DLE關(guān)鍵技術(shù)講稿

TD-LTE關(guān)鍵技術(shù)及特點中國移動設計院四川分院無線所趙明峰博士提綱問題討論4.TD-LTE與TD-SCDMA對比3.TD-LTE關(guān)鍵技術(shù)2.LTE標準起源和進展1.2004年11月，3GPPRANFurtherEvolutionWorkshop2004年12月，3GPP通過EvolvedUTRA/UTRANSI立項(RAN#26,RP-040461)2006年6月，3GPP通過3GLong-TermEvolutionWI立項(RAN#32,RP-060426)2007年10月，ITU-R征集IMT-Advanced(4G)技術(shù)方案2008年3月，3GPP通過LTE-AdvancedSI立項(RAN#39,RP-080137)2008年4月，3GPPworkshoponIMT-Advanced2010年11月，3GPPLTE-Advanced(≥Rel-10)被ITU-R接受為4G技術(shù)2012年6月，3GPPWorkshoponRelease12andOnward200420052006200720082009201020112012Rel-8Rel-9Rel-10Rel-11LTE起源與里程碑LTE設計目標與需求指標LTE(TS25.913)LTE-Advanced(TS36.913)傳輸帶寬可擴展至20MHz可擴展至100MHz峰值速率下行：100Mbps;上行：50Mbps下行：1Gbps;上行：500Mbps時延用戶面：≤10ms;控制面：≤100ms用戶面：≤10ms;控制面：≤50ms用戶吞吐量下行邊緣：2至3倍于Rel-6HSDPA下行平均：3至4倍于Rel-6HSDPA上行邊緣：2至3倍于Rel-6HSUPA上行平均：2至3倍于Rel-6HSUPA最大化用戶吞吐量(具體值由部署場景確定)頻譜效率下行：3至4倍于Rel-6HSDPA上行：2至3倍于Rel-6HSUPA下行峰值：30bps/Hz上行峰值：15bps/Hz最大化平均頻譜效率(具體值由部署場景確定)移動性優(yōu)化至15km/h;支持至350km/h類似于LTE覆蓋優(yōu)化至5km;支持至100km類似于LTE設計高速率、低時延和包交換優(yōu)化的無線接入技術(shù)3GPPLTE/LTE-A標準化時間表200820092010201120122013LTERel-9LTE-ARel-10LTE-ARel-11LTERel-8LTE-ARel-102005.03-2009.03LTE基本版本2009.03-2010.03LTE增強版本2010.03-2011.06LTE-Advanced基本版本2011.03-2012.09LTE-Advanced增強版本LTE/LTE-A各版本關(guān)鍵技術(shù)演進LTERel-8LTERel-9LTE-ARel-10LTE-ARel-11LTE增強版本LTE基本版本LTE-A基本版本LTE-A增強版本PositioningCarrierAggregationDLMIMOEnhancementULMIMORelayCoMPMobileRelayHeterogeneousNetworkCAenhancementMIMOenhancementTDDenhancementDuallayer

beamformingTD-LTE網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)

TD-L與TD-S網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)比較TD-L沒有基站控制器（RNC，BSC），E-NodeB完成RNC+NodeB的功能扁平化網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的優(yōu)點時延大幅縮短：用戶接入時延從2S→100ms，業(yè)務端到端時延100ms→20ms減少網(wǎng)絡建設投資TD-LTE網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)TD-SCDMA網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)提綱問題討論4.TD-LTE與TD-SCDMA對比3.TD-LTE關(guān)鍵技術(shù)2.LTE標準起源和進展1.OFDM發(fā)展歷史2000s1990s1970s1960sOFDM在高速調(diào)制器中的應用開始研究OFDM應用在高頻軍事系統(tǒng)OFDM應用于寬帶數(shù)據(jù)通信和廣播等OFDM應用于802.11a,802.16,LTE關(guān)鍵技術(shù)幀結(jié)構(gòu)物理信道物理層過程受制于數(shù)字信號處理能力的相應芯片成熟度OFDM概述

正交頻分復用技術(shù)，多載波調(diào)制的一種。將一個寬頻信道分成若干正交子信道，將高速數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換成并行的低速子數(shù)據(jù)流，調(diào)制到每個子信道上進行傳輸。概念關(guān)鍵技術(shù)幀結(jié)構(gòu)物理信道物理層過程頻域波形f寬頻信道正交子信道

FDMOFDM傳統(tǒng)FDM:為避免載波間干擾，需要在相鄰的載波間保留一定保護間隔，大大降低了頻譜效率。OFDM:各(子)載波重疊排列，同時保持(子)載波的正交性（通過FFT實現(xiàn)）。從而在相同帶寬內(nèi)容納數(shù)量更多(子)載波，提升頻譜效率。實質(zhì)就是頻譜效率的顯著提升OFDM優(yōu)勢勢-對比比TD-CDMA

