LE空中接口技術(shù)與性能-

LTE空中接口技術(shù)與性能(2)主講:西安郵電大學孫友偉教授2012.10.23LTE物理層架構(gòu)

LTE的OFDM技術(shù)LTE物理層其它技術(shù)第二章LTE物理層技術(shù)1概述正當人們驚訝于WiMAX技術(shù)的迅猛崛起時，3GPP也開始了UMTS技術(shù)的長期演進（LongTermEvolution，LTE）技術(shù)的研究。這項受人矚目的技術(shù)被稱為“演進型3G”（Evolved3G，E3G）。但只要對這項技術(shù)稍作了解，就會發(fā)現(xiàn)，這種以O(shè)FDM為核心的技術(shù)，與其說是3G技術(shù)的“演進”（evolution），不如說是“革命”（revolution），它和3GPP2AIE（空中接口演進）、WiMAX以及最新出現(xiàn)的IEEE802.20MBFDD/MBTDD等技術(shù)，由于已經(jīng)具有某些“4G”特征，甚至可以被看作“準4G”技術(shù)。2LTE的需求指標LTE項目首先從定義需求開始。主要需求指標包括：

●支持1.25MHz-20MHz帶寬；

●峰值數(shù)據(jù)率：上行50Mbps，下行100Mbps。頻譜效率達到3GPPR6的2-4倍；

●提高小區(qū)邊緣的比特率；

●用戶面延遲（單向）小于5ms，控制面延遲小于1OOms；

●支持與現(xiàn)有3GPP和非3GPP系統(tǒng)的互操作；

●支持增強型的廣播多播業(yè)務；

●降低建網(wǎng)成本，實現(xiàn)從R6的低成本演進；

●實現(xiàn)合理的終端復雜度、成本和耗電；

●支持增強的IMS（IP多媒體子系統(tǒng)）和核心網(wǎng)；

●追求后向兼容，但應該仔細考慮性能改進和向后兼容之間的平衡；

●取消CS（電路交換）域，CS域業(yè)務在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。

3LTE物理層標準化進展LTE的研究工作主要集中在物理層、空中接口協(xié)議和網(wǎng)絡架構(gòu)幾個方面，其中網(wǎng)絡架構(gòu)方面的工作和3GPP系統(tǒng)架構(gòu)演進（SAE）項目密切相關(guān)。3.1雙工方式和幀結(jié)構(gòu)

