lte包-庫3g培訓(xùn)3gpplte研究

第三代移動通信TD-SCDMA、WCDMA技術(shù)培訓(xùn)暨第二屆“TD-SCDMA組網(wǎng)與規(guī)劃”技術(shù)培訓(xùn)3GPP長期演進(jìn)（LTE）項目研究信息電信 通信標(biāo)準(zhǔn)無線與移動研究室she

.cn移動通信

通信人才網(wǎng)

內(nèi)容LTE標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀

LTE需求LTE物理層LTE物理層系統(tǒng)設(shè)計

L2層結(jié)構(gòu)和信道E-UTRAN結(jié)構(gòu)移動通信

通信人才網(wǎng)

LTE?Long

Term

Evolution，又稱E-UTRA/E-UTRAN，和3GPP2

AIE合稱E3G（Evolved3G）LTE是以O(shè)FDM為 的技術(shù)，為了降低用戶面延遲，取消了無線網(wǎng)絡(luò)控制器（RNC）。與其說是3G技術(shù)的“演進(jìn)”（evolution），不如說是“

”（revolution）。這場“”是系統(tǒng)不可避免的喪失了大部分后向兼容性，也就是說，從網(wǎng)絡(luò)側(cè)和終端側(cè)都要做大規(guī)模的更新?lián)Q代。因此很多公司實際上將LTE看作B3G技術(shù)范疇。按照原定的演進(jìn)安排，IMT-Advanced標(biāo)準(zhǔn)化在2008年2月開始。在HSD(U)PA和IMT-Advanced之間，原本并沒有E3G的位置在2004年WiMAX對UMTS技術(shù)產(chǎn)生 （尤其是HSDPA技術(shù)）時，3GPP急于開發(fā)和WiMAX抗衡的、以O(shè)FDM/FDMA為

技術(shù)、支持20MHz系統(tǒng)帶寬的、具有相似甚至更高性能的技術(shù)。長期可以再IMT-Advanced標(biāo)準(zhǔn)化上先發(fā)制人。移動通信

通信人才網(wǎng)

LTE標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀LTE研究階段（SI）于2004年底開始，于2006年9月結(jié)束。

LTE的可行性研究得出了正面的結(jié)論。2005年6月完成了LTE需求的研究，形成了需求報告TR25.913。2006年9月3GPP正式批準(zhǔn)了LTE工作階段（WI），LTE標(biāo)準(zhǔn)的起草已正式開始。按照目前的工作計劃，3GPP將于2007年3月完成第2階段（Stage

2）的協(xié)議，于2007年9月最終完成第3階段（Stage 3）協(xié)議。在SI階段，各工作組形成了TR

25.814、TR25.813、。各工作組的SI結(jié)論被收集在SI總技術(shù)36的標(biāo)準(zhǔn)號分給LTE，目前正在起草的技R3.018等報告TR25.9123GPP決定將

術(shù)規(guī)范包括：通信人才網(wǎng)移動通信

LTE規(guī)范列表移動通信

通信人才網(wǎng)

LTE需求支持1.25MHz（或1.6MHz）-20MHz帶寬

峰值數(shù)據(jù)率：上行50Mbps，下行100Mbps頻譜效率達(dá)到3GPP

Release

6的2-4倍提高小區(qū)邊緣的比特率用戶面延遲（單向）小于5

ms，制面延遲小于100ms支持與現(xiàn)有3GPP和非3GPP系統(tǒng)的互操作支持增強(qiáng)型的廣播多播業(yè)務(wù)。在單獨的下行載波部署移動電視（Mobile

TV）系統(tǒng)降低建網(wǎng)成本，實現(xiàn)從Release6的低成本演進(jìn)實現(xiàn)合理的終端復(fù)雜度、成本和耗電移動通信

通信人才網(wǎng)

LTE需求（續(xù)）支持增強(qiáng)的IMS（IP多子系統(tǒng)）和

網(wǎng)追求后向兼容,

但應(yīng)該仔細(xì)

能改進(jìn)和向后兼容之間的平衡取消CS（電路交換）域，CS域業(yè)務(wù)在PS（包交換）域?qū)崿F(xiàn)，如采用VoIP對低速移動優(yōu)化系統(tǒng)，同時支持高速移動以盡可能相似的技術(shù)同時支持成對（paired）和非成對（unpaired）頻段盡可能支持簡單的臨頻共存移動通信

通信人才網(wǎng)

