四川移动讲课材料-TD-LTE技术原理介绍共110页文档
td lte技术原理
td lte技术原理TD-LTE技术是一种通信技术，其原理主要涉及以下几个方面：1. 时间分割多址（Time Division Multiplexing, TDM）TD-LTE利用时间分割多址技术，将时间分成多个时隙，不同用户在不同的时隙内传输数据。
通过时间的划分，实现不同用户之间的并行传输，提高频谱的利用效率。
2. 频分多址（Frequency Division Multiplexing, FDM）TD-LTE采用频分多址技术，将可用的频谱资源划分为多个频段，每个频段被分配给不同的用户进行数据传输。
通过频率的划分，实现不同用户之间的分离传输，避免互相干扰，提高系统的容量和性能。
3. 空分多址（Space Division Multiplexing, SDM）TD-LTE利用空分多址技术，通过天线波束成形和多天线信号处理，将同一个时隙内的数据在空间上进行分离传输。
通过空间的划分，实现不同用户之间的独立数据传输，提高系统的容量和数据速率。
4. 自适应调制与编码（Adaptive Modulation and Coding, AMC）TD-LTE根据信道质量的变化，采用不同的调制和编码方式进行数据传输。
在信道质量好的时候，采用高阶调制和编码，提高数据传输速率；在信道质量差的时候，采用低阶调制和编码，保证数据的可靠传输。
5. 多天线技术（Multiple-Input Multiple-Output, MIMO）TD-LTE利用多天线技术，通过在基站和终端之间增加多个发射和接收天线，实现多信道的数据传输。
通过多天线的利用，可以同时传输多个数据流，提高系统的容量和覆盖范围。
通过以上原理的综合应用，TD-LTE技术能够实现高速数据传输、高容量通信和较好的覆盖性能，使得移动通信系统在大容量和高速率的应用场景下具备更好的性能和用户体验。
TD LTE原理及关键技术
优化方法：优化网络架构、传输技术、网络负载等
抖动：TD LTE的抖动性能主要取决于网络负载和传输技术
频谱效率：TD LTE的频谱效率较高能够有效利用频谱资源
能源效率：TD LTE的能源效率较高能够降低能耗减少碳排放
网络覆盖：TD LTE的网络覆盖范围较广能够提供更好的网络服务
调制方式：OFDM、SC-FDM、MIMO等
编码方式：Turbo码、LDPC码等
多址接入方式：OFDM、SC-FDM等
网络拓扑结构：星型、环型、网状等
EUTRN是TD LTE网络的核心部分负责无线接入和移动性管理
EUTRN由eNodeB（基站）和UE（用户设备）组成
eNodeB负责无线资源的分配和管理UE负责无线接入和移动性管理
添加项标题
5G技术的未来：将成为未来通信技术的主流推动各行各业的数字化转型和智能化升级
添加项标题
6G应用场景：智能城市、自动驾驶、远程医疗等
6G技术：下一代移动通信技术预计在2030年左右商用
潜在技术：太赫兹通信、人工智能、量子通信等
6G挑战：频谱资源、能耗、网络安全等
汇报人：
测试方法：可以通过模拟测试、实际测试等方式来评估TD LTE的峰值速率和平均吞吐量
TD LTE覆盖范围：TD LTE的覆盖范围取决于基站的密度和功率以及无线环境的影响。
小区边缘速率：TD LTE的小区边缘速率是指在小区边缘的用户能够达到的最大速率它受到无线环境的影响以及基站的调度策略和功率控制等因素的影响。
物联网：支持低功耗、低速率的物联网设备如智能家居和智能农业
公共安全：支持公共安全通信如应急响应和灾难救援
工业自动化：支持工业自动化和控制如智能制造和智能物流
LTE简单原理及基本技术
MME
NAS Security
Idle State Mobility Handling
eNB
X2
X2 eNB
eNB
X2
E-UTRAN
EPS Bearer Control
扁平的网络架构，减少设备投入
PDCP RLC MAC PHY
S-GW
P-GW
减少接口数量，IP的网络接口
Mobility Anchoring
2
TD-LTE原理及关键技术
1 TD-LTE概述
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。 ➢ TD-LTE=LTE的TDD模式。 ➢ 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）。