OFDMTD-SCDMA抗多徑干擾能力可不采用或采用簡單時域均衡器將高速數(shù)據(jù)流分解為多條低速數(shù)據(jù)流并使用循環(huán)前綴(CP)作為保護，大大減少甚至消除符號間干擾。對均衡器的要求較高高速數(shù)據(jù)流的符號寬度較短，易產(chǎn)生符號間干擾。接收機均衡器的復雜度隨著帶寬的增大而急劇增加與MIMO結(jié)合系統(tǒng)復雜度隨天線數(shù)量呈線性增加每個子載波可看作平坦衰落信道，天線增加對系統(tǒng)復雜度影響有限系統(tǒng)復雜度隨天線數(shù)量增加呈冪次變化需在接收端選擇可將MIMO接收和信道均衡混合處理的技術(shù)，大大增加接收機復雜度。帶寬擴展性帶寬擴展性強，LTE支持多種載波帶寬在實現(xiàn)上，通過調(diào)整IFFT尺寸即可改變載波帶寬，系統(tǒng)復雜度增加不明顯。帶寬擴展性差需要通過提高碼片速率或多載波CDMA來支持更大帶寬，接收機復雜度大幅提升。頻域調(diào)度頻域調(diào)度靈活頻域調(diào)度顆粒度?。?80kHz）。隨時為用戶選擇較優(yōu)的時頻資源進行傳輸，從而獲得頻選調(diào)度增益。頻域調(diào)度粗放只能進行載波級調(diào)度（1.6MHz)，調(diào)度的靈活性較差。關(guān)鍵技術(shù)幀結(jié)構(gòu)物理信道物理層過程考慮慮到到系系統(tǒng)統(tǒng)設設計計的的復復雜雜程程度度及及成成本本，，OFDM更適適用用于于寬寬帶帶移移動動通通信信OFDM不足足OFDM輸出出信信號號是是多多個個子子載載波波時時域域相相加加的的結(jié)結(jié)果果，，子子載載波波數(shù)數(shù)量量從從幾幾十十個個到到上上千千個個，，如如果果多多個個子子載載波波同同相相位位，，相相加加后后會會出出現(xiàn)現(xiàn)很很大大幅幅值值，，造造成成調(diào)調(diào)制制信信號號的的動動態(tài)態(tài)范范圍圍很很大大。。因因此此對對RF功率率放放大大器器提出出很很高高的的要要求求較高高的的峰峰均均比比（（PARP）受頻頻率率偏偏差差的的影影響響高速速移移動動引引起起的的Doppler頻移移系統(tǒng)統(tǒng)設設計計時時已已通通過過增增大大導導頻頻密密度度（（大大致致為為每每0.25ms發(fā)送送一一次次導導頻頻，，時時域域密密度度大大于于TD-S）來來減減弱弱此此問問題題帶帶來來的的影影響響子載載波波間間干干擾擾(ICI）折射射、、反反射射較較多多時時，，多多徑徑時時延延大大于于CP(CyclicPrefix，循循環(huán)環(huán)前前綴綴)，將將會會引引起起ISI及ICI系統(tǒng)統(tǒng)設設計計時時已已考考慮慮此此因因素素，，設設計計的的CP能滿滿足足絕絕大大多多數(shù)數(shù)傳傳播播模模型型下下的的多多徑徑時時延延要要求求（（4.68us)，從從而而維維持持符符號號間間無無干干擾擾受時時間間偏偏差差的的影影響響ISI(符號號間間干干擾擾））&ICI關(guān)鍵技術(shù)幀結(jié)構(gòu)物理信道物理層過程LTE多址址方方式式-下行行將傳傳輸輸帶帶寬寬劃劃分分成成一一系系列列正正交交的的子子載載波波資資源源，，將將不不同同的的子子載載波波資資源源分分配配給給不不同同的的用用戶戶實實現(xiàn)現(xiàn)多多址址。。因因為為子子載載波波相相互互正正交交，，所所以以小小區(qū)區(qū)內(nèi)內(nèi)用用戶戶之之間間沒沒有有干干擾擾。。時域波形tpower峰均比示意圖下行行多多址址方方式式—OFDMA下行行多多址址方方式式特特點點關(guān)鍵技術(shù)幀結(jié)構(gòu)物理信道物理層過程同相相位位的的子子載載波波的的波波形形在在時時域域上上直直接接疊疊加加。。因因子子載載波波數(shù)數(shù)量量多多，，造造成成峰峰均均比比(PAPR)較高高，，調(diào)調(diào)制制信信號號的的動動態(tài)態(tài)范范圍圍大大，，提提高高了了對對功功放放的的要要求求。。分布式：分配給用戶的RB不連續(xù)集中式：連續(xù)RB分給一個用戶優(yōu)點：調(diào)度開銷小優(yōu)點：頻選調(diào)度增益較大頻率率時間間用戶A用戶B用戶C子載載波波在這這個個調(diào)調(diào)度度周周期期中中，，用用戶戶A是分分布布式式，，用用戶戶B是集集中中式式LTE多址址方方式式-上行行和OFDMA相同同，，將將傳傳輸輸帶帶寬寬劃劃分分成成一一系系列列正正交交的的子子載載波波資資源源，，將將不不同同的的子子載載波波資資源源分分配配給給不不同同的的用用戶戶實實現(xiàn)現(xiàn)多多址址。。注注意意不不同同的的是是：：任一一終終端端使使用用的的子子載載波波必必須須連連續(xù)續(xù)上行行多多址址方方式式—SC-FDMA上行行多多址址方方式式特特點點關(guān)鍵技術(shù)幀結(jié)構(gòu)物理信道物理層過程考慮到多載波波帶來的高PAPR會影響終端的的射頻成本和和電池壽命，，LTE上行采用SingleCarrier-FDMA（即SC-FDMA）以改善峰均均比。SC-FDMA的特點是，在在采用IFFT將子載波轉(zhuǎn)換換為時域信號號之前，先對對信號進行了了FFT轉(zhuǎn)換，從而引引入部分單載載波特性，降降低了峰均比比。頻率時間用戶A用戶B用戶C子載波在任一調(diào)度周周期中，一個個用戶分得的的子載波必須須是連續(xù)的受限于終端的的處理能力和和成本及功耗耗上下行資源單單位信道類型信道名稱資源調(diào)度單位資源位置控制信道PCFICHREG占用4個REG，系統(tǒng)全帶寬平均分配時域：下行子幀的第一個OFDM符號PHICHREG最少占用3個REG時域：下行子幀的第一或前三個OFDM符號PDCCHCCE下行子幀中前1/2/3個符號中除了PCFICH、PHICH、參考信號所占用的資源，有1、2、4、8四類PBCHN/A頻域：頻點中間的72個子載波時域：每無線幀subframe0第二個slotPUCCH位于上行子幀的頻域兩邊邊帶上業(yè)務信道PDSCH\PUSCHRB除了分配給控制信道及參考信號的資源頻率CCE：ControlChannelElement。