFDD的区别LTE背景LTE表示3GPP长期演进(LongTermEvolution)2004年11月3GPPTSGRANworkshop启动LTE项目移动通信技术的演进路线多种标准共存、汇聚集中多个频段共存移动网络宽带化、IP化趋势2G2.5G2.75G3G3.5G3.75G3.9GGPRSEDGEHSDPAR5HSUPAR6MBMS4GMBMSCDMA20001XEV-DO802.16e802.16mHSDPAHSPA+R7FDD/TDD4GGSMTD-SCDMAWCDMAR99802.16dCDMAIS95CDMA20001xLTEEV-DORev.AEV-DORev.BHSUPAHSPA+R7更好的覆盖峰值速率DL:100MbpsUL:50Mbps低延迟CP:100msUP:5ms更低的CAPEX&OPEX频谱灵活性更高的频谱效率LTELTE的目标峰值数据率1实现峰值速率的显著提高，峰值速率与系统占用带宽成正比2在20MHz带宽内实现100Mbit/s的下行峰值速率(频谱效率5bit/s/Hz)3在20MHz带宽内实现50Mbit/s的上行峰值速率(频谱效率2.5bit/s/Hz)目标移动性E-UTRAN系统应能够支持:对较低的移动速度(0-15km/h)优化在更高的移动速度下(15-120km/h)可实现较高的性能在120-350km/h的移动速度(在某些频段甚至应该支持500km/h)下要保持网络的移动性在各种移动速度下，所支持的语音和实时业务的服务质量都要达到或超过UTRAN下所支持的频谱频谱灵活性E-UTRA系统可部署在不同尺寸的频谱中，包括1.4、3、5、10、15和20MHz,支持对已使用频率资源的重复利用上行和下行支持成对或非成对的频谱共存与GERAN/3G系统在相同地区邻频与其他运营商在相同地区邻频在边境两侧重合的或相邻的频谱内与UTRAN和GERAN切换与非3GPP技术(CDMA2000,WiFi,WiMAX)切换LTE频段划分LTE关键技术频谱灵活支持更多的频段灵活的带宽灵活的双工方式先进的天线解决方案分集技术MIMO技术Beamforming技术新的无线接入技术OFDMASC-FDMA课程内容TD-LTE概述LTE简介LTE相关组织介绍TD-LTE网络架构TD-LTE协议栈TD-LTE关键技术TD-LTE与LTEFDD的区别LTE标准组织功能需求标准制定技术验证TSGRANTSGSATSGCTPCGTSGGERAN3GPP组织架构ProjectCo-ordinationGroup(PCG)TSGGERANGSMEDGERadioAccessNetworkGERANWG1RadioAspectsGERANWG2ProtocolAspectsGERANWG3TerminalTestingTSGRANRadioAccessNetworkRANWG1RadioLayer1specRANWG2RadioLayer2specRadioLayer3RRspecRANWG3lubspec,lurspec,luspecUTRANO&MrequirementsRANWG4RadioPerformanceProtocolaspectsRANWG5MobileTerminalConformanceTestingTSGSAService&SystemsAspectsSAWG1ServicesSAWG2ArchitectureSAWG3SecuritySAWG4CodecSAWG5TelecomManagementTSGCNCoreNetwork&TerminalsCTWG1MM/CC/SM(lu)CTWG3InterworkingwithexternalnetworksCTWG4MAP/GTP/BCH/SSCTWG6SmartCardApplicationAspects20052006200720082009LTE标准化进展LTEstartWorkItemStartStudyItemStage1FinishWorkItemStage3FinishWorkItemStage2FinishFirstMarketApplication3GPPR8定义了LTE的基本功能，该版本已于2009年3月冻结，3GPPR9主要完善了LTE家庭基站、管理和安全方面的性能，以及LTE微微基站和自组织管理功能，在2009年12月冻结3GPPR10定义了LTE-A的关键技术如relay，载波聚合，8*8MIMO，已在2011年3月冻结20102011LTE-Astart课程内容TD-LTE概述TD-LTE网络架构TD-LTE协议栈TD-LTE关键技术TD-LTE与LTEFDD的区别LTE网络构架MME/S-GWMME/S-GWX2S1移动性管理服务网关MME/SGW与eNodeB的接口EPCE-UTRANeNodeB间的接口NodeBRNC+=eNodeBEPSeNodeBX2X2eNodeBeNodeBUuE-UTRAN中只有一种网元——eNodeB演进分组核心网——EPC演进分组系统——EPSLTE全网架构SGiS4S3S1-MMEPCRFS7S6aHSSS10UEGERANUTRANSGSNLTE-UuE-UTRANMMES11S5ServingGatewayPDNGatewayS1-UOperator'sIPServices(e.g.IMS,PSSetc.)Rx+网络结构扁平化E-UTRAN只有一种网元—E-NodeB全IP媒体面控制面分离与传统网络互通E-UTRAN和EPC的功能划分3GPPTS36.300E-UTRAN和EPC的功能划分（续）eNB功能:无线资源管理IP头压缩和用户数据流加密UE附着时的MME选择用户面数据向