UE IP address allocation
增强的端到端QoS
S1 Packet Filtering internet
E-UTRAN
EPC
TD-LTE原理及关键技术
1. TD-LTE概述
，
2. 帧结构和物理信道映射
3. TD-LTE物理层过程
4. TD-LTE的三个核心技术
5. TD-LTE面临的挑战
• NodeB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
E-UTRAN
5
TD-LTE原理及关键技术
1 TD-LTE概述
E-UTRAN扁平网络架构
MME/SAE Gateway
1.TD-LTE 基本原理(上)
27
物理信道简介
28
物理信道位置
29
PBCH
PBCH(广播信道)
• 频域：对于不同的带宽，都占用中间的1.08MHz （72个子载波）进行传输 • 时域：映射在每个10ms 无线帧的subframe0里的第二个slot的前4个OFDM符号上
广播消息：MIB&SIB
•MIB在PBCH上传输,包含了接入LTE系统所需要的最基本的信息：
需要终端反馈信道信息，发射端采用该信息进行信号预处 理以产生空间独立性
基站使用相同时频资源将多个数据流发送给不同用户，接 收端利用多根天线对干扰数据流进行取消和零陷。
终端反馈RI=1时，发射端采用单层预编码，使其适应当前 的信道
发射端利用上行信号来估计下行信道的特征，在下行信号 发送时，每根天线上乘以相应的特征权值，使其天线阵发 射信号具有波束赋形效果
LTE帧结构
FDD LTE帧结构
帧: 10ms
时隙 0.5ms
#0 #1 #2 #3 #4 #5 #6 #7 #8 #9
子帧: 1ms
······ #19
子帧: 1ms 特殊子帧: 1ms
#0
时隙 0.5ms
DwPTS
#2
GP UpPTS
#3
#4
半帧: 5ms
半帧: 5ms
帧: 10ms
TD-LTE帧结构
保护间隔
FFT积分周期 一个OFDM符号
应用于OFDM系统。每个子载波宽度仅为 15kHz且交叠存在，子载波间干扰（ICI） 对系统影响较大，因此采用CP消除ICI
t
13
OFDM不足
较高的峰均比（PARP）
• OFDM输出信号是多个子载波时域相加的结果，子载波数量从几十个到上千个，如果多个 子载波同相位，相加后会出现很大幅值，造成调制信号的动态范围很大。因此对RF功率放 大器提出很高的要求
四川移动讲课材料-TD-LTE技术原理介绍
控制 信道
PHICH
PDCCH PBCH
REG
CCE N/A RB
业务信道
PUCCH PDSCH\PUSCH
多天线技术：分集、空间复用和波束赋形
关键技术
帧结构 物理信道
发射分集
物理层过程
多路信道传 输同样信息
空间复用
•包括时间分集，空间分集和频率分集
分集合并
•提高接收的可靠性和提高覆盖
•适用于需要保证可靠性或覆盖的环境
时间
CCE：Control Channel Element。CCE = 9 REG
RB：Resource Block。LTE系统最常见的调度单位，上下行 业务信道都以RB为单位进行调度。RB = 84RE。左图即为一 个RB。时域上占7个OFDM符号，频域上占12个子载波
信道类型
信道名称
PCFICH
TD-LTE 技术原理介绍
中移动研究院无线所
毛剑慧 2012.9.5
内容：
• TD-LTE关键技术-物理层
– 基本原理
– 帧结构及物理信道
– 物理层过程
• TD-LTE关键技术-高层 • LTE-A技术的引入分析
OFDM概述
关键技术 帧结构 物理信道 物理层过程
概念 正交频分复用技术，多载波调制的一种。将一个宽频信道分成若干正交子信道， 将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到每个子信道上进行传输。 宽频信道
资源调度单位
REG
资源位置
占用4个REG，系统全带宽平均分配 时域：下行子帧的第一个OFDM符号 最少占用3个REG 时域：下行子帧的第一或前三个OFDM符号 下行子帧中前1/2/3个符号中除了PCFICH、PHICH、 参考信号所占用的资源 频域：频点中间的72个子载波 时域：每无线帧subframe 0第二个slot 位于上行子帧的频域两边边带上 除了分配给控制信道及参考信号的资源