CCE=9REGREG：REgroup，資源粒子組組。REG=4RERE：ResourceElement。LTE最小的時頻資資源單位。頻頻域上占一個個子載波（15kHz)，時域上占一一個OFDM符號(1/14ms)關(guān)鍵技術(shù)幀結(jié)構(gòu)物理信道物理層過程RB：ResourceBlock。LTE系統(tǒng)最常見的的調(diào)度單位，，上下行業(yè)務務信道都以RB為單位進行調(diào)調(diào)度。RB=84RE。左圖即為一一個RB。時域上占7個OFDM符號，頻域上上占12個子載波時間1個OFDM符號1個子載波LTERB資源示意圖多天線技術(shù)：：分集、空間間復用和波束束賦形多路信道傳輸輸同樣信息多路信道同時時傳輸不同信信息多路天線陣列列賦形成單路路信號傳輸包括時間分集集，空間分集集和頻率分集集提高接收的可可靠性和提高高覆蓋適用于需要保保證可靠性或或覆蓋的環(huán)境境理論上成倍提提高峰值速率率適合密集城區(qū)區(qū)信號散射多多地區(qū)，不適適合有直射信信號的情況最大比合并最小均方誤差或串行干擾刪除波束賦形（Beamforming）發(fā)射分集分集合并通過對信道的的準確估計，，針對用戶形形成波束，降降低用戶間干干擾可以提高覆蓋蓋能力，同時時降低小區(qū)內(nèi)內(nèi)干擾，提升升系統(tǒng)吞吐量量空間復用關(guān)鍵技術(shù)幀結(jié)構(gòu)物理信道物理層過程LTE傳輸模式-概述Mode傳輸模式技術(shù)描述應用場景1單天線傳輸TM1信息通過單天線進行發(fā)送無法布放雙通道室分系統(tǒng)的室內(nèi)站2發(fā)射分集TM2同一信息的多個信號副本分別通過多個衰落特性相互獨立的信道進行發(fā)送信道質(zhì)量不好時，如小區(qū)邊緣3開環(huán)空間復用TM3

終端不反饋信道信息，發(fā)射端根據(jù)預定義的信道信息來確定發(fā)射信號信道質(zhì)量高且空間獨立性強時4閉環(huán)空間復用TM4

需要終端反饋信道信息，發(fā)射端采用該信息進行信號預處理以產(chǎn)生空間獨立性信道質(zhì)量高且空間獨立性強時。終端靜止時性能好5多用戶MIMOTM5基站使用相同時頻資源將多個數(shù)據(jù)流發(fā)送給不同用戶，接收端利用多根天線對干擾數(shù)據(jù)流進行取消和零陷。6單層閉環(huán)空間復用TM6

終端反饋RI=1時，發(fā)射端采用單層預編碼，使其適應當前的信道7單流BeamformingTM7發(fā)射端利用上行信號來估計下行信道的特征，在下行信號發(fā)送時，每根天線上乘以相應的特征權(quán)值，使其天線陣發(fā)射信號具有波束賦形效果信道質(zhì)量不好時，如小區(qū)邊緣8雙流BeamformingTM8結(jié)合復用和智能天線技術(shù)，進行多路波束賦形發(fā)送，既提高用戶信號強度，又提高用戶的峰值和均值速率9TM9LTE-A中新增加的一種模式，可以支持最大到8層的傳輸，主要為了提升數(shù)據(jù)傳輸速率。信道質(zhì)量好且空間獨立性強傳輸模式是針針對單個終端端的。同小區(qū)區(qū)不同終端可可以有不同傳傳輸模式eNB自行決定某一一時刻對某一一終端采用什什么傳輸模式式，并通過RRC信令通知終端端模式3到模式8中均含有發(fā)射射分集。當信信道質(zhì)量快速速惡化時，eNB可以快速切換換到模式內(nèi)發(fā)發(fā)射分集模式式關(guān)鍵技術(shù)幀結(jié)構(gòu)物理信道物理層過程LTE傳輸模式-發(fā)射分集（Mode2）（頻率偏移發(fā)發(fā)射分集）(空頻塊編碼））天線端口0傳原始調(diào)制符符號天線端口1傳原始符號的的變換符號天線端口0與2(1與3）為一個天線線端口對，二二者之間為SFBC；天線端口0與1在頻域上交替替?zhèn)魉驮夹判盘?，二者之之間為FSTD;2與3傳送相應的交交換信號,亦為FSTD。發(fā)射分集利用用了天線間的的弱相關(guān)性，，在天線對上上傳送原始信信號及其變換換符號（一般般為原始符號號的共軛），，提高信號傳傳輸?shù)目煽啃孕?。既可用于業(yè)務務信道，又可可用于控制信信道。兩天線端口---SFBC四天線端口---SFBC+FSTD關(guān)鍵技術(shù)幀結(jié)構(gòu)物理信道物理層過程LTE傳輸模式-空間復用（Mode3,4,6）普通的空間復復用，接收端端和發(fā)送端無無信息交互基于非碼本的的預編碼：基于終端提供供的SRS(探測參考信號號)或DMRS(解調(diào)參考信號號)獲得的CSI，基站自行計計算出預編碼碼矩陣基于碼本的預預編碼：基于終端直接接反饋的PMI(預編碼矩陣索索引號)從碼本中選擇擇預編碼矩陣陣空間復用利用用了天線間空空間信道的弱弱相關(guān)性，在在相互獨立的的信道上傳送送不同的數(shù)據(jù)據(jù)流，提高數(shù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆宸逯邓俾手粦糜谙滦行袠I(yè)務信道（（為了確保傳傳輸，控制信信道普遍采用用發(fā)送分集））開環(huán)空間復用用閉環(huán)空間復用用關(guān)鍵技術(shù)幀結(jié)構(gòu)物理信道物理層過程LTE傳輸模式-波束賦形（Mode7，8）波束賦型只應應用于業(yè)務信信道控制信道仍使使用發(fā)射分集集保證全小區(qū)區(qū)覆蓋（類比于TD-SCDMA中PCCPCH也是廣播發(fā)射射）可以不需要終終端反饋信道道信息平均路損和來來波方向可通通過基站測量量終端發(fā)射的的SRS（SoundingReferenceSignal，探測參考信信號，類比于TD-SCDMA里的midamble碼）兩個波束傳遞遞相同信息，，獲得分集增增益+賦型增益兩個波束傳遞遞不同信息，，獲得復用增益益+賦型增益產(chǎn)生定向波束束，獲得賦型增益益定義波束賦型是發(fā)發(fā)射端對數(shù)據(jù)據(jù)先加權(quán)再發(fā)發(fā)送，形成窄窄的發(fā)射波束束，將能量對對準目標用戶戶，提高目標標用戶的信噪噪比，從而提提高用戶的接接收性能。