目前的LTE物理層技術(shù)研究主要針對頻分雙工（FDD）和時分雙工（TDD）兩種雙工方式。依據(jù)TR25.913中對FDD/TDD共性的需求，TR25.814中的內(nèi)容基本都假設(shè)對FDD和TDD均適用。少數(shù)對TDD進行的區(qū)別考慮的地方，都進行了特別注明。在TDD模式下，每個子幀要么作為上行子幀，要么作為下行子幀。上行或下行子幀可以空出若干個OFDM符號作為空閑（Idle）符號，以留出必要的保護間隔。子幀的結(jié)構(gòu)可能不斷變化，因此可能需要通過信令通知系統(tǒng)當前的子幀結(jié)構(gòu)。3.2基本傳輸和多址技術(shù)的選擇基本傳輸技術(shù)和多址技術(shù)是無線通信技術(shù)的基礎(chǔ)。3GPP成員在討論多址技術(shù)方案時，主要分成兩個陣營：多數(shù)公司認為OFDM/FDMA技術(shù)與CDMA技術(shù)相比，可以取得更高的頻譜效率；而少數(shù)公司認為OFDM系統(tǒng)和CDMA系統(tǒng)性能相當，出于后向兼容的考慮，應該沿用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)，但在上行多址技術(shù)的選擇上又分為兩種觀點。大部霉分廠尤商因征為對OF仿DM的上摟行峰股平比PA壤PR（將污影響蝕手持申終端抵的功爬放成稱本和案電池望壽命第）有謀顧慮井，主栗張采核用具雁有較訓低PA幸PR的單泛載波翁技術(shù)減。另爪一些垂公司尚（主像要是箱積極盟參與Wi復MA庸X標準擠化的塘公司諸）建衛(wèi)議在腥上行先也采望用OF理DM技術(shù)純，并桌用一宗些增議強技猜術(shù)解糖決PA無PR的問招題。槳經(jīng)過蠅激烈牛的討福論和丸艱苦秘的融彼合，3G恩PP最終芝選擇緒了大譜多數(shù)汪公司爐支持匆的方棒案，樂即下尺行OF橫DM，上腰行SC（單賠載波?。?F寄DM醒A。上行SC港-F懲DM重A信號劃可以憂用“頻域”和“時域”兩種君方法皂生成傅，頻重域生謝成方離法又姿稱為DF泉T擴展OF久DM（DF輕T-附S-驢OF捕DM）；盒時域違生成上方法濁又稱猜為交噴織FD眼MA（IF殲DM享A）。來采用亭哪種筒生成茅方法旺尚未費確定方，但無大部絞分公除司支塌持采恥用DF沾T-袋S-伴OF償DM技術(shù)仍（如凱圖1所示衰）。夢這種放技術(shù)蝦是在OF墨DM的IF跳FT調(diào)制味之前果對信牛號進盾行DF滋T擴展康，這違樣系牙統(tǒng)發(fā)幼射的梅是時沈域信招號，武從而椒可以趨避免OF嘗DM系統(tǒng)跟發(fā)送頓頻域祖信號吊帶來拉的PA肥PR問題驗。上行橋傳輸?shù)胤桨腹膺x擇止：DF素T-歪S-球OF蛋DM調(diào)制謹結(jié)構(gòu)揉圖上行怎解調(diào)軟結(jié)構(gòu)浪圖下行像傳輸恩技術(shù)OF偶DM下行捕傳輸鑰方案策：OF丈DMOF獎DM發(fā)射腫機結(jié)漲構(gòu)OF仰DM原理OF蹦DM的基末本原逆理是樓將高當速的麥數(shù)據(jù)凍流分悟解為N個并恐行的破低速維數(shù)據(jù)薪流，北在N個子圍載波幻玉上同租時進枝行傳搖輸。盡這些導在N子載后波上催同時慶傳輸哀的數(shù)鄙據(jù)符村號，仇構(gòu)成首一個OF仁DM符號OF鳴DM并行捎的子殘載波襪而言洞，由集于符揭號周絲式期展芒寬，熊多徑說效應梁造成萍的時晴的基矮本思疤想是蔬將高斜速的盲數(shù)據(jù)別流分掛解為傭多路吸并行槐的低辦速數(shù)農(nóng)據(jù)流紐奉，在指多個烈載波配上同將時進寬行傳笛輸。襖對于尚低速樣延擴憲展相博對變倚小。永當每重個OF仗DM符號畝中插哭入一企定的濾保護膽時間較后，檔碼間慈干擾戀幾乎聰就可卷以忽蒙略與傳飛統(tǒng)的善多載接波調(diào)栗制（MC插M）相餡比，OF贈DM調(diào)制張的各趨個子致載波標間可平相互糧重疊揪，并盲且能困夠保伍持各笑個子還載波遣之間能的正沿交性。IF撈FT雄/F舉FT計算他量(基2算法)：ID論FT擋/D齊FT計算霜量：OF賀DM系統(tǒng)磚滿足Ny賠qu冶is個t無碼悼間干胞擾準蜘則?？鄣酥輹r的顯符號跌成型獨不象鼓通常叫的系滿統(tǒng)，段不是測在時艇域進賓行脈寫沖成畫型，左而是腰在頻登域?qū)嵳犀F(xiàn)的梢。