LTE基本原理和關(guān)鍵技術(shù)

1、LTE基本原理和關(guān)鍵技術(shù)1. 移動(dòng)通信技術(shù)的演進(jìn)2. LTE系統(tǒng)架構(gòu)3. LTE關(guān)鍵技術(shù)4. FDD/TDD LTE比較LTE是Long Term Evolution的縮寫，可以通俗的把它稱之為4G，由于CDMA 2000向后演進(jìn)UMB的退出，LTE成為目前幾種主流3G制式WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA向后的演進(jìn)方向。LTE分為FDD LTE和TDD LTE兩種，對(duì)應(yīng)系統(tǒng)設(shè)備也是不一樣的。移動(dòng)通信技術(shù)的演進(jìn)2G2.5G2.75G3G3.5G3.75G3.9GTDDFDD4GLTELTE的發(fā)展2004200720102013在2004年11月首次提出LTE的概念由3GPP負(fù)責(zé)，開

2、始LTE的標(biāo)準(zhǔn)化工作2006年9月，由七大運(yùn)營(yíng)商發(fā)起的NGMN組織成立2008年2月的巴塞羅那展上首次演示LTE呼叫，速率160Mbps2008年3月，標(biāo)準(zhǔn)的各工作組完成相關(guān)部分的技術(shù)規(guī)范2009年3月，R8版本凍結(jié)2010年3月，R9版本凍結(jié)2009年12月第一個(gè)LTE商用局，瑞典斯德哥爾摩R11版本凍結(jié)，LTE-A截止到2013年5月，全球共有175個(gè)LTE商用局，用戶數(shù)接近1億重要里程碑l截止5月10日，已有70個(gè)國(guó)家部署了175 個(gè)LTE商用網(wǎng)，共有126個(gè)國(guó)家的424家運(yùn)營(yíng)商投資LTElGSA 預(yù)測(cè)到2013年年底會(huì)有87個(gè)國(guó)家部署LTE商用網(wǎng)，商用網(wǎng)總數(shù)將達(dá)到248全球LTE商用網(wǎng)

3、絡(luò)快速增長(zhǎng)已商用LTE網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的國(guó)家正在部署或者計(jì)劃部署LTE商用網(wǎng)絡(luò)的國(guó)家正在進(jìn)行LTE實(shí)驗(yàn)局的國(guó)家 2174714405010015020025020092010201120122013LTE商用網(wǎng)絡(luò)的爆炸式增長(zhǎng)248數(shù)據(jù)來源: GSAs Evolution to LTE reportFDD LTE有哪些特點(diǎn)？ 峰值速率 扁平化 高移動(dòng)性 覆蓋性能 用戶面 控制面 用戶數(shù) 吞吐量 頻率利用率 頻譜靈活性高速率低TCO低時(shí)延高效率LTE的2高2低LTE標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展Rel-8: LTE的基本技術(shù)和框架 n 扁平化架構(gòu)n MIMOn OFDM/SC-FDMAn 多樣的帶寬n Rel-9: LTE的

4、進(jìn)一步增強(qiáng)與完善n LTE 家庭基站 n 自組織網(wǎng)絡(luò)（SON）n 廣播多播（eMBMS）n LTE定位技術(shù)n Rel-10/11: 瞄準(zhǔn)IMT-A性能指標(biāo)n MIMO技術(shù)的增強(qiáng)n 載波聚合（CA）n 中繼技術(shù)（relay）n 分層異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)（HetNet）nCompn 1. 移動(dòng)通信技術(shù)的演進(jìn)2. LTE系統(tǒng)架構(gòu)3. LTE關(guān)鍵技術(shù)4. FDD/TDD LTE比較LTE/EPC網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和2/3G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的差異n扁平化扁平化三層架構(gòu)變成兩層架構(gòu)，減少了BSC節(jié)點(diǎn)，減少了時(shí)延；nE-UTRANE-UTRAN的接口的接口eNodeB間通過X2接口互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)切換，干擾協(xié)調(diào)等功能；eNodeB與EPC之間