特點單流beamforming雙流beamforming關(guān)鍵技術(shù)幀結(jié)構(gòu)物理信道物理層過程TDD的特有技術(shù)，利用上下行信道互易性得到下行信道信息TD-LTE幀結(jié)構(gòu)子幀:1ms時隙0.5ms#0DwPTS特殊子幀:1ms#2#3#4半幀:5ms半幀:5ms幀:10msGPUpPTSTD-LTE幀結(jié)構(gòu)特點：：無論是正常子子幀還是特殊殊子幀，長度度均為1ms。FDD子幀長度也是是1ms。一個無線幀分分為兩個5ms半幀，幀長10ms。和FDDLTE的幀長一樣。。特殊子幀DwPTS+GP+UpPTS=1msDL-ULConfigurationSwitch-pointperiodicitySubframenumber012345678905msDSUUUDSUUU15msDSUUDDSUUD25msDSUDDDSUDD310msDSUUUDDDDD410msDSUUDDDDDD510msDSUDDDDDDD65msDSUUUDSUUDTD-LTE上下行配比表表轉(zhuǎn)換周期為5ms表示每5ms有一個特殊時時隙。這類配配置因為10ms有兩個上下行行轉(zhuǎn)換點，所所以HARQ的反饋較為及及時。適用于于對時延要求求較高的場景景轉(zhuǎn)換周期為10ms表示每10ms有一個特殊時時隙。這種配配置對時延的的保證略差一一些，但是好好處是10ms只有一個特殊殊時隙，所以以系統(tǒng)損失的的容量相對較較小關(guān)鍵技術(shù)幀結(jié)構(gòu)物理信道物理層過程TD-LTE幀結(jié)構(gòu)和TD-SCDMA幀結(jié)構(gòu)對比子幀:1ms#0DwPTS特殊子幀:1ms#2#3#4GPUpPTS正常時隙:0.675msGP#1#2#0#3#4#5#6DwPTSUpPTS特殊時隙總長:0.275msTD-SCDMA半幀:5msTD-LTE半幀:5msTD-LTE和TD-SCDMA幀結(jié)構(gòu)主要區(qū)區(qū)別：時隙長度不同同。TD-LTE的子幀（相當當于TD-S的時隙概念））長度和FDDLTE保持一致，有有利于產(chǎn)品實實現(xiàn)以及借助助FDD的產(chǎn)業(yè)鏈TD-LTE的特殊時隙有有多種配置方方式，DwPTS,GP,UpPTS可以改變長度度，以適應覆覆蓋、容量、、干擾等不同同場景的需要要。在某些配置下下，TD-LTE的DwPTS可以傳輸數(shù)據(jù)據(jù)，能夠進一一步增大小區(qū)區(qū)容量TD-LTE的調(diào)度周期為為1ms，即每1ms都可以指示終終端接收或發(fā)發(fā)送數(shù)據(jù)，保保證更短的時時延。而TD-SCDMA的調(diào)度周期為為5ms關(guān)鍵技術(shù)幀結(jié)構(gòu)物理信道物理層過程特殊子幀TD-LTE特殊子幀繼承承了TD-SCDMA的特殊子幀設設計思路，由由DwPTS，GP和UpPTS組成。TD-LTE的特殊子幀可可以有多種配配置，用以改改變DwPTS，GP和UpPTS的長度。但無無論如何改變變，DwPTS+GP+UpPTS永遠等于1ms特殊子幀配置NormalCPDwPTSGPUpPTS0310119412103131121412115392693271022811121msGPDwPTSUpPTS1msGPDwPTSUpPTSTD-LTE的特殊子幀配配置和上下行行時隙配置沒沒有制約關(guān)系系，可以相對對獨立的進行行配置目前廠家支持持10:2:2（以提高下行行吞吐量為目目的）和3:9:2（以避免遠距距離同頻干擾擾或某些TD-S配置引起的干干擾為目的）），隨著產(chǎn)品品的成熟，更更多的特殊子子幀配置會得得到支持關(guān)鍵技術(shù)幀結(jié)構(gòu)物理信道物理層過程物理信道簡介介信道類型信道名稱TD-S類似信道功能簡介控制信道PBCH(物理廣播信道）PCCPCHMIBPDCCH（下行物理控制信道)HS-SCCH傳輸上下行數(shù)據(jù)調(diào)度信令上行功控命令尋呼消息調(diào)度授權(quán)信令RACH響應調(diào)度授權(quán)信令PHICH(HARQ指示信道）HS-SICH傳輸控制信息HI（ACK/NACK)PCFICH（控制格式指示信道）N/A指示PDCCH長度的信息PRACH（隨機接入信道）PRACH用戶接入請求信息PUCCH（上行物理控制信道）ADPCH

傳輸上行用戶的控制信息，包括CQI,ACK/NAK反饋，調(diào)度請求等。

