LTE基礎(chǔ)知識(shí)介紹ppt課件

1、 TD-LTE 基礎(chǔ)知識(shí)介紹總綱l 概述概述l 物理層關(guān)鍵技術(shù)物理層關(guān)鍵技術(shù)l 物理層基礎(chǔ)物理層基礎(chǔ)l 業(yè)務(wù)流程業(yè)務(wù)流程總綱l 概述概述l 物理層關(guān)鍵技術(shù)物理層關(guān)鍵技術(shù)l 物理層基礎(chǔ)物理層基礎(chǔ)l 業(yè)務(wù)流程業(yè)務(wù)流程TD-LTE 系統(tǒng)架構(gòu)l 扁平的RAN結(jié)構(gòu)：取消了RNC，由eNB組成；eNB直接與EPC（Evolved Packet Core）相連；eNB之間直接相連TD-LTE eNB與EPC劃分TD-LTE 空口協(xié)議控制面協(xié)議：控制無線業(yè)務(wù)的接入及其UE和網(wǎng)絡(luò)間各方面的連接控制用戶面協(xié)議：實(shí)現(xiàn)無線承載業(yè)務(wù)的接入和信令的接入TD-LTE LTE需求l 容量提升 峰值速率：下行100 Mbps，

2、上行50 Mbps 20MHz 頻譜效率：下行是HSDPA的3-4倍，上行是HSUPA的2-3倍l 覆蓋增強(qiáng) 提高“小區(qū)邊緣比特率”，5 km滿足最優(yōu)容量，30 km輕微下降，并支持100 km的覆蓋半徑l 移動(dòng)性提高 015km/h性能最優(yōu)，15120 km/h高性能，支持120350 km/h，甚至在某些頻段支持 500 km/hTD-LTE LTE需求l 質(zhì)量優(yōu)化 時(shí)延：用戶面小于 5ms，控制面小于 100 msl 服務(wù)內(nèi)容綜合多樣化 高性能的廣播業(yè)務(wù)，MBMS，提高實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)支持能力，VoIP達(dá)到UTRAN電路域性能l 運(yùn)維成本降低 扁平、簡化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，降低運(yùn)營維護(hù)成本TD-LTE

3、與3G標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)別l LTE與3G最主要的2點(diǎn)區(qū)別 物理層核心技術(shù)由CDMA更改為OFDM 為了降低用戶面延遲，LTE取消了無線網(wǎng)絡(luò)控制器（RNC），將RNC、NodeB功能合并在eNodeB中實(shí)現(xiàn)總綱l 概述概述l 物理層關(guān)鍵技術(shù)物理層關(guān)鍵技術(shù)l 物理層基礎(chǔ)物理層基礎(chǔ)l 業(yè)務(wù)流程業(yè)務(wù)流程總綱l 概述概述l 物理層關(guān)鍵技術(shù)物理層關(guān)鍵技術(shù)l 物理層基礎(chǔ)物理層基礎(chǔ)l 業(yè)務(wù)流程業(yè)務(wù)流程l傳統(tǒng)FDM/FDMA技術(shù)頻分復(fù)用，將較寬的頻帶分成若干較窄的子載波進(jìn)行并行發(fā)送缺點(diǎn)：需要大量的獨(dú)立的調(diào)制/解調(diào)器；頻譜效率低lOFDM技術(shù)基本原理利用IFFT/FFT實(shí)現(xiàn)了調(diào)制/解調(diào)的功能通過實(shí)現(xiàn)子載波正交解決了頻譜效

4、率低的問題TD-LTE 多址技術(shù)（1/4）lOFDM技術(shù)優(yōu)勢(shì)頻譜效率高帶寬擴(kuò)展性強(qiáng)抗多徑衰落：OFDM將寬帶傳輸轉(zhuǎn)化為很多子載波上的窄帶傳輸，每個(gè)子載波上的信道可看作平坦衰落信道頻域調(diào)度和自適應(yīng)：OFDM的子載波可靈活調(diào)度和分配；且根據(jù)不同頻帶特性自適應(yīng)選擇不同的調(diào)制編碼方式實(shí)現(xiàn)MIMO技術(shù)較簡單lOFDM技術(shù)缺點(diǎn)PAPR（峰均功率比）問題：OFDM將很多子載波的信號(hào)疊加在一起，當(dāng)信號(hào)相位相同時(shí)，會(huì)引起很高的峰值功率時(shí)間和頻率同步問題TD-LTE 多址技術(shù)（2/4）TD-LTE 多址技術(shù)（3/4）l 下行多址方式 OFDMA 頻譜效率高 帶寬擴(kuò)展性強(qiáng) 抗多徑衰落 頻譜資源分配靈活 利于與MIM