宏分集的取舍宏分集的基礎(chǔ)是軟切換。是否采用宏分集技術(shù)，是LTE討論的焦點，影響到網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的選擇，對LTE/SAE系統(tǒng)的發(fā)展方向有深選的影響下行宏分集由于存在難以解決的“同步問題”，很早就明

確，對單播（unicast）業(yè)務(wù)不采用下行宏分集。只是在多小區(qū)廣播（broadcast）時，由于放松了對頻譜效率的要求，可以通過采用較大的CP，使下行宏分集成為可能。對于寬帶系統(tǒng)，上行宏分集頻譜資源消耗太大。另外，軟切換需要一個“中心節(jié)點”（如RNC）來進(jìn)行控制，這和大多數(shù)公司推崇的“扁平化”、“分散化”網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)背道而馳。經(jīng)過仿真結(jié)果的比較、激烈的爭論、和“示意性”的表決，3GPP最終決定LTE不考慮宏分集技術(shù)。移動通信

通信人才網(wǎng)

LTE幀結(jié)構(gòu)——基本幀結(jié)構(gòu)#0#1#2#3#19#18一個10ms幀，分為10個子幀，每個1ms。每個子幀包含2個子幀，長0.5ms。One

radio

frame,

Tf

=

307200TsOne

subframe,

Tsf

=

15360Ts移動通信

通信人才網(wǎng)

LTE幀結(jié)構(gòu)——LCR-TDD兼容幀結(jié)構(gòu)#0#1#2#3#4#5#6DwPTS

UpPTSGuardperiod由于要滿足和LCR-TDD系統(tǒng)的臨頻共站址共存，需要采用和LCR-TDD基本相同的幀結(jié)構(gòu)，以實現(xiàn)上下行轉(zhuǎn)換點對

齊，避免時隙交叉產(chǎn)生的干擾為了滿足更嚴(yán)格的延遲需求，可以支持多個轉(zhuǎn)換點One

radio

frame,

Tf

=

307200Ts移動通信

通信人才網(wǎng)

LTE幀結(jié)構(gòu)——通用TDD幀結(jié)構(gòu)為了采用和FDD幀結(jié)構(gòu)相同的子幀長度，又和LCR-TDD系統(tǒng)實現(xiàn)臨頻共站址共存，需要

空閑子幀或空閑OFDM符號，從而造成頻譜效率損失移動通信

通信人才網(wǎng)

LTE基本傳輸和多址技術(shù)（1）主要觀點一：多數(shù)公司認(rèn)為OFDM/FDMA技術(shù)與CDMA技術(shù)相比，可以取得更高的頻譜效率；主要觀點二：少數(shù)公司認(rèn)為OFDM系統(tǒng)和CDMA系統(tǒng)性能相當(dāng)，出于后向兼容的考慮，應(yīng)該沿用CDMA技術(shù)。持前一種看法的公司全部支持在下行采用OFDM技術(shù)，但在。比PAPR（將影響手）有顧慮，主張采用具上行多址技術(shù)的選擇上又分為大部分廠商因為對OFDM的上行持終端的功放成本和電池有較低PAPR的單載波技術(shù)另一些公司（主要是積極參與WiMAX標(biāo)準(zhǔn)化的公司）建議在上行也采用OFDM技術(shù)，并用一些增強(qiáng)技術(shù)解決

PAPR的問題經(jīng)過激烈的 和艱苦的融合，3GPP最終選擇了大多數(shù)公司支持的方案，即下行OFDM；上行SC（單載波）-FDMA移動通信

通信人才網(wǎng)

OFDM技術(shù)在新一代寬帶無線通信系統(tǒng)中，OFDM（正交頻分復(fù)用）技術(shù)已經(jīng)取代單載波擴(kuò)頻技術(shù)（如CDMA），成為主流采用OFDM技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)：DAB（數(shù)字廣播）和DVB（數(shù)字電視），寬帶無線接入系統(tǒng)IEEE

802.11g/a/n、802.16d/e、802.20、3GPP2

AIE、MBOA

UWB傳統(tǒng)的FDM/FDMA，將較寬頻帶分成較窄的子帶（子載波）。為了避免各子載波之間干擾，需在子載波間保留較大間隔FFT（快速 變換）的發(fā)展，允許將子載波

排同

保 子載

間

提

頻

率移動通信

通信人才網(wǎng)