業(yè)務信道PDSCH（下行物理共享信道）PDSCHRRC相關(guān)信令、SIB、paging消息、下行用戶數(shù)據(jù)PUSCH（上行物理共享信道）PUSCH上行用戶數(shù)據(jù)，用戶控制信息反饋，包括CQI,PMI,RI關(guān)鍵技術(shù)幀結(jié)構(gòu)物理信道物理層過程下行信道映射射關(guān)系上行信道映射射關(guān)系邏輯信道定義傳送信息息的類型，這這些數(shù)據(jù)流是是包括所有用用戶的數(shù)據(jù)。。傳輸信道是在對邏輯信信道信息進行行特定處理后后再加上傳輸輸格式等指示示信息后的數(shù)數(shù)據(jù)流。物理信道是將屬于不同同用戶、不同同功用的傳輸輸信道數(shù)據(jù)流流分別按照相相應的規(guī)則確確定其載頻、、擾碼、擴頻碼碼、開始結(jié)束束時間等進行行相關(guān)的操作作，并在最終終調(diào)制為模擬擬射頻信號發(fā)發(fā)射出去；不同物理信道道上的數(shù)據(jù)流流分別屬于不不同的用戶或或者是不同的的功用。邏輯、傳輸、、物理信道關(guān)鍵技術(shù)幀結(jié)構(gòu)物理信道物理層過程信的內(nèi)容平信、掛號或或快遞寫上地址，貼貼好郵票的信信件物理信道配置置關(guān)鍵技術(shù)幀結(jié)構(gòu)物理信道物理層過程PCFICH&PHICH配置PHICH的傳輸以PHICH組的形式，PHICH組的個數(shù)由PBCH指示。Ng={1/6,1/2,1,2}PHICH組數(shù)=Ng*(100/8)（整數(shù)，取上上限）={3，7，13，25}PHICHmin=3PHICHmax=25采用BPSK調(diào)制，傳輸上上行信道反饋饋信息。指示PDCCH的長度信息（（1、2或3），在子幀的的第一個OFDM符號上發(fā)送，，占用4個REG，均勻分布在整整個系統(tǒng)帶寬寬。采用QPSK調(diào)制，攜帶一一個子幀中用用于傳輸PDCCH的OFDM符號數(shù)，傳輸輸格式。小區(qū)級shift，隨機化干擾擾。PCFICH(物理層控制格格式指示信道道)PHICH(物理HARQ指示信道)關(guān)鍵技術(shù)幀結(jié)構(gòu)物理信道物理層過程PDCCH配置---覆蓋頻域：占用所所有的子載波波時域：占用每每個子幀的前前n個OFDM符號，n<=3PDCCH的信息映射到到控制域中除除了參考信號號、PCFICH、PHICH之外的RE中，因此需先先獲得PCFICH和PHICH的位置之后才才能確定其位位置。用于發(fā)送上/下行資源調(diào)度度信息、功控控命令等，通通過下行控制制信息塊DCI承載，不同用用戶使用不同同的DCI資源。PDCCH(物理下行控制制信道)DCI占用的物理資資源可變，范范圍為1~8個CCE（36個RE/CCE）DCI占用資源不同同，則解調(diào)門門限不同，資資源越多，需需求的解調(diào)門門限越低，覆覆蓋范圍越大大PDCCH可用資源有限限，單個DCI占用資源越多多，將導致PDCCH支持用戶容量量下降針對每個DCI可以進行功控控，以達到降降低小區(qū)間干干擾和增強覆覆蓋的目的關(guān)鍵技術(shù)幀結(jié)構(gòu)物理信道物理層過程PDCCH配置---容量關(guān)鍵技術(shù)幀結(jié)構(gòu)物理信道物理層過程信道及信號REPCFICH4*4=16PHICHmin3*4=12max25*4=100RS兩天線端口4*100=4001symbol12*100=12002symbol2*1200=24003symbol3*1200=3600以3symbol,PHICH組數(shù)=3為例，可計算算出用于PDCCH的CCE總數(shù)：（3600-16-12-400）/36=88CCE,根據(jù)用戶占用用不同CCE個數(shù)，可計算算出每毫秒可可調(diào)度次數(shù)：：88/1=88；88/2=4488/4=22；88/8=11PDCCH可用資源有限限，單個DCI占用資源越多多，將導致PDCCH支持用戶容量量下降以兩天線端口口為例計算PDCCH在20MHz帶寬下可調(diào)度度用戶數(shù)支持用戶數(shù)的的計算假定：：用戶每10ms被調(diào)度一次用戶分布如下下：10%用戶采用1CCE20%用戶采用2CCE20%用戶采用4CCE50%用戶采采用8CCE兩天線端口10ms調(diào)度次數(shù)10ms調(diào)度用戶數(shù)2:2PDCCH占OFDMSYMBOL數(shù)目

1CCE2CCE4CCE8CCE1max12660301236min114542412332max330162783699min3121567836963max46223011456143min444220110521363:11max16880401648min152723216442max44021610448132min416208104481283max63831815878198min61430415272188PRACH配置初期引引入建建議：：考慮慮初期期應用用場景景為城城區(qū)，，F(xiàn)ormat0和4即可滿滿足覆覆蓋要要求，，故初初期僅僅要求求格式式0和4頻域：：1.08MHz帶寬（（72個子載載波）），與與PUCCH相鄰時域：：位于于UpPTS（format4）及普普通上上行子子幀中中（format0~3）。每每10ms無線幀幀接入入0.5~6次，每每個子子幀采采用頻頻分方方式可可傳輸輸多個個隨機機接入入資源源。長度配配置LTE中有兩兩種接接入類類型（（競爭爭和非非競爭爭），，兩種種類型型共享享接入入資源源（前前導碼碼，共共64個），，需要要提前前設置置。初期建建議：：競爭爭/非競爭爭兩種種接入入類型型均要要求，，配置置保證證在切切換場場景下下使用用非競競爭接接入。。格式時間長度覆蓋范圍01ms15km12ms77km22ms80km33ms100km40.157ms1.4km應用場景接入類型IDLE態(tài)初始接入競爭無線鏈路失敗后初始接入競爭連接態(tài)上行失步后發(fā)送上行數(shù)據(jù)競爭小區(qū)切換競爭/非競爭連接態(tài)上行失步后接收下行數(shù)據(jù)競爭/非競爭PRACH(物理隨隨機接接入信信道)關(guān)鍵技術(shù)幀結(jié)構(gòu)物理信道物理層過程接入類類型建建議PUCCH配置PUCCH格式承載信息內(nèi)容承載用戶數(shù)1SRIUE是否有調(diào)度請求181a1bitACK傳輸HARQ信息1b2bitACK2CQIPMI+RI+CQI122aCQI+1比特ACK混合傳輸CQI及HARQ信息2bCQI+2比特ACK傳輸上上行用用戶的的控制制信息息，包包括CQI,ACK/NAK反饋，，調(diào)度度請求求等。。