5、O技術(shù)相結(jié)合TD-LTE 多址技術(shù)（4/4）l 上行多址方式 SC-FDMA 具有單載波特性，峰均功率比（PAPR）較低，降低了對(duì)終端線性功放的需求 帶寬靈活分配 可大量重用LTE下行技術(shù)TD-LTE MIMO（1/8）MIMO多入多出：l 提高信道容量及頻譜利用率l 不增加帶寬和天線發(fā)送功率l 利用多天線來抑制信道衰落TD-LTE MIMO（2/8）l 下行MIMO技術(shù) 基本配置22（最多44），最大支持4流傳輸 傳輸分集（SFBC、CDD） 開環(huán)空間復(fù)用（SM，Spatial Multiplexing） 閉環(huán)SM, 即線性預(yù)編碼技術(shù) 波束賦型(BF) 多用戶MIMO （MU-MIMO）l

6、上行MIMO技術(shù) 上行基本天線配置為1發(fā)2收 上行傳輸天線選擇 MU-MIMOTD-LTE MIMO（3/8） CDD - 循環(huán)延時(shí)分集l目的：得到多徑分集或頻率分集l方法：人為制造信道的頻率選擇性l實(shí)現(xiàn)：對(duì)不同天線的同一頻域符號(hào)乘以不同的相位偏移TD-LTE MIMO（4/8）SFBC - 空頻編碼l在相鄰子載波上傳輸相互正交的符號(hào)l接收端利用正交性恢復(fù)信號(hào)TD-LTE MIMO（5/8）lBeam Forming原理：利用空間信道的強(qiáng)相關(guān)性，對(duì)發(fā)送信號(hào)進(jìn)行加權(quán)，使輻射方向圖對(duì)準(zhǔn)用戶來波方向只有相位加權(quán)，沒有幅度加權(quán)加權(quán)值由用戶的位置決定，與快衰無關(guān)TD-LTE MIMO（6/8）l預(yù)編碼利

7、用天線之間低相關(guān)性，對(duì)發(fā)送信號(hào)做線性預(yù)處理，從而簡化接收端操作基于碼本的預(yù)編碼：收發(fā)端共同一套碼本集，UE可根據(jù)信道信息選擇碼本，將其序號(hào)反饋基站TD-LTE MIMO（7/8）l 下行多用戶MIMO空分多址 基站將占用相同時(shí)頻資源的多個(gè)數(shù)據(jù)流發(fā)送給不同用戶l 上行多用戶MIMO 虛擬系統(tǒng)：多個(gè)終端占用相同的時(shí)頻資源各自發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)流，從接收端來看，這些來自不同終端的數(shù)據(jù)流可看做來自一個(gè)終端的多根天線的數(shù)據(jù)TD-LTE MIMO（8/8）l 天線選擇分集TD-LTE HARQl 最小的增量冗余（IR）HARQl 停止-等待HARQl 下行采用自適應(yīng)異步HARQ 異步：重傳時(shí)不限制HARQ進(jìn)程的

8、時(shí)域位置，即子幀 自適應(yīng)：根據(jù)無線信道條件，自適應(yīng)調(diào)整每次重傳采用的資源塊、調(diào)制方式、傳輸塊大小和重傳周期等參數(shù)l 上行采用同步非自適應(yīng)HARQ總綱l 概述概述l 物理層關(guān)鍵技術(shù)物理層關(guān)鍵技術(shù)l 物理層基礎(chǔ)物理層基礎(chǔ)l 業(yè)務(wù)流程業(yè)務(wù)流程總綱l 概述概述l 物理層關(guān)鍵技術(shù)物理層關(guān)鍵技術(shù)l 物理層基礎(chǔ)物理層基礎(chǔ)l 業(yè)務(wù)流程業(yè)務(wù)流程TD-LTE 幀結(jié)構(gòu)（1/2）基于TD-SCDMA幀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，保留三個(gè)特殊時(shí)隙GP、UpPTS可靈活配置，支持各種尺寸的小區(qū)，提供與各種上下行比例的TD-SCDMA的共存的可能性lFS2幀結(jié)構(gòu)（TD-LTE）TD-LTE 幀結(jié)構(gòu)（2/2）根據(jù)特殊時(shí)隙出現(xiàn)頻率，分為5ms周