OFDM技術(shù)（續(xù)）經(jīng)過串并變換后，發(fā)射信號可視作頻域信號，IFFT將并行子載波上的頻域信號轉(zhuǎn)換到時域，也即M個子載波上時域信號的合并波形。在每個OFDM符號之前 一個循環(huán)前綴（CP），以在多徑和失步環(huán)境下保持子載波間正交性。OFDM

的結(jié)構(gòu)大致為發(fā)射機(jī)的逆過程，其部分是

FFT處理。經(jīng)過FFT處理，時域的OFDM符號被還原到頻域，即每個子載波上的發(fā)送信號。移動通信

通信人才網(wǎng)OFDM參數(shù)設(shè)計子載波間隔15kHz：子載波寬度越小，符號周期越大，頻譜效率越高（CP是固定系統(tǒng)開銷）。但如果子載波寬度過小，則對 頻偏過于敏感，難以支持高速移動的終端。移動通信

通信人才網(wǎng)

OFDM資源分配Localized方式：1個用戶占用的子載波可以集中在一起，取得多用戶分集增益Distributed方式：也可以分散在整個帶寬，取得頻率分集增益1個基本時/頻資源塊包含12個子載波（以適應(yīng)

VoIP的需要）和1個子幀移動通信

通信人才網(wǎng)

OFDM參考信號復(fù)用參考信號（導(dǎo)頻）用于信道狀態(tài)信息（CSI）和信道質(zhì)量信息（CQI）的測量，以進(jìn)行信號解調(diào)、頻域調(diào)度和鏈路自適應(yīng)分散式（Scattered）導(dǎo)頻結(jié)構(gòu)是FDM和TDM結(jié)構(gòu)的融合參考信號的頻域間隔應(yīng)小于相關(guān)帶寬（由多徑擴(kuò)展決定），時域間隔小于相關(guān)時間（由移動速度決定）?；鹃g隔6個子載波，2列/子幀。2天線參考信號交錯放置（FDM）4天線情況：1列/子幀（只考慮低速移動）移動通信

通信人才網(wǎng)

DFT-S-OFDM上行SC-FDMA信號可以用“頻域”和“時域”兩種方法生成頻域生成方法又稱為DFT擴(kuò)展OFDM（DFT-S-OFDM）時域生成方法又稱為交織FDMA（IFDMA）最終確定采用DFT-S-OFDM技術(shù)DFT-S-OFDM是在OFDM的IFFT調(diào)制之前對信號進(jìn)行DFT擴(kuò)

展，這樣系統(tǒng)發(fā)射的是時域信號，從而可以避免OFDM系統(tǒng)發(fā)送頻域信號帶來的PAPR問題。DFT子載波CPSize-NTXSize-NFFTNTX

個符號IFFT移動通信

通信人才網(wǎng)

DFT-S-OFDM參數(shù)DFT-S-OFDM的一個子幀包含6個（采用0.675ms子幀時為8個）“長塊”和2個“短塊”

，長塊主要用于傳送數(shù)據(jù)，短塊主要用于傳送導(dǎo)頻信號。自載波間隔15kHz，長短兩種CP移動通信

通信人才網(wǎng)

DFT-S-OFDM資源分配Localized方式：DFT后子載波集中在一起Distributed方式：DFT后子載波分散在整個頻帶，已決定不采用跳頻方式（用于代替Distributed方式）：以子幀為單位跳頻，或以TTI（2個子幀）為單位跳頻移動通信

通信人才網(wǎng)

DFT-S-OFDM參考信號復(fù)用在兩個短塊中傳輸，用于：上行信道估計上行信道探測（channel

sounding），用于上行頻域調(diào)度參考信號可能采用Localized方式和Distributed方式復(fù)用參考信號需支持多用戶之間、MIMO天線之間的正交參考信號設(shè)計，可能采用如下方法實現(xiàn)：FDMTDMCDM：序列基于CAZAC序列上行信道探測參考信號需要在整個頻帶內(nèi)發(fā)送移動通信

通信人才網(wǎng)

上行虛擬MIMO（Virtual

MIMO）上行多用戶MIMO（MU-MIMO），又稱Virtual

MIMO，是LTE上行的補(bǔ)充多址方式兩個用戶可以配對進(jìn)行MIMO發(fā)送，利用空間信道的非相關(guān)性，可以共享相同的時/頻資源，從而對QoS要求較低的情況下容納的用戶配對可以采用2種方式：隨機(jī)配對：簡單，不依賴信道探測，但性能較差，需要復(fù)雜的空間相關(guān)性配對：通過更好的空間正交性，獲得更好的性能，可使用簡單的，但依賴信道探測移動通信