一個控控制信信道由由1個RBpair組成，，位于于上行行子幀幀的兩兩邊邊邊帶上上在子幀幀的兩兩個slot上下邊邊帶跳跳頻，，獲得得頻率率分集集增益益PUCCH重復編編碼，，獲得得接收收分集集增益益，增增加解解調(diào)成成功率率通過碼碼分復復用，，可將將多個個用戶戶的控控制信信息在在同一一個PDCCH資源上上發(fā)送送。上行容容量與與吞吐吐量是是PUCCH個數(shù)與與PUSCH個數(shù)的的折中中PUCCH（上行行物理理控制制信道道）控制信信道示示意圖圖關(guān)鍵技術(shù)幀結(jié)構(gòu)物理信道物理層過程TD-LTE特有，上行實現(xiàn)Sounding后，可以實現(xiàn)BF和更準確的上下行頻選調(diào)度

參考信信號用于估估計上上行信信道頻頻域信信息，，做頻頻率選選擇性性調(diào)度度用于估估計上上行信信道，，做下下行波波束賦賦形用于上上行控控制和和數(shù)據(jù)據(jù)信道道的相相關(guān)解解調(diào)信道估估計、、測量量。位于每每個時時隙數(shù)數(shù)據(jù)部部分之之間下行導導頻，，用作作信道道估計計。用作同同步僅出現(xiàn)現(xiàn)于波波束賦賦型模模式，，用于于UE解調(diào)用于下下行信信道估估計，，及非非beamforming模式下下的解解調(diào)。。調(diào)度上上下行行資源源用作切切換測測量TD-LTETD-SCDMA下行參參考信信號上行參參考信信號CRSDRSDMRSSRSDWPTSMidamble碼相同點點：都是是公共共導頻頻，分分布于于全帶帶寬內(nèi)內(nèi)不同點點：CRS還可用用作非非beamforming模式下下的解解調(diào)相同點點：主要要用于于業(yè)務務信道道的解解調(diào)不同點點：TD-L系統(tǒng)是是寬帶帶系統(tǒng)統(tǒng)，本本身存存在多多個子子載波波，故故DRS及DMRS分布于于用戶戶占用用的子子載波波帶寬寬內(nèi)。。DRS:僅用于于BF模式下下業(yè)務務信道道的解解調(diào)DMRS:用于上上行控控制信信道和和業(yè)務務信道道的解解調(diào)關(guān)鍵技術(shù)幀結(jié)構(gòu)物理信道物理層過程下行參參考信信號兩天線線端口口示意意圖DRS（專用用參考考信號號）CRS（公共共參考考信號號）天線端端口5示意圖圖

CRSDRS位置分布于下行子幀全帶寬上分布于用戶所用PDSCH帶寬上作用下行信道估計，調(diào)度下行資源切換測量波束賦形時，用于UE解調(diào)應用發(fā)射分集、空間復用的業(yè)務和控制信道波束賦型的控制信道波束賦型的業(yè)務信道關(guān)鍵技術(shù)幀結(jié)構(gòu)物理信道物理層過程LTE終端測測量—RSRPRSRP:ReferenceSignalReceivedPower參考信信號的的接收收功率率RSRP：R0平均值值PDCCHPDSCH注意：：RSRP是RE級別的的功率率，RE帶寬為為15kHz。所以以RSRP值比RSCP偏小，，一般般為-70dBm到-120dBm之間。。關(guān)鍵技術(shù)幀結(jié)構(gòu)物理信道物理層過程上行參考考信號可以在普普通上行行子幀上上傳輸，，也可以以在UpPTS上傳輸，，位于上行子幀幀的最后后一個SC-FDMA符號，eNB配置UE在某個時時頻資源源上發(fā)送送sounding以及發(fā)送送sounding的長度。。DMRS（解調(diào)參參考信號號）在PUCCH、PUSCH上傳輸，，用于PUCCH和PUSCH的相關(guān)解解調(diào)ForPUSCH每個slot(0.5ms)一個RS，第四個個OFDMsymbolForPUCCH－ACK每個slot中間三個個OFDMsymbol為RSForPUCCH－CQI每個slot兩個參考考信號SRS（探測參參考信號號）Sounding作用上行信道道估計，，選擇MCS和上上行頻率率選擇性性調(diào)度TDD系統(tǒng)中，，估計上上行信道道矩陣H，用于下下行波束束賦形Sounding周期由高層通通過RRC信令觸發(fā)發(fā)UE發(fā)送SRS，包括一一次性的的SRS和周期性性SRS兩種方式式周期性SRS支持2ms,5ms,10ms,20ms,40ms,80ms,160ms,320ms八種周期期TDD系統(tǒng)中，，5ms最多發(fā)兩兩次關(guān)鍵技術(shù)幀結(jié)構(gòu)物理信道物理層過程SlotstructureforACK/NAKanditsRSDMRS1slotDMRSDMRSSlotstructureforPUSCHanditsRS1slotDMRSSlotstructureforCQIanditsRS1slotDMRSDMRS物理層過過程-下行同步步第一步：：UE用3個已知的的主同步步序列和和接收信信號做相相關(guān)，找找到最大大相關(guān)峰峰值，從從而獲得得該小區(qū)區(qū)的主同同步序列列以及主主同步信信道位置置（PSC，即上圖圖的紫色色位置）），達到到OFDM符號同步步。PSC每5ms發(fā)射一次次，所以以UE此時還不不能確定定哪里是是整個幀幀的開頭頭。另外外，小區(qū)區(qū)的主同同步序列列是構(gòu)成成小區(qū)ID的一部分分。