第4代移动通信技术简介

第四代移动通信技术LTE---TheLongTermEvolution前言LTE技术由3Gpp定义，作为第四代移动通信的技术LTE正式名称：EPS，即演进型的分组系统，有两部分组成LTE（Long-TermEvolution，长期演进）SAE（SystemArchitectureEvolution，系统架构演进）1.LTE的发展与演进2.LTE的基本原理3.LTE的关键技术4.LTE的实际应用LTE的发展与演进LTE的发展与演进LTE标准发展里程2004-122006-062007-06RAN#26次全会üLTE研究项目（SI）立项ü开始目标需求制定，征求候选技术方案ü完成候选技术征集和性能评估ü完成需求报告和可行性技术报告TR25.913,TR25.9122008-123GPP-3G长期演进2008-6LTESI阶段RAN#32次全会üLTE研究项目（SI）结束üLTE工作项目（WI）开始RAN#36次全会ü完成第二阶段工作ü正式进入标准发展的第三阶段LTEWI阶段ü3GPP着手LTE功能性规范，完成技术报告TR25.813,TR25.814等ü完成阶段2性能验证ü预计LTE标准正式发布TSü功能性已经冻结,开展CRStage2阶段2008-3RAN#39次全会ü完成整个LTE标准制定的主要工作Stage3阶段ü各工作组完成必要的标准规范，输出具体的TS序列3GPP为了保持未来10年在宽带移动系统中的竞争力，从2004年12月开始LTE项目，2008年12月正式发布标准设计目标•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2～5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：设备成本、运维成本1.LTE的发展与演进2.LTE的基本原理3.LTE的关键技术4.LTE的实际应用LTE的基本原理OFDM(正交频分复用）MIMO（多天线技术）传统单载波系统单载波系统的数据传输形式是串行数据流，符号被连续传输，每个数据符号的频谱可占据整个可利用的带宽。多载波系统多载波系统并行传输数据流，（使高速数据流转换低速数据流），许多符号同时传输，将输入数据符号串并转换到N个并行子信道中。OFDM原理OFDM的基本原理是将高速的数据流分解为N个并行的低速数据流，在N个子载波上同时进行传输。这些在N子载波上同时传输的数据符号，构成一个OFDM符号BandwidthOFDM优势频谱效率高OFDM采用多载波方式避免用户的干扰，只是取得用户间正交性的一种方式，“防讳于未然”的一种方式未然式CDMA采用等干扰出现后用信号处理技术将其消除，例如信道均衡、多用户检测等；以恢复系统的正交性相对单载波系统(CDMA)来说，多载波技术(OFDM)是更直接的实现正交传输的方法带宽扩展性强-----决定性优势OFDM信道带宽取决于子载波的数量CDMA只能通过提高码片速率或者多载波方式支持更大带宽，使得接收机复杂度大幅度上抗多径衰落相对于CDMA系统，OFDMA系统是实现简单均衡接收机的最直接方式OFDM优势频域调度及自适应OFDM可以实现频域调度，相对CDMA来说灵活性更高可以在不同的频带采用不同的调制编码方式，更好的适应频率选择性衰落实现MIMO技术较简单MIMO技术的关键：有效避免天线之间的干扰以区分多个数据流平坦衰落信道中实现MIMO更容易，频率选择性信道中，很难将MIMO接收和信道均衡区分开OFDM缺点PAPR问题高PAPR给系统很多不利：增加模数/数模转换的复杂度、降低RF功放的效率、增加发射机功放的成本等未然式降低PAPR的方法：信号预失真技术：如消峰(Clipping)、峰加窗编码技术、加扰技术时间和频率同步时间偏移会导致OFDM子载波的相位偏移，所以引入CP载波频率偏移带来两个影响：降低信号幅度、造成ICIMIMO：多天线技术Page15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MIMO主要模式•复用模式–不同天线发射不同的数据，可以直接增加容量：2×2MIMO方式容量提高1倍•分集模式–不同天线发射相同的数据，在弱信号条件下提高用户的速率Page16UEABCDEFGHIJKLMNOPABCDEFGHA’B’C’D’E’F’G’H’ABCDEFGHUEMIMO可以在复用模式和分集模式之间自适应动态转变多天线之BeamForming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Page17Beamforming和MIMO结合使用，既改善覆盖，又提升容量多天线技术优势LTE基本原理IFFTQAM调制（QPSK/16QAM/64QAM）串-并...