5、通過S1接口互聯(lián)，n用戶面和控制面分離用戶面和控制面分離增強(qiáng)的無線節(jié)點(diǎn)功能BSC/RNC功能BTS功能終端位置跟蹤與記錄尋呼和廣播消息轉(zhuǎn)發(fā)無線資源管理無線承載控制連接態(tài)移動(dòng)性控制測(cè)量配置與提交無線資源調(diào)度無線資源控制數(shù)據(jù)匯聚無線鏈路控制MAC層物理層MME的移動(dòng)性管理eNodeB的功能終端位置跟蹤與記錄尋呼和廣播消息轉(zhuǎn)發(fā)無線資源管理無線承載控制連接態(tài)移動(dòng)性控制測(cè)量配置與提交無線資源調(diào)度無線資源控制數(shù)據(jù)匯聚無線鏈路控制MAC層物理層neNodeBeNodeB的功能的功能原2G網(wǎng)絡(luò)的BTS和BSC/RNC絕大部分功能融合進(jìn)eNodeB；部分BSC/RNC功能遷移到MME；LTE組網(wǎng)示例1. 移動(dòng)通

6、信技術(shù)的演進(jìn)2. LTE系統(tǒng)架構(gòu)3. LTE關(guān)鍵技術(shù)4. FDD/TDD LTE比較載波聚合（CA）多天線技術(shù) MIMO干擾協(xié)調(diào)技術(shù) ICIC提升寬帶能力 降低網(wǎng)絡(luò)時(shí)延MIMO ChannelDataStreamingLTE的關(guān)鍵技術(shù)多址技術(shù) OFDM扁平化架構(gòu)S-GWMMEeNodeBeNodeBeNodeBX2X2X2S1S1S1S1S1S1LTE扁平化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖：核心網(wǎng)+基站的兩層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為滿足LTE的低時(shí)延要求，LTE扁平化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)省去傳統(tǒng)的基站控制器（RNC、BSC），基站控制器的大部分功能轉(zhuǎn)移到基站eNodeB實(shí)現(xiàn)。扁平化結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：u全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，IP鏈接至基站u系統(tǒng)延時(shí)低u建設(shè)

7、成本低關(guān)鍵網(wǎng)元：MME、S-GW、eNodeB網(wǎng)絡(luò)接口：S1、X2扁平化架構(gòu)是降低LTE傳輸時(shí)延的關(guān)鍵因素LTE關(guān)鍵技術(shù)- OFDM技術(shù)nOFDM技術(shù)本質(zhì)： 實(shí)質(zhì)上是利用一組正交的低速率子載波，合成提供高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊环N調(diào)制方式具有頻譜利用率高、抗多徑干擾、抗頻率選擇性衰落、信道估計(jì)與均衡實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。nOFDM技術(shù)優(yōu)勢(shì)：有效減小無線信道帶來的ISI及ICI與傳統(tǒng)的FDM相比，頻譜利用率更高。IFFT和FFT的處理時(shí)非常容易實(shí)現(xiàn)上下行調(diào)度時(shí)可以使用不同數(shù)量的子信道，可有效對(duì)抗頻率選擇性衰落，提供多變傳輸速率。nOFDM技術(shù)缺點(diǎn)：容易受到頻率偏差的影響由于在發(fā)端是將頻域信號(hào)進(jìn)行迭加，會(huì)造成較高

8、的峰值平均功率比 FFT積分區(qū)間n基于OFDM的物理層多址接入技術(shù)l3GPP最終決定在下行采用OFDMA技術(shù)，上行采用單載波頻分復(fù)用技術(shù)SC-FDMAl下行基于 OFDMA技術(shù) (Orthogonal Frequency Division Multiplexing Accessing)，可基于用戶所處不同環(huán)境，靈活地為不同用戶分配最佳的子載波資源，實(shí)現(xiàn)多用戶分集增益。l上行基于 SC-FDMA技術(shù) (Single Carrier Frequency Division Multiple Accessing)，可達(dá)到較低的峰均比（相對(duì)于OFDMA低13dB）。以解決終端的射頻成本和電池壽命問題Su

9、b-carriers Sub-frame Frequency Time Time frequency resource for User 1 Time frequency resource for User 2 Time frequency resource for User 3 System Bandwidth OFDMASC-FDMALTE關(guān)鍵技術(shù)-OFDM技術(shù)OFDM資源的時(shí)頻結(jié)構(gòu)MIMOMIMO技術(shù)本質(zhì) 多天線發(fā)射接收，充分利用空間維度，若采用復(fù)用技術(shù)，則可成倍的提升空口速率，或者采用分集技術(shù)（多徑）產(chǎn)生解調(diào)增益，總體可以理解為一種空分復(fù)用技術(shù) 復(fù)用和分集產(chǎn)生的增益對(duì)應(yīng)吞吐率和可靠性的