第二步：：UE用168個已知的的輔同步步序列在在特定位位置（上上圖中的的藍色位位置，即即SSC）和接收收信號做做相關(guān)，，找到該該小區(qū)的的輔同步步序列。。SSC每5ms發(fā)射一次次，但一一幀里的的兩次SSC發(fā)射不同同的序列列。UE據(jù)此特性性獲得幀幀同步。。輔同步步序列也也是構(gòu)成成小區(qū)ID的一部分分。第三步：：到此，下下行同步步完成。。同時UE已經(jīng)獲取取了該小小區(qū)的小小區(qū)IDS1核心網(wǎng)下行同步步子幀0(下行)特殊子幀幀#2子幀2(上行)PSC(PrimarySynchronizationChannel)SSC(SecondarySynchronizationChannel)下行同步步是UE進入小區(qū)區(qū)后要完完成的第第一步，，只有完完成下行行同步，，才能開開始接收收其他信信道（如如廣播信信道）并并進行其其他活動動。TD-SCDMA中主要依依靠Sync_DL進行下行行同步UE在DWpts上粗搜SYNC_DL位置（與TD-LTE相同每5ms幀發(fā)送一一次），與可能的的32個sync_DL做相關(guān)，，確定SYNC_DL的的碼型（每個Sync_DL對應4個midamble碼和和擾碼序序列）通過相關(guān)關(guān)運即可可找到當當前系統(tǒng)統(tǒng)所用的的midamble碼，同時時可以估估計出當當前無線線信道，，用于UE對系統(tǒng)的的擾碼進進行解碼碼獲取擾碼碼后，便便可建立TS0同步并讀讀取P-CCPH信息息發(fā)送的，，讀取小小區(qū)廣播播信息TD-LTETD-SCDMA關(guān)鍵技術(shù)幀結(jié)構(gòu)物理信道物理層過程物理層過過程-隨機接入入S1核心網(wǎng)PreamblePRACH信道可以以承載在在UpPTS上，但因因為UpPTS較短，此此時只能能發(fā)射短短Preamble碼(前導碼））。短Preamble碼能用在在最多覆覆蓋1.4公里的小小區(qū)。PRACH信道也可可承載在在正常的的上行子子幀。這這時可以以發(fā)射長長preamble碼。長preamble碼有4種可能的的配置，，對應的的小區(qū)覆覆蓋半徑徑從14公里到100公里不等等。PRACH信道在每每個子幀幀上只能能配置一一個?？伎紤]到LTE中一共有有64個preamble碼，在無無沖突的的情況下下，每個個子幀最最多可支支持64個UE同時接入入。實際應用用中，64個preamble碼有部分分會被分分配為僅僅供切換換用戶使使用（叫叫做：非非競爭preamble碼），以以提高切切換用戶戶的切換換成功率率。所以以小區(qū)內(nèi)內(nèi)用戶用用于初始始隨機接接入的preamble碼可能會會少于64個。子幀0(下行)特殊子幀幀子幀2(上行)長Preamble短Preamble在UE收取了小小區(qū)廣播播信息之之后，當當需要接接入系統(tǒng)統(tǒng)時，UE即在PRACH信道發(fā)送送Preamble碼，開始始觸發(fā)隨隨機接入入流程關(guān)鍵技術(shù)幀結(jié)構(gòu)物理信道物理層過程物理層過程物理層過程-隨機接入信令令流程UEeNBPreamblePRACH信道RandomAccessResponsePDSCH(公共業(yè)務信道)RRC連接請求PUSCH(公共業(yè)務信道)RRC連接建立PDSCH(公共業(yè)務信道)發(fā)送preamble，請求接入確認收到請求求，并指示UE調(diào)整上行同步步UE發(fā)送IMSI或TMSI，正式請求RRC連接確認收到請求求并返回該UE的IMSI(TMSI)以解決競爭問問題(如果兩個UE都以為自己能能獲得接入，，那么通過此此消息的IMSI就能挑出真正正獲準接入的的UEUENodeBSYNC-ULUppch信道Sync_ULResponseFPACH信道RRC連接請求PRACH信道RRC連接建立DCCH信道TD-LTETD-SCDMA對比來來看，，TD-SCDMA和TD-LTE的隨機機接入入在理理念上上是類類似的的，這這里只只列出出區(qū)別別：TD-SCDMA中Uppch的SYNC-UL可在UpPTS上發(fā)射射，為為避免免Up干擾開開啟Up-shifting后Uppch在上行行業(yè)務務時隙隙發(fā)送送，但不占占用業(yè)業(yè)務時時隙碼碼道資資源典型3載波小小區(qū)，，偏移移1個時隙隙，本本小區(qū)區(qū)容量量損失失17%，但通通過干干擾消消除算算法可可消除除、抑抑制Up與業(yè)務務共時時隙的的干擾擾TD-LTE可以用用UpPTS，也可可以占占用常常規(guī)時時隙資資源，，在上上行業(yè)業(yè)務時時隙傳傳輸PRACH配置為為非Format4，20MHz載波帶帶寬，，上下下行時時隙比比2:2情況下下，PRACH配置為為Format4上行理理論吞吞吐量量損失失1.5%關(guān)鍵技術(shù)幀結(jié)構(gòu)物理信道物理層過程實例—鏈路預預算理理解TD-LTE提綱問題討論4.TD-LTE與TD-SCDMA對比3.TD-LTE關(guān)鍵技術(shù)2.LTE標準起源和進展1.TD-LTE覆蓋特特點1.覆蓋目目標業(yè)業(yè)務為為一定定速率率的分分組數(shù)數(shù)據(jù)業(yè)業(yè)務3.多樣的的調(diào)制制編碼碼方式式對覆覆蓋的的影響響更復復雜2.用戶占占用的的RB(ResourceBlock)數(shù)將影影響覆覆蓋4.