通信人才網(wǎng)

MIMOLTE支持單用戶空間復(fù)用、單用戶空間分集、波束賦形等幾種模式，在模式之間的切換速率最快100ms從反饋的類型區(qū)分，可采用開環(huán)和閉環(huán)方法從用戶數(shù)量區(qū)分，可分為單用戶MIMO（SU-MIMO）和多用戶MIMO（MU-MIMO）目前LTE主要考慮：線性預(yù)編碼（Linear

Precoding）：閉環(huán)方法。是空間復(fù)用和波束賦形的結(jié)合開環(huán)發(fā)送分集：主要用于控制信令發(fā)送MU-MIMO：又稱空分復(fù)用（SDMA）移動通信

通信人才網(wǎng)

MIMO——線性預(yù)編碼發(fā)射機(jī)可以根據(jù)MIMO信道信息（可通過反饋信道或TDD系統(tǒng)的上下性對稱性得到），預(yù)先對MIMO發(fā)射參數(shù)進(jìn)行配置。以泛義的Beamforming的原理來解釋，Precoding就是預(yù)先將Beam指向最有利于用戶接收的“方向”對SU-MIMO采用歸一化Precoding，對MU-MIMO采用非歸一化Precoding基本反饋方法采用碼本（codebook）方法，對TDD智能天線采用非碼本方法（直接對

導(dǎo)頻進(jìn)行預(yù)編碼）移動通信

通信人才網(wǎng)

MIMO——開環(huán)發(fā)射分集可供考慮的技術(shù)包括空時編碼（STBC）、空頻編碼（SFBC）和循環(huán)位移分集（CDD），目前以CDD作為基本選擇CDD：在不同的天線上發(fā)送同一數(shù)據(jù)流的經(jīng)過不同循環(huán)位移的版本，從而人為的制造“多徑效應(yīng)”，不同的天線發(fā)送的數(shù)據(jù)流有不同的相位，從而可以獲得“多徑分集”。但是天線之間的相對延遲要控制在CP以內(nèi)主要考慮用于BER要求較高，但又難以采用比環(huán)反饋的控制信令傳輸CDD的主要優(yōu)點是實現(xiàn)簡單移動通信

通信人才網(wǎng)

MIMO——SDMA除了上行“Virtual

MIMO”外，下行也可以采用MU-MIMO，或稱SDMA。典型的如天線分組方法。移動通信

通信人才網(wǎng)

調(diào)制與編碼下行QPSK、16QAM和64QAM上行1/2pi

BPSK，帶頻域成形（spectrum

sharing）的QPSK和16QAM1/2pi和spectrum

sharing主要用于降低PAPR用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)男诺谰幋a方法采用Rel-6

Turbo碼（mother

coderateR=1/3）采用無競爭交織器移動通信

通信人才網(wǎng)

下行控制信令下行控制信令用于告知UE如何處理下行信號，下行帶外L1/L2控制信令包括：用于下行數(shù)據(jù)發(fā)送的調(diào)度信息——用于UE對下行發(fā)送信號進(jìn)行接收處理用于上行發(fā)送的調(diào)度賦予信息——用于確定UE上行發(fā)送信號格式對上行發(fā)送給出的ACK/NACK信息下行控制信令在一個TTI的前n（小于等于3）個符號內(nèi)發(fā)送，TDM還是FDM未定。FDM可以實現(xiàn)更大覆蓋，TDM可以實現(xiàn)微睡眠（Micro

sleep）控制信令編碼：多用戶聯(lián)合編碼有更大的編碼增益，分別編碼有多用戶增益支持多個控制信道，分別功控多天線：采用發(fā)射分集提高控制信令的魯棒性移動通信

通信人才網(wǎng)

上行控制信令取得上行時間同步下的上行控制信令：與數(shù)據(jù)直接相關(guān)的控制信令傳輸格式HARQ信息與數(shù)據(jù)不直接相關(guān)的控制信令CQIACK/NACK同步隨機(jī)接入（資源請求）未取得上行時間同步下的上行控制信令：異步隨機(jī)接入移動通信

通信人才網(wǎng)