10、提升，兩者可以認(rèn)為都是犧牲其中的一種增益而得到另一種增益。MIMOMIMO技術(shù)優(yōu)勢(shì) MIMO技術(shù)可以同時(shí)在基站和UE上使用 提升用戶吞吐率、小區(qū)容量和覆蓋 很容易和OFDM技術(shù)融合起來LTELTE基站支持自適應(yīng)MIMOMIMO，靈活支持空間復(fù)用或分集復(fù)用LTE關(guān)鍵技術(shù)- MIMO技術(shù)自適應(yīng)MIMO空間分集 使用多根天線進(jìn)行發(fā)射和/或接收，根據(jù)收發(fā)天線數(shù)又分為發(fā)射分集、接收分集與接收發(fā)射分集空間復(fù)用發(fā)射的高速數(shù)據(jù)被分成幾個(gè)并行的低速數(shù)據(jù)流，在同一頻帶從多個(gè)天線同時(shí)發(fā)射出去波束成形在發(fā)射端將待發(fā)射數(shù)據(jù)矢量加權(quán)，形成某種方向圖后到達(dá)接收端LTE關(guān)鍵技術(shù)- MIMO技術(shù)調(diào)制與映射解調(diào)與分離空間分集基本

11、原理空間復(fù)用基本原理不同帶寬和MIMO端口數(shù)對(duì)應(yīng)的速率帶寬下行速率上行速率2*2MIMO4*4MIMO20M150M300M75M15M110M220M55M10M73M146M36M5M37M72M18M3M22M45M11M1.4M8M17M4Mn 以上為理論峰值速率，實(shí)際測(cè)試會(huì)小于此值，例如20M帶寬下，2*2 MIMO的下行平均速率，一般在35M左右；n 上行MIMO模式受限于終端能力，目前LTE終端上行均為單發(fā)，可以1*2或者1*4等模式；LTE的MIMO技術(shù)分類MIMO模式的應(yīng)用算法決定了LTE頻譜利用率性能6Mode 6 碼本 BF 1 Mode 1 單天線2Mode 2 發(fā)射分

12、集3Mode 3 開環(huán)空間復(fù)用457Mode 4 閉環(huán)空間復(fù)用Mode 5 MU-MIMO Mode 7 無碼本BF 對(duì)抗衰落，增強(qiáng)覆蓋低速移動(dòng)場(chǎng)景提高吞吐量提高系統(tǒng)容量高速移動(dòng)場(chǎng)景提高吞吐量增強(qiáng)覆蓋，抑制干擾對(duì)應(yīng)于單天線 Mode 8 雙流BF8提高系統(tǒng)容量各種MIMO應(yīng)用場(chǎng)景分析MIMO模式切換-130-125-120-115-110-105-100-95-90-85-80020004000600080001000012000Fig.1 DL L1 Throughput between MIMO and SFBC in RSRPRSRP (dBm)Throughput (Kbps) Ada

13、ptiveSFBCMIMO西安外場(chǎng)測(cè)試數(shù)據(jù)MIMO模式切換的目標(biāo)：追求無線信道、不同信噪比等條件下的最佳發(fā)射模式LTE關(guān)鍵技術(shù)-小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)（ICIC）將小區(qū)頻帶劃分為邊緣頻帶和中心頻帶。 將接入的用戶劃分為邊緣用戶和中心用戶。 相鄰小區(qū)的邊緣頻帶盡量錯(cuò)開，不可重疊。 盡量保證邊緣用戶在邊緣頻帶上調(diào)度，中心用戶在中心頻帶上調(diào)度。 eNB間可通過X2接口交換頻帶劃分及負(fù)載信息實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)ICIC頻率功率頻率功率頻率功率小區(qū)一小區(qū)一小區(qū)二小區(qū)二小區(qū)三小區(qū)三部分頻率復(fù)用部分頻率復(fù)用Fractional Frequency Reuse 軟頻率復(fù)用軟頻率復(fù)用Soft Frequency Reuse 對(duì)某些

14、子頻帶上的功率只是部分減少，而不是完全限制使用。因此對(duì)于SFR，需要調(diào)節(jié)某些子帶上的功率。異頻由于帶寬為5M，故異頻吞吐率相對(duì)同頻上/下行吞吐率下降比較明顯。對(duì)于下行吞吐量，軟頻率復(fù)用相對(duì)同頻在近點(diǎn)基本不變，中點(diǎn)略有下降，遠(yuǎn)點(diǎn)有較大增益;對(duì)于上行吞吐量,軟頻率相對(duì)同頻在近點(diǎn)和中點(diǎn)上行吞吐率變化不大，遠(yuǎn)點(diǎn)有較大正增益。異頻整體上/下行吞吐率相對(duì)同頻下降比較明顯，軟頻率整體上/下行吞吐率相對(duì)同頻基本不變。靜態(tài)ICIC測(cè)試情況0%load、0dB-67.97%-1.13%-83.09%-3.04%-70.32%0.55%-74.41%1.74%30%load、3dB-66.79%5.11%-76.7