S-GW的路由寻呼消息和广播信息的调度和发送移动性测量和测量报告的配置MME功能:分发寻呼信息给eNB安全控制空闲状态的移动性管理SAE承载控制非接入层（NSA）信令的加密及完整性保护S-GW功能:终止由于寻呼原因产生的用户平面数据包支持由于UE移动性产生的用户面切换课程内容TD-LTE概述TD-LTE网络架构TD-LTE协议栈TD-LTE关键技术TD-LTE与LTEFDD的区别LTE/SAE的协议结构信令流eNBPHYUEPHYMACRLCMACMMERLCNASNASRRCRRCPDCPPDCPAPPUDPGTPUIPS1APSCTPSGWIPUDPGTPUIPSCTPS1APX2AP数据流与UMTS的PS域相同eNBPHYUEPHYMACRLCMACS-GWPDCPPDCPRLCLTE无线接口—用户平面LTE无线接口—控制平面eNBMACUEMACRLCPDCPRLCMMEPDCPNASNASRRCRRCPHYPHY无线帧结构——类型1每个10ms无线帧被分为10个子帧每个子帧包含两个时隙，每时隙长0.5msTs=1/(15000*2048)是基本时间单元任何一个子帧即可以作为上行，也可以作为下行#01个无线帧Tf=307200TS=10ms1个时隙Tslot=15360×TS=0.5ms#11个子帧…………#2#17#18#191个子帧子帧#5DwPTSGPUpPTS…子帧#91个半帧153600TS=5ms1个子帧子帧#0DwPTSGPUpPTS30720TS…子帧#41个时隙Tslot=15360TS1个无线帧Tf=307200Ts=10ms无线帧结构——类型2每个10ms无线帧包括2个长度为5ms的半帧，每个半帧由4个数据子帧和1个特殊子帧组成特殊子帧包括3个特殊时隙：DwPTS，GP和UpPTS，总长度为1ms支持5ms和10ms上下行切换点子帧0、5和DwPTS总是用于下行发送Uplink-downlinkconfigurationDownlink-to-UplinkSwitch-pointperiodicitySubframenumber012345678905msDSUUUDSUUU15msDSUUDDSUUD25msDSUDDDSUDD310msDSUUUDDDDD410msDSUUDDDDDD510msDSUDDDDDDD65msDSUUUDSUUD上下行配比方式“D”代表此子帧用于下行传输，“U”代表此子帧用于上行传输，“S”是由DwPTS、GP和UpPTS组成的特殊子帧。特殊子帧中DwPTS和UpPTS的长度是可配置的，满足DwPTS、GP和UpPTS总长度为1ms。ConfigurationNormalcyclicprefixExtendedcyclicprefixDwPTSGPUpPTSDwPTSGPUpPTS03101OFDMsymbols381OFDMsymbols1948321039231121014121372OFDMsymbols5392OFDMsymbols82693917102---8111---系统占用带宽分析占用带宽=子载波宽度x每RB的子载波数目xRB数目子载波宽度=15KHz每RB的子载波数目=12名义带宽(MHz)1.435101520RB数目615255075100实际占用带宽(MHz)1.082.74.5913.518资源分组时间/OFDM符号（序号l）频率/子载波（序号k）l=0k=01个子帧=1ms=14个OFDM符号（常规CP）1个时隙=0.5ms=7个OFDM符号（常规CP）RE(ResourceElement)最小的资源单位，时域上为1个符号，频域上为1个子载波用(k,l)标记RB(ResourceBlock)业务信道的资源单位，时域上为1个时隙，频域上为12个子载波LTE物理信道概述RadioResourceControl(RRC)MediumAccessControl(MAC)TransportchannelsPhysicallayerControl/MeasurementsLayer3LogicalchannelsLayer2Layer1物理层周围的无线接口协议结构LTE上行/下行信道BCCHPCCHCCCHDCCHDTCHMCCHMTCHPCHDL-SCHMCHBCHPBCHPDSCHPMCH逻辑信道传输信道物理信道CCCHDCCHDTCHUL-SCHPRACHPUSCHRACHPUCCH下行信道上行信道逻辑信道传输信道物理信道逻辑信道MAC向RLC以逻辑信道的形式提供服务。逻辑信道由其承载的信息类型所定义，分为CCH和TCH，前者用于传输LTE系统所必需的控制和配置信息，后者用于传输用户数据。LTE规定的逻辑信道类型如下：BCCH信道，广播控制信道，用于传输从网络到小区中所有移动终端的系统控制信息。移动终端需要读取在BCCH上发送的系统信息，如系统带宽等。PCCH，寻呼控制信道，用于寻呼位于小区级别中的移动终端，终端的位置网络不知道，因此寻呼消息需要发到多个小区。DCCH，专用控制信道，用于传输来去于网络和移动终端之间的控制信息。该信道用于移动终端单独的配置，诸如不同的切换消息MCCH，多播控制信道，用于传输请求接收MTCH信息的控制信息。DTCH，专用业务信道，用于传输来去于网络和移动终端之间的用户数据。这是用于传输所有上行链路和非MBMS下行用户数据的逻辑信道类型。MTCH，多播业务信道，用于发送下行的MBMS业务传输信道对物理层而言，MAC以传输信道的形式使用物理层提供的服务。LTE中规定的传输信道类型如下：BCH：广播信道，用于传输BCCH逻辑信道上的信息。PCH：寻呼信道，用于传输在PCCH逻辑信道上的寻呼信息。DL-SCH