因暢此時糟頻對殖偶關(guān)聽系，棄通常臟系統(tǒng)零中的梢碼間酷干擾(I肯SI拐)變成昌了OF頃DM系統(tǒng)朗中的蘿子載么波間爺干擾(I袍CI）為聾了消循除IC剩I，要藏求OF梅DM系統(tǒng)謊在頻溉域采典樣點洽無失滲真。OF展DM符號刑的頻鴨譜結(jié)鞭構(gòu)OF茅DM優(yōu)勢OF掏DM技術(shù)鐮風險LT忘E物理戀層其譜它技丹術(shù)調(diào)度：調(diào)度絞就是錫動態(tài)灰的將哲最適悄合的臣時／粥頻資烈源分愈配給擦某個恢用戶搞，系飾統(tǒng)根即據(jù)信爪道質(zhì)剖量信睜息（CQ黨I）的忌反饋閥、有聾待調(diào)尸度的步數(shù)據(jù)獨量、UE能力門等決窄定資跳源的餐分配擾，并搬通過僅控制既信令稼通知呢用戶漿。調(diào)濃度和貞鏈路牢自適泉應、HA毛RQ緊密市聯(lián)系饅，都焦是根呈據(jù)下舊述信木息來吊調(diào)整懲的：Qo著S參數(shù)灘和測友量；No概de劃B有待恭調(diào)度伍的負啞載量益；等待狠重傳挑的數(shù)幻玉據(jù)；UE的CQ促I反饋朵；UE能力驢；UE睡眠另周期忽和測花量間趣隙／天長度絲式；系統(tǒng)呀參數(shù)輕，如基帶寬沒和干壯擾水賤平。上行思調(diào)度貌與下挪行相賺似，奔但上求行除勤了可墳以采培用調(diào)慨度來蠅分配濃無線害資源屢外，留還將窄支持鋪基于黑競爭箏（Co棍nt冰en但ti幻玉on）的消資源鞠分配菠方式麗。調(diào)度揉操作那的基敬礎(chǔ)是CQ訂I反饋率（當皮然CQ事I信息癥還可上以用眠于AM火C、干防擾管簽理和秀功率炎控制返等）棕。CQ寶I反饋項的頻假域密憶度應悠該是酸最小艙資源富塊的康整數(shù)動倍，CQ扔I的反經(jīng)饋周伏期可重以根沒據(jù)情艘況的客變化湊進行虧調(diào)整末。LT妖E還未撤確定彈具體仙的CQ意I反饋蒸方法狼，但軟反饋斜開銷瀉的大辯小將饒作為雷選擇CQ夢I反饋帶方法怕的重勺要依怪據(jù)。鏈路樓自適杠應：下行唉鏈路決自適嫌應鏈路便自適堡應的聽核心嗚技術(shù)仗是自窗適應靜調(diào)制深和編劫碼（AM甚C）。LT把E對AM歐C技術(shù)已的爭賭論主族要集蛙中在活是否來對一濟個用泊戶的朵不同快頻率鞋資源無采用鐮不同株的AM海C（RB瓜-s課pe凝ci嶼fi鵲c爛AM薪C）。觸理論姿上說害，由臥于頻很率選呆擇性啞衰落擺的影暴響，駝這樣潛做可嫁以比電在所筆有頻疾率資吳源上肥采用紗相同策的AM憤C配置仔（RB鹽-c喉om外mo另n棗AM政C）取政得更必佳的泡性能擁。但椒大部抬分公答司在膨仿真襯中發(fā)講現(xiàn)這爪種方性法帶嶄來的祥增益垃并不切明顯酬，反蒸而會類帶來往額外奧的信今令開求銷，導因此歪最終鑄決定榆采用RB磨-c砍om溜mo摧n發(fā)AM摟C。也老就是懶說，宜對于倆一個刃用戶宇的一綁個數(shù)壁據(jù)流敢，在臨一個TT蠅I內(nèi)，咐一個的層2的PD含U只采夸用一用種調(diào)停制編架碼組督合（毛但在MI返MO的不情同流穗之間丙可以罷采用墊不同涼的AM竿C組合隸）。上行鍵鏈路顏自適蹦應上行砍鏈路續(xù)自適蒙應比鳥下行醉包含堂更多截的內(nèi)兩容，關(guān)除了AM塑C外，寺還包奏括傳乏輸帶盤寬的輸自適膠應調(diào)件整和冰發(fā)射茫功率漢的自慰適應館調(diào)整銳。UE發(fā)射怠帶寬受的調(diào)決整主芝要基烏于平視均信桶道條遣件（紀如路俯損和殿陰影秋）、UE能力制和要板求的套數(shù)據(jù)也率。勢該調(diào)糊整是松否也股基于就塊衰仰落和寒頻域頃調(diào)度研，有臟待于殊進一歷步研瞇究。HA落RQ混合總自動畜重傳受請求LT土E基本退將采慮用增字量冗換余（In芳cr查em健en執(zhí)ta嘆l夏Re垃du柜nd仗an役cy）HA抵RQ。另野外，癥各公度司還謝就是味否采威用異莖步HA懇RQ或自斷適應HA費RQ展開故了討偽論。凡基本經(jīng)的HA愚RQ，每袋次重兔傳的泉時刻慘和所孕采用粗的發(fā)屠射參丟數(shù)（之調(diào)制層編碼雙方式拳及資托源分倆配等拋）都問是預色先定宅義好快的。證而異南步HA幫RQ則可固以根司據(jù)需守要隨殘時發(fā)舒起重口傳。呆自適韻應HA跡RQ即每麥次重吊傳的直發(fā)射政參數(shù)棉可以紡動態(tài)表調(diào)整鋤。因歇此異收步HA嫌RQ和自格適應HA日RQ與基鑼本的HA問RQ相比匯可以畏取得字一定挪增益聽，但嫩需要夠額外濫