15、7%-3.87%-38.61%144.02%-67.40%12.08%70%load、6dB-67.37%5.01%-77.47%-6.92%-9.48%36.78%-66.86%2.84%100%load、8dB -68.01%-0.15%-76.22%-8.75%-6.97%35.76%-66.58%-0.68%異頻near軟頻率異頻middle軟頻率異頻edge軟頻率異頻sum軟頻率-100.00%-50.00%0.00%50.00%100.00%150.00%200.00%不同組網(wǎng)相對(duì)同頻下行吞吐量增益不同組網(wǎng)相對(duì)同頻下行吞吐量增益0%load、0dB-56.02%5.24%-61.2

16、9%5.08%-88.08%-14.90%-67.33%0.00%30%load、3dB-57.35%0.87%-62.89%1.77%-88.01%4.90%-66.42%2.13%70%load、6dB-57.41%1.47%-65.72%-4.36%-87.42%20.26%-66.45%3.12%100%load、8dB -58.05%1.28%-69.26%1.95%-88.73%29.50%-67.75%6.98%異頻near軟頻率異頻middle軟頻率異頻edge軟頻率異頻sum軟頻率-100.00%-80.00%-60.00%-40.00%-20.00%0.00%20.00%4

17、0.00%不同組網(wǎng)相對(duì)同頻上行吞吐量增益不同組網(wǎng)相對(duì)同頻上行吞吐量增益動(dòng)態(tài)ICIC測(cè)試情況自適應(yīng)自適應(yīng)SFRl前提條件前提條件- 基于 SFR (預(yù)定義OC);- 通過X2接口交互小區(qū)間負(fù)荷信息;- 邊緣用戶可獲得資源是根據(jù)小區(qū)邊緣負(fù)荷來決定的；l預(yù)期結(jié)果預(yù)期結(jié)果 (外場(chǎng)測(cè)試結(jié)果外場(chǎng)測(cè)試結(jié)果) - 相對(duì)于靜態(tài)ICIC，邊緣用戶有25%以上的增益提升。均勻分布均勻分布非均勻分布非均勻分布ICIC應(yīng)用建議1.在建網(wǎng)初期，網(wǎng)絡(luò)負(fù)載較低時(shí)，采用頻域選擇或者頻域隨機(jī)化調(diào)度的方法組建同頻網(wǎng)絡(luò)，足以滿足要求，同時(shí)提升了頻譜利用率；2.當(dāng)網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)增加，負(fù)載提升至高負(fù)載時(shí)，可以采用靜態(tài)SFR來降低干擾，提升邊

18、緣吞吐量；推薦三段頻譜方式組建SFR；3.當(dāng)動(dòng)態(tài)ICIC技術(shù)得到大規(guī)模驗(yàn)證成熟之后，可以在高負(fù)載時(shí)采用動(dòng)態(tài)ICIC技術(shù)來提升小區(qū)平均和邊緣頻譜效率；4.在實(shí)時(shí)ICIC技術(shù)成熟之后，可以采用實(shí)時(shí)ICIC，以及多小區(qū)聯(lián)合接收及調(diào)度來進(jìn)一步提升頻譜效率；LTE關(guān)鍵技術(shù)-分組交換調(diào)度uLTE是完全面向分組業(yè)務(wù)優(yōu)化的系統(tǒng)，不再采用面向連接的電路交換技術(shù)，此原則應(yīng)用于系統(tǒng)的所有接口。uLTE系統(tǒng)是一個(gè)“自適應(yīng)系統(tǒng)”，調(diào)度算法的準(zhǔn)確性和效率對(duì)LTE系統(tǒng)性能有很大影響。uLTE采用“時(shí)、頻、空、用戶、小區(qū)”多維調(diào)度，潛在復(fù)雜度很大。自適應(yīng)調(diào)度是LTE功能實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵SON自組織網(wǎng)絡(luò)基站部署與運(yùn)維的成本分析自組織