9、期結(jié)構(gòu)、10ms周期結(jié)構(gòu)上、下行比例可根據(jù)業(yè)務(wù)類型靈活配置Up-downlinkconfigurationDown-Uplink Switch-point periodicitySubframe Number012345678905 msDSUUUDSUUU15 msDSUUDDSUUD25 msDSUDDDSUDD310 msDSUUUDDDDD410 msDSUUDDDDDD510 msDSUDDDDDDD65 msDSUUUDSUUDlFS2幀結(jié)構(gòu)（TD-LTE）TD-LTE 基本物理單元Resource Block頻率上連續(xù)的12個(gè)子載波，時(shí)域上對(duì)應(yīng)1個(gè)時(shí)隙。這是LTE里調(diào)度的最小單元

10、。Resource elementRB內(nèi)的各個(gè)時(shí)頻單元，以（k,l）來表征，k為子載波，l為OFDM符號(hào)。Resource element Group4個(gè)RE一組，用于表征下行控制信道的映射、交織等操作TD-LTE 下行物理信道l PDSCH ，物理下行共享信道，主要承載非MBSFN模式的下行傳輸數(shù)據(jù)。l PMCH，物理多播信道，承載MBSFN模式的下行傳輸數(shù)據(jù)l PBCH，物理廣播信道，承載BCH包含的MIB信息。l PCFICH，物理控制格式指示信道，承載CFI信息，用于指示1個(gè)子幀中PDCCH、PHICH占用的OFDM符號(hào)數(shù)目。l PDCCH，物理下行控制信道，承載上下行調(diào)度及其它控制信

11、息l PHICH，物理HARQ指示信道，承載對(duì)上行數(shù)據(jù)回復(fù)的ACK/NACK信息TD-LTE 上行物理信道l PRACH， 物理隨機(jī)接入信道，用于UE發(fā)起接入請(qǐng)求等l PUSCH，物理上行共享信道，承載上行數(shù)據(jù)，以及上行控制信息l PUCCH，物理上行控制信道，承載上行控制信息TD-LTE 物理信號(hào)l PSSSSS，主輔同步信號(hào)，唯一對(duì)應(yīng)一個(gè)物理小區(qū)ID值，可用于幫助UE完成小區(qū)搜索、下行同步。l Cell-specific RS，小區(qū)專用參考信號(hào)，可用于UE完成信道估計(jì)、信道質(zhì)量測(cè)量等。l MBSFN RS，用于MBSFN業(yè)務(wù)的信道估計(jì)。l UE-specific RS，主要用于波束賦型傳輸

12、的信道估計(jì)。l DMRS，解調(diào)參考信號(hào)，用于上行信道估計(jì)。l SRS，探測(cè)參考信號(hào)，可用于實(shí)現(xiàn)子載波頻率選擇性調(diào)度、功率控制、上行同步保持等。TD-LTE 傳輸信道與物理信道的映射TD-LTE 控制信息與物理信道的映射PUSCH可支持?jǐn)?shù)據(jù)與控制信息的復(fù)用TD-LTE 調(diào)制方式Physical channelPhysical channelModulation schemesModulation schemesPDSCHPDSCH，PMCHPMCHQPSKQPSK，16QAM16QAM，64QAM64QAMPBCHPBCH，PCFICHPCFICH，PDCCHPDCCHQPSKQPSKPHICH

13、PHICHBPSKBPSKPhysical channelPhysical channelModulation schemesModulation schemesPUSCHPUSCHQPSKQPSK，16QAM16QAM，64QAM64QAMPUCCHPUCCHBPSKBPSK，QPSKQPSKl 下行信道l 上行信道TD-LTE 信道編碼傳輸信道編碼方式編碼率UL-SCHTurbo coding1/3DL-SCHPCHMCHBCH咬尾卷積編碼1/3控制信息編碼方式編碼率DCI咬尾卷積編碼1/3CFI塊編碼1/16HI重復(fù)編碼1/3UCI塊編碼可變咬尾卷積編碼1/3TD-LTE PDSCH發(fā)送

14、端流程總綱l 概述概述l 物理層關(guān)鍵技術(shù)物理層關(guān)鍵技術(shù)l 物理層基礎(chǔ)物理層基礎(chǔ)l 業(yè)務(wù)流程業(yè)務(wù)流程總綱l 概述概述l 物理層關(guān)鍵技術(shù)物理層關(guān)鍵技術(shù)l 物理層基礎(chǔ)物理層基礎(chǔ)l 業(yè)務(wù)流程業(yè)務(wù)流程TD-LTE 小區(qū)搜索(1/2)RSSIRSSI：TD-LTE 小區(qū)搜索（2/2）TD-LTE 隨機(jī)接入（1/4）l基于競(jìng)爭的隨機(jī)接入過程TD-LTE 隨機(jī)接入（2/4）l基于非競(jìng)爭的隨機(jī)接入過程TD-LTE 隨機(jī)接入（3/4）l隨機(jī)接入過程基本功能申請(qǐng)上行資源取得與eNB上行同步l競(jìng)爭隨機(jī)接入過程無線鏈路失敗后初始接入，及RRC連接重建從RRC_IDLE狀態(tài)初始接入、即RRC連接建立下行數(shù)據(jù)到達(dá)且UE上行

