我学LTE(第一期)20130110

4、关键技术
（1） MIMO a) MIMO 定义 广义定义：多进多出（Multiple-Input Multiple-Output） 多个输入和多个输出既可以来自于多个数据流，也可以来自于一个 数据流的多个版本。 按照这个定义，各种多天线技术都可以算作 MIMO 技术 狭义定义：多流 MIMO——提高峰值速率 多个信号流在空中并行传输 按照这个定义，只有空间复用和空分多址可以算作 MIMO b) MIMO 基本方法 空间分集： 利用大尺度分隔的天线形成的独立信道以消除信道衰落影响的发送或 接收方法---可靠性。 空时编码(STC)：通过在多个发送天线上进行联合编码获得编码增益和 分集增益；是发射分集的重要实现方法。 空间复用： 在不相关的信道上(同一时频资源)同时传送独立的数据流以提高系统 吞吐量---有效性。
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用户分集增益，提高系统性能； OFDM 容易和 MIMO 技术相结合。 OFDMA 的缺点 对时域和频域的同步要求高。子载波间隔小，系统对频率偏移敏感，收发 两端晶振不一致也会引起 ICI， 频偏估计不精确会导致信号检测性能下降； 移动场景中多普勒频移引起的频偏同样会导致 ICI （子载波间干扰） ， 需合 理设置频率同步参数； OFDM 的峰均比（PAPR）高，对功放的线性度和动态范围要求很高。 OFDMA 抗多径干扰－保护间隔
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一、初识 LTE
1、LTE 演进
LTE (Long Term Evolution，长期演进)是 3GPP 主导的无线通信技术的演 进，已被公认为全球下一代通用标准。准确的说，当前的 LTE 并非人们普遍误解 的 4G 技术，而是 3G 与 4G 技术之间的一个过渡，是 3.9G 的全球标准。4G 的 标志性指标是其速率突破 1Gbps， 后续的 LTE-Advanced 才是真正意义上的 4G。 （LTE-Advanced 指的是 LTE 在 Release 10 以及之后的技术版本）
准确来说，LTE 只是无线接 入网的演进。 但目前大家普 遍已理解成整个 LTE 系统。
和用户设备（UE）3 部分组成。
（PDCP/RLC/MAC/PHY）和控制面（RRC）的终止点。
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取消了 BSC 网元， 架构更扁 平，有利于降低网络时延
图 1.3 EPS 系统架构图
注： LTE 设计目标下行峰值速率为 100Mbps， 在现网中下行采用 2*2MIMO， 峰值速率可达 150Mbps。
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峰值速率两种计算方法： 1)
图 1.2 峰值速率计算方法
每天线极限容量为 100.8Mbps，若下行采用 2*2MIMO，则极限容量约 为 200Mbps，考虑约 25%开销，实际容量约为 150Mbps。 2) 或查询 TBS 表（Transport block size table） 。20MHz 的 LTE 系统， RB=100， TBS=26， 查询得 1ms 传输 TBS 为 149776bit， 则 Throughput =TBS*1(kbps)=149.776Mbps。
Sub-band：12Sub-carriers
图 1.4.3 下行多址接入技术 OFDMA
OFDMA 的优点 频谱分配方式灵活，能适应 1.4MHz~20MHz 的带宽范围配置。由于 OFDM 子载波间正交复用，不需要保护带，频谱利用率高； 合 理 配 置 循 环 前 缀 CP ， 能 有 效 克 服 无 线 环 境 中 多 径 干 扰 引 起 的 ISI(Inter-Symbol Interference,符号间干扰)，保证小区内用户间的相互 正交，改善小区边缘的覆盖； 支持频率维度的链路自适应和调度， 对抗信道的频率选择性衰落， 获得多
图 1.4.2 SU-MIMO 和 MU-MIMO 5 / 15
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Security Level
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Transmission Mode
TM1 TM2 TM3 TM4 TM5 TM6 TM7 TM8 单天线 发射分集 开环 SU-MIMO 闭环 SU-MIMO MU-MIMO 单层闭环 单流 Beam-forming 双流 Beam-forming
Time
Sub-band：12 Sub-carriers
图 1.4.5 下行多址接入技术 OFDMA
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受终端电池容量和成本的限制， 上行需要采用 PAPR 比较低的调制技术， 提高功放的效率。
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LTE 的上行采用 SC-FDMA（单载波 FDMA） ，能够灵活实现动态频带 分配，其调制是通过 DFT-S-OFDM 技术实现的。DFT-S-OFDM 类似 于 OFDM， 每个用户占用系统带宽中的某一部分， 占用带宽大小取决于 用户的需求和系统调度结果。