19、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基本思路： 以自配置、自優(yōu)化、自恢復(fù)特性代替大量的人工勞動(dòng)，降低部署與維護(hù)成本 提高網(wǎng)絡(luò)的靈活性與可擴(kuò)展性 更好的支持femto/pico等新型網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)與拓?fù)浼夹g(shù)SON的標(biāo)準(zhǔn)化貫穿了LTE的3個(gè)版本： Rel-8：自動(dòng)臨區(qū)關(guān)系、Cell-ID自動(dòng)配置 Rel-9：負(fù)載均衡、移動(dòng)健壯性增強(qiáng)、隨機(jī)接入優(yōu)化、節(jié)能 Rel-10：對(duì)Rel-9功能的增強(qiáng)，考慮Inter-RAT的應(yīng)用場(chǎng)景SON是LTE的重要補(bǔ)充功能，成熟需要時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)中定義SON的用例集中式分布式Auto-plan傳輸參數(shù)規(guī)劃地面參數(shù)規(guī)劃無線參數(shù)規(guī)劃SON monitorSON效果評(píng)估SON策略控制Self configurat

20、ion傳輸鏈路自建立自動(dòng)節(jié)點(diǎn)認(rèn)證自動(dòng)鄰區(qū)規(guī)劃PCI沖突檢測(cè)和分配自動(dòng)版本下載自動(dòng)資產(chǎn)信息自測(cè)試Self optimization鄰區(qū)優(yōu)化移動(dòng)負(fù)載均衡移動(dòng)魯棒性優(yōu)化RACH參數(shù)優(yōu)化覆蓋和容量?jī)?yōu)化自動(dòng)節(jié)能Self Healing設(shè)備故障備份倒換負(fù)荷分擔(dān)故障專家系統(tǒng)庫Sleep cell故障識(shí)別小區(qū)補(bǔ)償SON的應(yīng)用建議初期階段相對(duì)成熟成熟階段高級(jí)階段n應(yīng)用方式：作為系統(tǒng)提供的工具應(yīng)用n人工參與程度：由人工打開和關(guān)閉，工作于受控模式，結(jié)果能導(dǎo)出，人工能參與分析、甄別n對(duì)Opex降低的貢獻(xiàn)：減少問題發(fā)現(xiàn)和分析的工作量n應(yīng)用方式：作為系統(tǒng)內(nèi)的功能應(yīng)用n人工參與程度：由事件（故障、KPI、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涓淖儭⑴渲?/p>

21、改變）觸發(fā)打開，人工進(jìn)行關(guān)閉，工作于受控模式，結(jié)果能導(dǎo)出，人工能參與分析、甄別n對(duì)Opex降低的貢獻(xiàn)：提高問題發(fā)現(xiàn)的及時(shí)性，減少問題發(fā)現(xiàn)和分析的工作量；n應(yīng)用方式：作為系統(tǒng)內(nèi)的功能應(yīng)用n人工參與程度：由事件（故障、KPI、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涓淖儭⑴渲酶淖儯┯|發(fā)打開和關(guān)閉，工作于自由模式。收斂性可控制，具備效果評(píng)估和回退能力。結(jié)果能導(dǎo)出，人工參與分析、甄別n對(duì)Opex降低的貢獻(xiàn)：提高問題發(fā)現(xiàn)的及時(shí)性，減少問題發(fā)現(xiàn)和解決的工作量n應(yīng)用方式：作為系統(tǒng)內(nèi)的功能應(yīng)用，工作于full closed loop模式，具備自學(xué)習(xí)能力。n人工參與程度：無需人工參與n對(duì)Opex降低的貢獻(xiàn)：完全自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)變化LTE-Advan

22、ced的關(guān)鍵技術(shù)MIMO增強(qiáng)LTE carrier20MHz連續(xù)載波聚合LTE carrier20MHz非連續(xù)載波聚合.載波聚合（CA）中繼技術(shù)（Relay）多點(diǎn)協(xié)作（COMP）1. 移動(dòng)通信技術(shù)的演進(jìn)2. LTE系統(tǒng)架構(gòu)3. LTE關(guān)鍵技術(shù)4. FDD/TDD LTE比較LTE FDD/TDD雙工方式比較nFDD/TDD雙工方式uFDD采用兩個(gè)對(duì)稱的頻率信道進(jìn)行發(fā)送和接收，這兩個(gè)信道之間存在著一定的頻段保護(hù)間隔。uTDD的發(fā)送和接收信號(hào)在同一頻率信道的不同時(shí)隙中進(jìn)行，彼此之間采用一定的保護(hù)時(shí)間予以分離。uTDD不需要分配對(duì)稱頻段的頻率，可以充分利用零散的頻譜資源。TDD通過調(diào)整上下行時(shí)隙配比