加CPOFDM调制子载波映射......信道编码/交织/加扰频频频频IFFT信道编码/交织/加扰QAM调制（QPSK/16QAM/64QAM）DFTDFT-SOFDM调制加CP...子载波映射......频频频频频频•Downlink-OFDMA•Uplink-SC-FDMA1.LTE的发展与演进2.LTE的基本原理3.LTE的关键技术4.LTE的实际应用LTE的关键技术AMC(自适应调制编码）HARQ（混合自动重传）FastScheduling（快速调度）ICIC（小区间干扰抑制）AMC（自适应调制编码）•调制的作用：把需要发送的信息通过调制符号进行表示•高阶调制的优点：每符号能表示更多的信息Page23TD-LTE采用64QAM调制方式，效率是QPSK的3倍，也比16QAM峰值速率提升50％，空口速率提升——高阶调制AMC（自适应调制编码）•高阶调制的缺点：越是高性能（速率高）的调制方式，其对信道质量的要求也越高•AMC:基于信道质量，选择最合适的调制方式，编码方式：–好的信道条件-减少冗余，高阶调制–坏的信道条件-增加冗余，低阶调制Page24HARQHARQ=FEC+ARQ.在LTE中，FEC是带QPP的Turbo编码。SAWN-Channel(FDD上行：固定为8个；FDD下行：1–8个；TDD上行：与时隙配比有关且固定数；TDD下行：与时隙配比有关).HARQ的合并方式：CC/FIR/PIR.同步HARQ与异步HARQ。自适应HARQ与非自适应HARQ.为充分利用信道，eNodeB可以在未收到UE的ACK/NACK之前发送新的数据块.下行：异步自适应同步自适应：eNodeB给UE发射NACK且发射PDCCHFormat0表示UE应在这次新分配的RB上重传.上行：同步自适应PUSCHPHICH：发NACKPDSCH=3msPDCCHFormat0：发新授权同步非自适应：eNodeB给UE发射NACK且不发射PDCCHFormat0表示UE应在上次分配的RB上重传.上行：同步非自适应PUSCHPHICH：发NACKPDSCH=3msFastScheduling－快速调度算法快速调度：快速的信道重分配调度资源的基本原则兼顾效率，公平性及业务QoS可选择的调度原则轮询算法RoundRobin(RR)：“大锅饭”最大信噪比算法(MaxC/I)：“强者恒强”部分公平算法ProportionalFair(PF)：“和谐社会”LTE采用1ms子帧作为调度周期，更加快速灵活的适配各种场景快速调度是各种关键技术的前提Page3012365741236574主频通常分配给小区边缘区域的用户，eNB在主频上可高功率发射副频副频FrequencyCell2,4,6PowerFrequencyCell2,4,6PowerCell2,4,6主频FrequencyCell1PowerFrequencyCell1PowerCell1主频副频副频FrequencyCell3,5,7PowerFrequencyCell3,5,7PowerCell3,5,7主频系统全部带宽全部带宽可以分配给小区中间的用户，eNB在副频上降功率发射，避免干扰相邻小区的主频ICIC技术的优点：降低邻区干扰；提升小区边缘数据吞吐量，改善小区边缘用户体验ICIC改善小区边缘用户吞吐率达40%以上ICIC:小区间干扰协调ICIC的实现Page31配置工具传统ICIC（静态）OSS自适应ICIC•静态ICIC：每个模式固定1/3边缘用户频带，每个小区的边缘频带模式由用户手工配置确定•自适应ICIC：不需要人工配置和操作，OSS自动配置各小区的边缘频带模式，场景实用性强1.LTE的发展与演进2.LTE的基本原理3.LTE的关键技术4.LTE的实际应用LTE的特点LTE支持频段三大运营商频段划分三大运营商4G频段运营商频段中国移动TD-LTE38\39\40中国联通TD-LTE40\41FDD-LTE3中国电信TD-LTE40\41FDD-LTE3eNodeBCoreNetworkUEIPUEUEeNodeBeNodeB谢谢！