TDLTE基本原理培训课件
2011年2月，由中国移动主导联合7家运营商发起成立TD-LTE全球发展倡议(GT I)，已发展至48家运营商成 员，27家厂商合作伙伴；目前已经有38个运营商计划部署或正在进行试验。
Intel XMM7060 2012 支持3模，包括：G/U/LTE-FDD （13年XMM7162支持5模）
Altair FG3100 2012 支持2模，包括：LTE-TDD/FDD
TD-LTE测试仪表进展情况
网络测试仪表主要包括网规网优类测试仪表以及研发测试仪表： 网规网优类测试仪表：国内厂商在技术上已与国外厂家相当，在路测软件、扫频仪等方面已处于领先地位， 海思、鼎利、湾流等厂商已经给软银、Clearwire、DoCoMo、KDDI等运营商供货 研发类测试仪表：仪表功能和性能比较完备，国内厂商仅在矢量网络分析仪和部分射频类仪表投入研发，总 体与国际厂商差距较大
TD-SCDMA网络结构 TD-LTE网络结构
核心网（CN）
Iu Iur
RNC
Iu RNC
Iub Node B
Iub Node B
Iub Node B
Iub Node B
Uu
Uu
EPC
UE
UE
E-UTRAN
用户接入时延
2s100ms
业务端到端时延
100ms20ms
网络结构扁平化优点：提升用户感受、减少网络建
2011年6月R10冻结
➢ 增强的上下行MIMO，支持最高 下行8流/上行4流传输
➢ 载波聚合Carrier Aggregation ➢ 无线中继Relay ➢ 增强型小区间干扰协调
中国移动通信系统第四代技术——TD-LTE
中国移动通信系统第四代技术——TD-LTE编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（中国移动通信系统第四代技术——TD-LTE）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。
本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为中国移动通信系统第四代技术——TD-LTE的全部内容。
中国移动通信系统第四代技术——TD—LTE 从GSM、GPRS到第4代移动通信技术,需要不断演进，而且这些技术可以同时存在.人们都知道最早的移动通信电话用的模拟蜂窝通信技术，这种技术只能提供区域性语音业务，而且通话效果差、保密性能也不好，用户的接听范围也是很有限。
随着移动电话迅猛发展，用户增长迅速，传统的通信模式已经不能满足人们通信的需求，在这种情况下就出现了GSM通信技术，该技术用的是窄带TDMA，允许在一个射频(即‘蜂窝’）同时进行8组通话。
它是根据欧洲标准而确定的频率范围在900～1800MHz之间的数字移动电话系统，频率为1800MHz的系统也被美国采纳。
GSM是1991年开始投入使用的.到1997年底，已经在100多个国家运营,成为欧洲和亚洲实际上的标准。
GSM数字网也具有较强的保密性和抗干扰性,音质清晰,通话稳定，并具备容量大，频率资源利用率高，接口开放，功能强大等优点。
不过它能提供的数据传输率仅为9.6kbit/s,和以前固定电话拨号上网的速度相当，而当时的internet几乎只提供纯文本的信息。
数字移动通信手机是第二代（2G）,一般采用GSM或CDMA技术。
第二代手机除了可提供所谓“全球通”话音业务外，已经可以提供低速的数据业务了,也就是收发短消息之类。
虽然从理论上讲，2G手机用户在全球范围都可以进行移动通信，但是由于没有统一的国际标准,各种移动通信系统彼此互不兼容，给手机用户带来诸多不便。
TD-LTE系统基础知识讲解
O_MACRRC_CRNTI_FREE_IND（释放新CRNTI） O_MACRRC_RANDOM_ACCESS_IND
O_RRCMAC_RL_RECONFIG_REQ（重配pucch/srs资源）
O_MACCC_PCFICH_DATA_INFO
O_MACCC_PDCCH_PARA_DATA_INFO（DCI 0）
LTE网络构架
EPS（演进分组系统）架构
E－UTRAN架构
E－UTRAN和EPC的功能划分
E－UTRAN和EPC的功能划分（eNode B）