23、，可以靈活的支持不對(duì)稱業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸。LTE FDD/TDD技術(shù)比較n差異比較uPHY處理，MAC處理，RRM處理等方面存在大量共性, 但是由于子幀結(jié)構(gòu)的不同，也帶來了些細(xì)微的差別;u高層協(xié)議方面是一致的，例如調(diào)度算法和RRM算法方面存在很多共性。u在系統(tǒng)底層設(shè)計(jì)，尤其是物理層的設(shè)計(jì)上，由于FDD和TDD兩種雙工方式在物理特性上所固有的不同，LTE系統(tǒng)為TDD的工作方式進(jìn)行了一系列專門的設(shè)計(jì)。LTE FDD/TDD的標(biāo)準(zhǔn)主要差異在物理層NoImageLTE FDD幀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)nFDD幀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)uFDD LTE采用包含10個(gè)子幀的10ms無線幀 u每個(gè)子幀又包含2個(gè)時(shí)隙，共20個(gè)時(shí)隙的結(jié)構(gòu)； LTE

24、 TDD幀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)NoImagenTDD幀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)uTDD LTE采用的也是包含10個(gè)子幀的10ms無線幀的結(jié)構(gòu)，但是為了繼承TD-SCDMA的特性，在TDD LTE幀結(jié)構(gòu)中存在1ms的特殊子幀;u該子幀由三個(gè)特殊時(shí)隙組成：DwPTS，GP和UpPTS，其含義和功能與TD-SCDMA系統(tǒng)相類似，其中DwPTS始終用于下行發(fā)送，UpPTS始終用于上行發(fā)送，而GP作為TDD中下行至上行轉(zhuǎn)換的保護(hù)時(shí)間間隔， LTE TDD幀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)nTDD幀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)u5ms上下行切換周期：位于兩個(gè)半幀中，在這兩個(gè)半幀中各有一個(gè)特殊子幀來放特殊時(shí)隙，它們分別是子幀1和子幀6;u 10ms上下行切換周期：位于第一個(gè)半幀

25、中，在子幀1來放特殊時(shí)隙。u其中子幀0和5以及DwPTS總是用于下行發(fā)射，UpPTS和緊鄰其后的子幀總是用于上行發(fā)射。 u對(duì)于TDD LTE而言，則要對(duì)一個(gè)10ms的無線幀進(jìn)行上下行分配，一些用來傳上行數(shù)據(jù)，一些用來傳下行數(shù)據(jù)。協(xié)議中規(guī)定的上下行配比。上,下行配比切換周期 子幀數(shù)目012345678905 msDSUUUDSUUU15 msDSUUDDSUUD25 msDSUDDDSUDD310 msDSUUUDDDDD410 msDSUUDDDDDD510 msDSUDDDDDDD65 msDSUUUDSUUDnTDD雙工方式的優(yōu)勢(shì)u能夠靈活配置頻率，使用FDD 系統(tǒng)不易使用的零散頻段；u可

26、以通過調(diào)整上下行時(shí)隙轉(zhuǎn)換點(diǎn)，調(diào)整上下行時(shí)隙配比，能夠很好的支持非對(duì)稱業(yè)務(wù)；u具有上下行信道一致性，基站的接收和發(fā)送可以共用部分射頻單元，降低了設(shè)備成本； u基站和終端都不需要收發(fā)隔離器，只需要一個(gè)開關(guān)即可，降低了設(shè)備的復(fù)雜度； u具有上下行信道互惠性，能夠更好的采用傳輸預(yù)處理技術(shù)，如智能天線技術(shù)、預(yù)編碼技術(shù)等, 能有效地降低移動(dòng)終端的處理復(fù)雜度。uTDD采用八天線Beamforming天線技術(shù)，所以TDD的下行業(yè)務(wù)覆蓋先天優(yōu)勢(shì)明顯。 nTDD雙工方式的劣勢(shì)u由于TDD方式的時(shí)間資源分別分給了上行和下行， TDD方式的發(fā)射時(shí)間比FDD方式少。如果TDD要發(fā)送和FDD同樣多的數(shù)據(jù)，就要增大TDD的

