第一章_TD-LTE系统概述

创新二：MIMO（多天线技术）
下行MIMO： 发射分集：改善覆盖（大间距天线阵） 空间复用：提高峰值速率和系统容量 波束赋形：改善覆盖（小间距天线阵） 空间多址：提高用户容量和系统容量 上行MIMO： 空间多址：提高用户容量和系统容量
创新三：扁平网络
取消RNC（中央控制节点），只保留一层RAN节点——eNodeB
背景三：技术储备成熟
到20世纪末，学术界在实现OFDM、MIMO的理论、算法、软硬件基础方面已 经积累了丰富的技术储备。
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宽带移动通信和宽带无线接入的融合
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降低每比特成本是产业的必然发展方向
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LTE的设计目标
支持1.4MHz-20MHz带宽
峰值数据率：上行>50Mbps，下行>100Mbps 频谱效率达到HSDPA/HSUPA的2-4倍
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物理信道和物理信号
下行物理信道与传输信道的映射
BCH：Broadcast Channel
MCH：Multicast Channel PCH：Paging Channel DL-SCH：Downlink Shared Channel DCI：Downlink Control Information HI：HARQ Indicator CFI：Control Format Indicator
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物理层测量
UE测量能力
RSRP（Reference Signal Received Power）
E-UTRA Carrier RSSI（Received Signal Strength Indicator） RSRQ（Reference Signal Received Quality） UTRA FDD CPICH RSCP UTRA FDD Carrier RSSI UTRA FDD CPICH Ec/No GSM Carrier RSSI UTRA TDD Carrier RSSI UTRA TDD P-CCPCH RSCP CDMA2000 1x RTT Pilot Strength CDMA2000 HRPD Pilot Strength
常规子帧由两个长度为0.5ms的时隙构成，长度为1ms 特殊子帧由DwPTS，GP以及UpPTS构成，总长度为1ms
可以通过配置不同的时隙比例以及DwPTS/GP/UpPTS的长度，保证与 TD-SCDMA的共存
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基本参数
系统带宽
源自文库
1.4MHz，3MHz，5MHz，15MHz以及20MHz
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信道编码与调制方式
下行物理信道的调制方式
上行物理信道的调制方式
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参考信号
下行参考信号
小区专用参考信号
MBSFN参考信号，传输MBSFN业务时使用 用户专用参考信号，使用波束赋形技术时使用 上行参考信号 解调用参考信号：用于上行物理信道数据解调 探测用参考信号：由于探测上行信道进行上行信道调度以及利用信道 对称性获得下行信道特征
第一章 TD-LTE 系统概述
目录
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LTE起源和需求 LTE网络架构概述 LTE物理层概述 LTE Layer2概述 LTE RRC概述
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LTE起源
LTE起源及里程碑LTE项目的启动主要有三方面的考虑：
基于CDMA技术的3G标准在通过HSDPA以及Enhanced Uplink等 技术增强之后，可以保证未来几年内的竞争力。但是，需要考虑如 何保证在更长时间内的竞争力LTE需求 应对来自于WiMAX的市场压力
TD-LTE=LTE的TDD模式。 在2004年WiMAX对UMTS技术产生挑战（尤其是HSDPA技术）时，3GPP 急于开发和WiMAX抗衡的、以OFDM/FDMA为核心技术、支持20MHz系统 带宽的、具有相似甚至更高性能的技术。长期可以在IMT-Advanced标准化 上先发制人。 LTE是以OFDM为核心的技术，为了降低用户面延迟，取消了无线网络控制 器（RNC），采用了扁平网络架构。与其说是3G技术的“演进”（ evolution），不如说是“革命”（revolution）。
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多天线技术
天线配置
基站侧：
1x，2x，4x 通过使用用户专用参考信号可以支持更多天线数目 终端侧： 2天线接收 1天线接收
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多天线技术
下行多天线技术
传输分集：
SFBC，SFBC+FSTD，闭环Rank1预编码 空间复用： 开环空间复用，闭环空间复用以及MU-MIMO 波束赋形 上行多天线技术 天线选择 MU-MIMO
eNodeB和核心网采用基于IP路由的灵活多重连接——S1-flex接口
相邻eNodeB采用Mesh连接——X2接口16
目录
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LTE起源和需求 LTE网络架构概述 LTE物理层概述 LTE Layer2概述 LTE RRC概述
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网络结构
整体结构
E-UTRAN，由eNB构成
这场“革命”使系统不可避免的
丧失了大部分后向兼容性。也就 是说，从网络侧和终端侧都要做 大规模的更新换代。因此很多公 司实际上将LTE看作4G技术范畴。
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LTE和EPS的关系
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为什么会出现LTE？
背景一：移动互联网业务发展的需要
从话音优化到数据优化
除了窄带业务的效果，更要提高宽带业务效率
提高小区边缘的比特率
用户面延迟（单向）小于5ms，控制面延迟小于100ms 降低建网成本，实现从3G的低成本演进 追求后向兼容, 但应该仔细考虑性能改进和向后兼容之间的平衡 取消CS（电路交换）域，CS域业务在PS（包交换）域实现，如采 用VoIP 对低速移动优化系统，同时支持高速移动
为应对ITU的4G标准征集做准备
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LTE需求
LTE需求包括
能力相关的需求
性能相关的需求 部署相关的需求 网络架构的需求 无线资源管理需求 复杂度需求 一般性需求
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LTE需求
时延 • 控制面 • 用户面 速率 • 峰值速率 • 吞吐量 • 频谱效率目
覆盖与容量 • 5Km • 30Km • >100Km？
从覆盖优化到容量优化
除了保证基本业务连续覆盖，更要提高“热区”内的容量
从用户容量优化到数据率容量优化
运营商收入除了依赖用户数量，更依赖业务流量
从均匀容量分布到不均匀容量分布：