系統(tǒng)幀幀結(jié)構(gòu)構(gòu)設計計支持持更大大更靈靈活的的覆蓋蓋TD-SCDMA在R4業(yè)務中中，電電路域域CS64K是3G的特色色業(yè)務務，覆覆蓋能能力最最低，，一般般以CS64K業(yè)務作作為連連續(xù)覆覆蓋的的目標標業(yè)務務CS64K業(yè)務的的業(yè)務務速率率、調(diào)調(diào)制編編碼方方式均均是固固定的的，鏈鏈路預預算模模型簡簡單，，可以以較為為便捷捷、確確定的的獲得得系統(tǒng)統(tǒng)的覆覆蓋半半徑不存在在電路路域業(yè)業(yè)務，，只有有分組組域業(yè)業(yè)務不同速速率業(yè)業(yè)務的的覆蓋蓋能力力不同同分組域域業(yè)務務調(diào)制制編碼碼方式式可變變因此TD-LTE覆蓋規(guī)規(guī)劃時時：需確定定邊緣用用戶目目標速速率。如：：512kbps、1Mbps等需要考考慮此覆蓋蓋邊緣緣控制制信道道是否否受限限TD-LTE用戶占占用的的RB資源數(shù)數(shù)將影影響覆覆蓋TD-SCDMA以確定定的CS64K業(yè)務規(guī)規(guī)劃覆覆蓋半半徑為用戶戶分配配的時時隙數(shù)數(shù)的多多少只只影響響用戶戶自身身的吞吞吐量量，不不影響響覆蓋蓋規(guī)劃劃指標標的確確定用戶占占用的的RB資源數(shù)數(shù)由系系統(tǒng)根根據(jù)激激活用用戶數(shù)數(shù)目、、資源源分配配算法法(如正比比公平平，輪輪循等等)等因素素決定定用戶占占用的的RB資源數(shù)數(shù)不同同，表表明用用戶占占用的的頻帶帶資源源不同同，不不僅影影響用用戶速速率，，也影影響用用戶的的覆蓋蓋。因此覆覆蓋規(guī)規(guī)劃時時：需明確確邊緣緣用戶戶目標標速率率，所所對應的的資源源占用用數(shù)目目。TD-LTE類別密集市區(qū)（米）市區(qū)（米）TD-LTE覆蓋半徑（F頻段）290370TD-LTE覆蓋半徑（D頻段）250320TD-SCDMACS64K覆蓋半徑260340TD-SCDMAAMR12.2k覆蓋半徑310400基于鏈鏈路預預算，，F(xiàn)頻段建建網(wǎng)需需要在在現(xiàn)有有TDS（A頻段））基礎礎上增增加10%的站址址左右右，而而D頻段需需要在在此基基礎上上增加加45%的站址址。D頻段比比F頻段增增加30%的站址址左右右。多樣的的調(diào)制制編碼碼方式式對覆覆蓋的的影響響與TD-SCDMAHSPA相比，，增加加了64QAM，且編編碼率率更豐豐富。。采用用自適適應調(diào)調(diào)制編編碼方方式。。當用戶戶分配配的RB個數(shù)固固定時時調(diào)制等等級越越低，，SINR解調(diào)門門限越越低，，覆蓋蓋越大大TD-LTE在進行行覆蓋蓋規(guī)劃劃時，，可以以靈活活的選選擇用用戶帶帶寬和和調(diào)制制編碼碼方式式組合合，以以應對對不同同的覆覆蓋環(huán)環(huán)境和和規(guī)劃劃需求求。TD-SCDMA（HSPA）AMC：16種MCS時域調(diào)調(diào)度，，周期期5msTD-LTEAMC：29種MCS時頻域域二維維調(diào)度度:獲得更更大的的頻域域多用用戶分分集增增益，，調(diào)度度周期期1msTD-LTE調(diào)制編編碼方方式更更多、、調(diào)度度更多多元化化、調(diào)調(diào)度周周期更更短，，更增增加了了鏈路路預算算的不不確定定性。。因此覆覆蓋規(guī)規(guī)劃時時：還需要要通過過大量量仿真與與驗證證性測測試，對小小區(qū)邊邊緣用用戶性性能進進行評評估，，才能能確定定覆蓋蓋指標標要求求。系統(tǒng)幀幀結(jié)構(gòu)構(gòu)設計計支持持更大大更靈靈活的的覆蓋蓋隨機接入格式TD-LTE影響小小區(qū)半半徑因因素CP長度：：容忍忍的時時延擴擴展Preamble長度：：抗干干擾能能力、、檢測測成功功率保護護間間隔隔GT長度度：：回回環(huán)環(huán)時時延延，，決決定定了了覆覆蓋蓋的的距距離離GP長度上下行保護間隔，GP越大，小區(qū)半徑越大上下行回環(huán)時延，決定了覆蓋的距離避免下行對上行數(shù)據(jù)產(chǎn)生干擾GP可靈靈活活配配置置時時域域長長度度，，極極限限情情況況下下的的覆覆蓋蓋半半徑徑為為：：當GP=1個符號號，支支持持的的小小區(qū)區(qū)半半徑徑為為10.7km當GP=10個符號號，支支持持的的小小區(qū)區(qū)半半徑徑為為107kmPreambleFormatCP長度（us/樣點）Preamble(us/樣點數(shù))GT長度（us/樣點）支持小區(qū)半徑（km）0103.13/3168800/2457696.88/297614.531684.38/21024800/24576515.63/1584077.342203.13/62401600/2x24576196.88/604829.533684.38/210241600/2x24576715.63/21984100.16414.58/448133.33/40969.38/2881.41理論論峰峰值值速速率率理論論峰峰值值吞吞吐吐量量計計算算（（以以配配:2:1：2為例例，，假假定定MIMO為2*2）DL速率率=流數(shù)數(shù)*（（（（配配置置i的下下行行子子幀幀數(shù)數(shù)*每每子子幀幀傳傳輸輸比比特特數(shù)數(shù)+Dwpts承載載的的比比特特數(shù)數(shù)））/配置置i無線線幀幀長長））；；?每子子幀幀傳傳輸輸比比特特數(shù)數(shù)=帶寬寬內(nèi)內(nèi)RB數(shù)*（（每每RB子載載波波數(shù)數(shù)*（（14-控制制符符號號數(shù)數(shù)））-RS數(shù)））*調(diào)調(diào)制制階階次次*編編碼碼率率?Dwpts承載載比比特特數(shù)數(shù)=帶寬寬內(nèi)內(nèi)RB數(shù)*（（每每RB子載載波波數(shù)數(shù)*（（特特殊殊子子幀幀承承載載的的下下行行符符號號數(shù)數(shù)-控制制符符號號數(shù)數(shù)））-RS數(shù)））*調(diào)調(diào)制制階階次次*編編碼