27、發(fā)射頻率帶寬。 uTDD系統(tǒng)收發(fā)信道同頻，系統(tǒng)間干擾更加復(fù)雜。u上下行時(shí)隙轉(zhuǎn)換點(diǎn)的存在使得對(duì)時(shí)間同步的要求更加嚴(yán)格。目前通常是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中使用相同的時(shí)隙配比，否則上下行之間會(huì)存在同頻干擾。LTE FDD/TDD雙工方式比較LTE的頻段定義E UTRA Operating BandUplink (UL) operating bandBS receiveUE transmitDownlink (DL) operating bandBS transmit UE receiveDuplex ModeFUL_low FUL_highFDL_low FDL_high11920 MHz 1980 MHz 21

28、10 MHz 2170 MHzFDD21850 MHz 1910 MHz1930 MHz 1990 MHzFDD31710 MHz 1785 MHz1805 MHz 1880 MHzFDD41710 MHz1755 MHz 2110 MHz 2155 MHzFDD5824 MHz849 MHz869 MHz 894MHzFDD61830 MHz840 MHz875 MHz 885 MHzFDD72500 MHz2570 MHz2620 MHz 2690 MHzFDD8880 MHz915 MHz925 MHz 960 MHzFDD91749.9 MHz1784.9 MHz1844.9 MHz

29、1879.9 MHzFDD101710 MHz1770 MHz2110 MHz 2170 MHzFDD111427.9 MHz 1447.9 MHz 1475.9 MHz 1495.9 MHz FDD12698 MHz716 MHz728 MHz746 MHzFDD13777 MHz787 MHz746 MHz756 MHzFDD14788 MHz798 MHz758 MHz768 MHzFDD15ReservedReservedFDD16ReservedReservedFDD17704 MHz 716 MHz734 MHz746 MHzFDD18815 MHz830 MHz860 MHz87

30、5 MHzFDD19830 MHz845 MHz875 MHz890 MHzFDD20832 MHz862 MHz791 MHz821 MHzFDD211447.9 MHz1462.9 MHz1495.9 MHz1510.9 MHzFDD.331900 MHz1920 MHz1900 MHz1920 MHzTDD342010 MHz2025 MHz 2010 MHz 2025 MHzTDD351850 MHz 1910 MHz1850 MHz 1910 MHzTDD361930 MHz 1990 MHz1930 MHz 1990 MHzTDD371910 MHz 1930 MHz1910 MH

31、z 1930 MHzTDD382570 MHz 2620 MHz2570 MHz 2620 MHzTDD391880 MHz 1920 MHz1880 MHz 1920 MHzTDD402300 MHz 2400 MHz2300 MHz 2400 MHzTDD412496 MHz2690 MHz2496 MHz2690 MHzTDDNote 1: Band 6 is not applicable技術(shù)體制LTE TDDLTE FDD采用的相同的關(guān)鍵技術(shù)信道帶寬靈活配置1.4M，3M，5M，10M，15M，20M1.4M，3M，5M，10M，15M，20M幀長(zhǎng)10ms (半幀5ms，子幀1ms)1

32、0ms (子幀1ms)信道編碼卷積碼、Turbo碼卷積碼、Turbo碼調(diào)制方式QPSK，16QAM，64QAMQPSK，16QAM，64QAM功率控制開環(huán)結(jié)合閉環(huán)開環(huán)結(jié)合閉環(huán)MIMO多天線技術(shù)支持支持技術(shù)差異雙工方式TDDFDD子幀上下行配置無線幀中多種子幀上下行配置方式無線幀全部上行或者下行配置HARQ個(gè)數(shù)與延時(shí)隨上下行配置方式不同而不同個(gè)數(shù)與延時(shí)固定調(diào)度周期隨上下行配置方式不同而不同，最小1ms1ms44TDDFDD性能頻譜效率平均頻譜效率TDD與FDD相當(dāng)峰值速率TDD使用部分時(shí)隙資源分別作上下行傳輸，峰值速率約為FDD一半FDD使用全部時(shí)隙資源分別做上下行傳輸，峰值速率為TDD兩倍組