与传统单载波技术相比，DFT-S-OFDM 中不同用户占用相互正交的子 载波，用户之间不需要保护带，具有更高的频率利用效率。
d) OFDMA VS SC-FDMA
图 1.4.6 OFDMA
VS
SC-FDMA
二、LTE 你问我答
1、LTE 当前在全球的发展状况如何？
（1） 全球部署情况 LTE 是当前部署速度最快的移动通信系统，全球有越来越多运营商加入 LTE 行列。截至 2012 年 11 月 2 日，GSA 报告称有 105 个国家和地区的 360 个运营 商投资 LTE 网络建设，其中,已有 51 个国家的 113 个 LTE 网络投入商用，并且 预计 2012 年底商用网络将达到 166 个，2013 年底商用网络将达 209 个。
含义
表 1.1 MIMO Transmission Mode
（2） OFDM a) OFDM 概述 OFDM （正交频分复用）属于调制复用技术，它把系统带宽分成多 个的相互正交的子载波，在多个子载波上并行数据传输。 下行多址采用 OFDMA（正交频分多址） 上行多址采用 SC-FDMA（单载波频分多址） b) 下行多址接入技术 OFDMA
当 前 的 LTE 只 是 3.9G 技术，非 4G 哦
图 1.1 移动通信系统发展
2、LTE 的设计目标
LTE 系统设计目标和需求非常明确：降低时延、提高用户传输数据速率、提 高系统容量和覆盖范围、降低运营成本： 带宽灵活配置：支持 1.4MHz, 3MHz, 5MHz, 10Mhz, 15Mhz, 20MHz 峰值速率(20MHz 带宽） ：下行 100Mbps，上行 50Mbps 控制面延时小于 100ms，用户面延时小于 5ms(单向) 能为速度>350km/h 的用户提供 100kbps 的接入服务 支持增强型 MBMS（E-MBMS） 取消 CS 域，CS 域业务在 PS 域实现，如 VOIP 系统结构简单化，低成本建网
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我学 LTE
（2013 年第一期，总第一期） 中国电信广东无线网络中心 4G 推 进 中 心 编 发 2013 年 01 月 10 日 目录
一、初识 LTE ..................................................... 2 1、LTE 演进 ...................................................... 2 2、LTE 的设计目标 ................................................ 2 3、EPS 系统架构 .................................................. 3 4、关键技术 ...................................................... 4 二、LTE 你问我答 ................................................. 8 1、LTE 当前在全球的发展状况如何？ ................................ 8 2、LTE 当前的主流应用频段是什么？ ................................ 9 3、LTE 为什么不采用 CDMA 技术，其较 CDMA 的优势是什么？ ........... 13 4、TD-LTE 和 LTE FDD 有什么异同？ ................................ 14 5、LTE 上行为什么要采用 SC-FDMA？ ................................ 14 6、LTE 系统为什么要采用循环前缀？ ............................... 15
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图 2.1 全球 LTE 商用网络分布
（2） 国内部署情况 国内中移动领跑 4G 网络部署，在北京、上海等 13 个城市进行 TD-LTE 试验 网络建设，目前已经完成了 2 万个基站建设；预计到 2013 年 TD-LTE 基站将超 过 20 万个，试验城市超过 100 个；12 月 18 日，中移动通过 LTE TDD/FDD 融合组网的方式在香港正式启动 TD-LTE 商用网络。中联通从 2010 年开始在西 安搭建 FDD LTE，2011 年已建设几十个基站；2012 年上海确定成为联通 LTE 试验网城市，深圳、长沙也有可能列入布网名单，预计将在 11 月底建成。2012 年 7 月中电信则将广州、上海和南京确定为 LTE 试验网城市。
3、EPS 系统架构
概念理解：EPS 系统中，SAE 可等同 EPC，LTE 可等同 E-UTRAN EPS（Evolved Packet System） SAE（System Architecture Evolution） LTE（Long Term Evolution） EPC（Evolved Packet Core） ：致力于分组网络的演进 E-UTRAN（Evolved UTRAN） ：致力于无线接入网的演进 EPS 系统 （或称 LTE 系统、 LTE/SAE） 由核心网 （EPC） 、 无线网 （E-UTRAN） EPC 由 MME、SGW、PDN GW、HSS、PCRF（可选）组成 。 E-UTRAN 由多个 eNodeB 组成，核心技术 LTE ，是无线网的用户面