未来80-90%的数据容量集中在室内和热区内 业务分布不均匀，系统能力是否有必要均匀分布？
背景二：宽带无线接入和宽带移动通信的融合
EPC（Evolved Packet Core），由MME（Mobility Management Entity），S-GW（Serving Gateway） 以及P-GW（PDN Gateway）构成
X2 --- eNB/eNB S1 --- eNB/EPC S1-MME --- eNB/MME S1-U --- eNB/S-GW
PBCH：Physical Broadcast Channel PMCH：Physical Multicast Channel PCFICH：Physical Control Format Indicator Channel PDCCH：Physical Downlink Control Channel PHICH：Physical Hybrid ARQ Indicator Channel 下行物理信号 参考信号：Reference Signal 同步信号：Synchronization Signal
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多址方式
下行OFDM 上行SC-FDMA（DFTS-OFDM）
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FDD帧结构
FDD帧结构
Frame Structure Type1
支持全双工FDD与半双工FDD 一个子帧由两个长度为0.5ms的时隙构成，长度为1ms
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TDD帧结构
TDD帧结构
Frame Structure Type2
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物理信道和物理信号
上行物理信道 PUSCH：Physical Uplink Shared Channel PUCCH：Physical Uplink Control Channel
PRACH：Physical Random Access Channel
上行物理信号 参考信号：Reference Signal
LTE需求 特性
Text 网络部署 • 独立部署 Text • 协同部署目 Text 网络架构 • 灵活的QoS • 全IP • 降低接口数目
复杂度 • 减少可选项 • 降低测试用例数目
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未来的无线通信将是各种接入手段的并存
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LTE将是未来最主流的广域宽带无线通信系统
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什么是TD-LTE？

LTE=Long Term Evolution=长期演进，是3GPP指定的下一代无线通信标 准。
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物理信道和物理信号
上行物理信道与传输信道的映射 UL-SCH：Uplink Shared Channel RACH：Random Access Channel
UCI：Uplink Control Information
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信道编码与调制方式
传输信道的信道编码
控制信道的信道编码
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网络结构
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网络结构
无线协议结构
用户平面协议栈： Layer1 --- PHY Layer2 --- MAC，RLC，PDCP
PHY --- Physic layer MAC --- Medium Access Control RLC --- Radio Link Control PDCP --- Packet Data Convergence Protocol
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LTE的标准化进程
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LTE的性能评估（仿真结果）
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LTE的技术创新
LTE名为演进（Evolution），实为“革命”（Revolution） 创新一：频分多址系统
下行OFDM：用户在一定时间内独享一段“干净”的带宽 上行SC-FDMA：具有单载波特性的改进OFDM系统（低峰平比）
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网络结构
无线协议结构
控制平面协议栈： Layer1 --- PHY
Layer2 --- MAC，RLC，PDCP
Layer3 --- RRC，NAS
PHY --- Physic layer MAC --- Medium Access Control RLC --- Radio Link Control PDCP --- Packet Data Convergence Protocol RRC --- Radio Resource Control NAS --- Non-Access Stratum
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多天线技术
下行多天线传输模式
单天线传输（Port0）
传输分集 开环空间复用 闭环空间复用 MU-MIMO 闭环Rank1预编码 单天线传输（Port5）-- 波束赋形
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物理层过程
链路自适应
LTE支持自适应调制编码技术（AMC）
LTE支持基于频域的信道调度 LTE支持上行自适应功率控制 HARQ LTE支持多路并行停等协议 LTE下行采用异步的HARQ协议 LTE上行采用同步HARQ协议 LTE下行采用自适应的HARQ LTE上行同时支持自适应HARQ和非自适应的HARQ LTE HARQ采用IR合并，CC合并看作IR合并的一个特例
子载波间隔 15kHz，用于单播（unicast）和多播（MBSFN）传输 7.5kHz，仅仅可以应用于独立载波的MBSFN传输 子载波数目 CP长度 一个时隙中不同OFDM符号 的循环前缀长度不同
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物理信道和物理信号
下行物理信道
PDSCH：Physical Downlink Shared Channel
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目录
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LTE起源和需求 LTE网络架构概述 LTE物理层概述 LTE Layer2概述 LTE RRC概述
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物理层功能
物理层通过使用MAC子层的传输信道，向高层提供数据传输服务， 主要功能包括
传输信道的错误检测，并向高层提供指示 传输信道的纠错编码/译码 HARQ软合并 编码的传输信道向屋里信道映射 物理信道功率加权 物理信道调制与解调 频率与时间同步 无线特征测量，并向高层提供指示 MIMO天线处理 传输分集 波束赋形 射频处理（<- 射频相关规范）