頻域調(diào)度動態(tài)的將最適合的時/頻資源分配給某個用戶，系統(tǒng)根據(jù)信道質(zhì)量信息（CQI）的反饋、有待調(diào)度的數(shù)據(jù)量、UE能力等決定資源的分配，并通過控制信令通知用戶。調(diào)度實際上和鏈路自適應(yīng)、HARQ是密不可分的。LTE的調(diào)度最小周期為最小TTI（1ms）音業(yè)務(wù) 調(diào)度相對固定的資源（persistentscheduling）移動通信

通信人才網(wǎng)

鏈路自適應(yīng)自適應(yīng)調(diào)制和編碼（AMC）：

采用 mon

AMC（在所有頻率資源上采用相同的AMC配置）HARQ：采用增量冗余（Incremental

Redundancy）HARQ?；敬_定采用同步非自適應(yīng)的HARQ，即每次重傳的時刻和所采用的發(fā)射參數(shù)（調(diào)制編碼方式及資源分配等）都是預(yù)先定義好的基本確定不才支持多個并行的HARQ信道移動通信

通信人才網(wǎng)

小區(qū)搜索目的：下行同步和小區(qū)識別（獲取小區(qū)ID（512個））主要由主同步信道（P-SCH）、輔同步信道（S-SCH）、廣播信道（BCH）和參考信號實現(xiàn)，需要發(fā)送符號/子幀時鐘,幀時鐘,小區(qū)ID,天線數(shù)量等信息小區(qū)搜索過程（大多數(shù)公司意見）：P-SCH和S-SCH位于同一個子幀內(nèi)，采用TDM復(fù)用，在

10ms內(nèi)發(fā)送1-2次5ms時鐘: 通過P-SCH取得無線幀時鐘,組ID,可能還包括用于BCH的天線數(shù)量:通過S-SCH取得取得小區(qū)ID:通過下行參考符號讀

BCH移動通信

通信人才網(wǎng)

隨機(jī)接入分為非同步隨機(jī)接入和同步隨機(jī)接入非同步接入是未取得上行同步或喪失上行同步情況下的接入，包括同步和資源請求，需要考慮失步下的用戶間干擾，并最大限度避免碰撞同步接入是在保持上行同步時的接入，即資源請求隨機(jī)接入信道帶寬：占據(jù)1.08MHz?？刹捎枚鄠€基本帶寬實現(xiàn)更高的接入幾率。其余帶寬可用于UL-SCH隨機(jī)接入序列：Zadoff-Chu序列，每個小區(qū)64個采用與WCDMA相似的，采用power

ram

的接入功控方式。同時 應(yīng)指示“可用的隨機(jī)接入信道”、“功率步長”和“最大重傳次數(shù)”等信息來支持物理層的隨機(jī)接入過程LCR-TDD幀結(jié)構(gòu)下，隨機(jī)接入仍基于UpPTS長度為125us，經(jīng)一定的擴(kuò)展能達(dá)到約150us，遠(yuǎn)小于LTEFDD采用的1ms長度，造成其隨機(jī)接入序列的數(shù)目（16）要少于FDD移動通信

通信人才網(wǎng)

同步上行同步：又稱時間控制。為了保證上行多用戶之間的正交性，要求各用戶的信號同時到達(dá)NodeB，誤差在CP以內(nèi)需要根據(jù)用戶距NodeB的位置遠(yuǎn)近調(diào)整它們的發(fā)射時間。NodeB之間的同步：保持NodeB之間的正交性可以使基于OFDM/FDMA的LTE系統(tǒng)獲得更好的性能，例如MBMS系統(tǒng)3GPP系統(tǒng)不像3GPP2系統(tǒng)可以依靠外部時鐘（如GPS）取得同步，可以采用終端輔助方法，即NodeB借助小區(qū)內(nèi)各UE的報告和相鄰NodeB作同步校準(zhǔn)，以此類推，使全系統(tǒng)逐步和參考 取得同步移動通信

通信人才網(wǎng)

小區(qū)間干擾抑制LTE考慮的小區(qū)間干擾（ICI）抑制技術(shù)包括：干擾隨機(jī)化（ICI

randomization）、干擾協(xié)調(diào)（ICIcoordination）、干擾消除（ICI

cancellation）干擾協(xié)調(diào)（軟頻率復(fù)用）：在小區(qū)中心采用頻率復(fù)用系數(shù)1，在小區(qū)邊緣采用頻率復(fù)用系數(shù)1/nUsers

in

inner

part

of

the

cell

may

be

assignedthe

full

spectrum.Users

at

the

out