33、網(wǎng)上下行配比可靈活配置上下行的時(shí)隙比例，適應(yīng)不同上下行業(yè)務(wù)比例，并靈活支持多播組播類業(yè)務(wù)上下行也可支持不等帶寬時(shí)域保護(hù)間隔在上下行時(shí)隙之間需要保護(hù)時(shí)間間隔，且隨覆蓋半徑的不同而不同上下行之間不需要保護(hù)時(shí)隙，覆蓋半徑靈活；頻率保護(hù)間隔無要求上下行之間需要保護(hù)帶多運(yùn)營(yíng)商部署多運(yùn)營(yíng)商部署需要協(xié)同，鄰頻部署需要上下行時(shí)隙切換點(diǎn)對(duì)齊多運(yùn)營(yíng)商的部署不需要協(xié)同，無需時(shí)隙對(duì)齊網(wǎng)絡(luò)同步要求全網(wǎng)同步；全網(wǎng)可同步或非同步方式；設(shè)備實(shí)現(xiàn)雙工器不需要笨重的雙工器，減少設(shè)備復(fù)雜度需要FDD雙工器時(shí)延上下行不連續(xù)發(fā)送,系統(tǒng)時(shí)延較FDD高。上下行可以連續(xù)發(fā)送，系統(tǒng)提供的業(yè)務(wù)時(shí)延較TDD低關(guān)鍵技術(shù)多天線技術(shù)可以利用上下行信道的

34、對(duì)稱性，采用先進(jìn)的無線技術(shù)如智能天線、更精確的預(yù)編碼方案等，提高系統(tǒng)覆蓋質(zhì)量，提升整體吞吐量上下行使用不同的頻率，很難利用信道的對(duì)稱性FDD-LTE和TDD-LTE的頻譜效率差別不大；LTE FDD/TDD 峰值吞吐量對(duì)比 雙工方式雙工方式 22 MIMO 44 MIMO吞吐率吞吐率頻譜效率頻譜效率吞吐率吞吐率頻譜效率頻譜效率LTE TDD（配置（配置5）131Mbps7.5bps/Hz262 Mbps15bps/HzLTE FDD150Mbps7.5bps/Hz300Mbps15bps/Hz雙工方式雙工方式 16QAM64QAM吞吐率吞吐率頻譜效率頻譜效率吞吐率吞吐率頻譜效率頻譜效率LTE

35、TDD（配置（配置0）26.3Mbps2.1bps/Hz45.2Mbps3.6bps/HzLTE FDD43.8Mbps2.2bps/Hz75.4Mbps3.8 bps/Hz下行對(duì)比 (注:TDD采用上,下行配比1:8)上行對(duì)比 (注:TDD采用上,下行配比6:2)nFDD/TDD峰值吞吐量對(duì)比lFDD為上,下行各20MHz; TDD為20MHz;l天線配置為2*2和4*4;l下行頻譜效率, FDD和TDD基本相等;l上行頻譜效率, FDD稍好于TDD.雙工方式雙工方式小區(qū)平均小區(qū)平均吞吐率吞吐率平均頻平均頻譜效率譜效率邊緣用戶平均邊緣用戶平均吞吐率吞吐率邊緣頻譜效邊緣頻譜效率率Mbpsbps

36、/Hz/SecMbpsbps/Hz/Sec TDD（配置（配置0） 6.46251.810.1620.0454 TDD（配置（配置1） 10.29561.850.2680.0480 TDD（配置（配置2） 14.19481.870.3560.0471 TDD（配置（配置3） 12.81871.890.3280.0484 TDD（配置（配置4） 14.75511.900.3730.0478 TDD（配置（配置5） 16.66871.900.4220.0481 TDD（配置（配置6） 8.40341.840.2120.0463LTE FDD19.06221.910.5010.05010123456

37、00.10.20.30.40.50.60.70.80.91User Throughput(Mbps)C.D.F.User throughput CDF for downlinkFDDTDD00.010.020.030.040.050.060.0700.10.20.30.40.50.60.70.80.91User Spectral Effenciey (bps/Hz/TTI)C.D.F.Spectral Effenciey CDF for downlinkFDDTDDLTE FDD/TDD 小區(qū)吞吐量對(duì)比nFDD/TDD下行小區(qū)吞吐量對(duì)比lFDD為上,下行各10MHz; TDD為10MHz;l天線配置為2*2;l下行頻譜效率, FDD稍好于TDD;LTE FDD/TDD 小區(qū)吞吐量對(duì)比nFDD/TDD上行小區(qū)吞吐量對(duì)比lFDD為上,下行各10MHz; TDD為10MHz;l天線配置為1*2;l上行頻譜效率, FDD稍好于TDD;雙工方式雙工方式平均小區(qū)吞吐率平均小區(qū)吞吐率小區(qū)邊緣用戶吞吐率小區(qū)邊緣用戶吞吐率Mbpsbps/Hz/SecMbpsbps/Hz/SecLTE TDD（配置（配置1）3.57740.810.1080.0244LTE FDD9.62650.960.307 0.030700.511.522.533.500.10.20.30.40.50.60.70.80.9