15、失步上行數(shù)據(jù)到達(dá)且UE上行失步、或者雖未失步但需要隨機(jī)接入申請(qǐng)上行資源切換TD-LTE 隨機(jī)接入（4/4）l非競(jìng)爭隨機(jī)接入過程切換下行數(shù)據(jù)到達(dá)且UE上行失步輔助定位，利用隨機(jī)接入獲取定時(shí)提前量（TA）TD-LTE 功率控制（1/2）l下行功率分配eNB保持小區(qū)專屬RS EPRE在整個(gè)下行帶寬及所有子幀中的恒定UE確定該小區(qū)的RS信號(hào)功率后，可根據(jù)空口消息獲得的功率比值計(jì)PA、PB PDSCH的EPRE，計(jì)算公式可參考TS 36.213l下行功率控制eNB在高層消息中通知UE專屬功率比值參數(shù)PA、PBPDSCH使用頻域調(diào)度技術(shù)，不需要進(jìn)行下行功控PDCCH/PHICH/PCFICH可采用半靜態(tài)的

16、功率分配TD-LTE 功率控制（2/2）l上行功率控制功控目標(biāo)是補(bǔ)償路損和陰影、抑制小區(qū)間干擾；由于LTE上行信號(hào)之間是正交的，不存在CDMA系統(tǒng)需要克服遠(yuǎn)近效應(yīng)的情況，采用慢速功控即可可對(duì)PUSCH、PUCCH、SRS等信道進(jìn)行功率控制PUSCH的功控由eNB在DCI 0中發(fā)出，包括絕對(duì)功控、積累功控兩種模式PUCCH的功控由eNB以非周期的方式在PDCCH中發(fā)出SRS的功率與PUSCH對(duì)應(yīng)，具有固定的偏移值TD-LTE 附著過程（1/5）l 目的：在UE和MME之間建立聯(lián)系，讓網(wǎng)絡(luò)知道UE的存在和位置l附著請(qǐng)求內(nèi)容UE ID原來的位置終端能力終端設(shè)置TD-LTE 附著過程（2/5）l 附著

17、接受內(nèi)容 網(wǎng)絡(luò)設(shè)置 網(wǎng)絡(luò)能力 TAI list GUTITD-LTE 附著過程（3/5）TD-LTE 附著過程（4/5）l 續(xù)TD-LTE 附著過程（5/5）l 續(xù)TD-LTE 尋呼過程（1/3）TD-LTE 尋呼過程（2/3）TD-LTE 尋呼過程（3/3）l 續(xù)TD-LTE 小區(qū)重選（1/2）l當(dāng)UE駐留到一個(gè)合適的小區(qū)后，開始進(jìn)行小區(qū)重選，原則如下述首先，基于絕對(duì)優(yōu)先級(jí)其次，采用一種排名準(zhǔn)則比較各小區(qū)的鏈路質(zhì)量最后，UE驗(yàn)證目標(biāo)小區(qū)的可接入性l小區(qū)重選可分為同頻小區(qū)重選、異頻小區(qū)重選TD-LTE 小區(qū)重選（2/2）TD-LTE 業(yè)務(wù)切換（1/2）l切換準(zhǔn)備過程：觸發(fā)UE進(jìn)行測(cè)量；源eNB切換判決；目標(biāo)eNB接收來自源eNB的切換請(qǐng)求消息并響應(yīng)；準(zhǔn)備L1/L2進(jìn)行切換l切換執(zhí)行過程：目標(biāo)eNB生成的切換命令；通過源eNB將其透?jìng)鹘oUE使得UE發(fā)起切換；離開源eNB；向目標(biāo)eNB發(fā)起RACH進(jìn)行同步；當(dāng)UE成功接入目標(biāo)小區(qū)后，發(fā)送切換完成消息l切換完成過程：向MME發(fā)送路徑轉(zhuǎn)換請(qǐng)求來告知UE更換了小區(qū)，并更新S-GW的用戶平面，觸發(fā)源eNB進(jìn)行資源釋放TD-LTE 業(yè)務(wù)切換（2/2）TD-LTE 系統(tǒng)間切換（1/2）l切換