eNB功能 无线资源管理 IP头压缩和用户数据流加密 UE附着时的MME选择 用户面数据向S-GW的路由 寻呼消息和广播信息的调试和发送 移动性测量和测量报告的配置
应用OFDM的多址接入技术及其传输方式；
引入先进的多天线技术（分集技术；MIMO技术；Beamforming技术）提升系 统容量；
优化和提升基于分组域数据调试传输特点的物理层过程；
目录
2、TD-LTE网络架构
LTE网络构架
EPS（演进分组系统）架构 eUTRAN架构 E－UTRAN和EPC的功能划分
O_MACDE_PUSCH_INFO
RRC
RLC
O_RLCMAC_BO_REPORT
MAC
PHY
发现TA超时，且RLC更新 了非零的BO O_MACRRC_CRNTI_ALLOC_REQ O_RRCMAC_PREAMBLE_ALLOC_RSP（专用preamble） O_MACCC_PCFICH_DATA_INFO
为应对ITU的4G标准征集做准备
移动通信技术的演进路线
多种标准共存，汇骤集中 多个频段共存 移动网络宽带化，IP化趋势
TD_LTE技术原理的介绍_图文
TD-LTE技术原理介绍课程内容 TD-LTE概述 TD-LTE网络架构 TD-LTE协议栈 TD-LTE关键技术 TD-LTE与LTE FDD的区别 1TD-LTE概述 TD- LTE概述 LTE简介 LTE相关组织介绍 LTE背景 LTE表示3GPP长期演进 ( Long Term Evolution 2004年11月3GPP TSG RAN workshop 启动LTE项目 2移动通信技术的演进路线 GSM GPRS EDGE LTE HSPA+ R7 MBMS WCDMA R99 HSDPA R5 HSUPA R6 MBMS HSPA+ R7 FDD/ TDD TDSCDMA HSDPA HSUPA 4G CDMA IS95 CDMA 2000 1x CDMA 2000 1X EV-DO EV-DO Rev. A EV-DO Rev. B 802.16 d 802.16 e 802.16 m 2G 2.5G 2.75G 3G 3.5G 3.75G 3.9G 4G 多种标准共存、汇聚集中多个频段共存移动网络宽带化、IP化趋势 LTE的目标更好的覆盖峰值速率 DL: 100Mbps UL: 50Mbps 更高的频谱效率 LTE 低延迟CP: 100ms UP: 5ms 频谱灵活性更低的 CAPEX & OPEX 3峰值数据率 1 实现峰值速率的显著提高，峰值速率与系统占用带宽成正比2 在20MHz 带宽内实现100Mbit/s的下行峰值速率(频谱效率5 bit/s/Hz 3 在20MHz 带宽内实现50Mbit/s的上行峰值速率(频谱效率2.5 bit/s/Hz 目标中兴通讯是业界唯一支持TD-LTE 20MHz带宽的系统厂商中兴通讯是业界唯一支持TD20MHz带宽的系统厂商移动性 E-UTRAN系统应能够支持: 对较低的移动速度( 0 - 15 km/h 优化在更高的移动速度下 (15 - 120 km/h 可实现较高的性能在120 - 350 km/h的移动速度 (在某些频段甚至应该支持500 km/h 下要保持网络的移动性在各种移动速度下，所支持的语音和实时业务的服务质量都要达到或超过UTRAN下所支持的中兴通讯业界首家通过LTE高速（90Km/h）移动测试，吞吐量非常稳定！中兴通讯业界首家通过LTE高速（90Km/h）移动测试，吞吐量非常稳定！ 4频谱频谱灵活性 E-UTRA系统可部署在不同尺寸的频谱中，包括1.4、 3、5、10、15 和 20 MHz, 支持对已使用频率资源的重复利用上行和下行支持成对或非成对的频谱共存与GERAN/3G系统在相同地区邻频与其他运营商在相同地区邻频在边境两侧重合的或相邻的频谱内与 UTRAN 和 GERAN切换与非 3GPP 技术 (CDMA 2000, WiFi, WiMAX切换频谱规划和整合700/1900/850/… AWS LTE2600 LTE2600 LTE2600 LTE2600 LTE2600 LTE2600 LTE2100 LTE2100LTE2100 LTE2100 LTE2100 UMTS2100 UMTS2100 UMTS2100 UMTS2100 UMTS2100 UMTS2100 LTE1800 GSM1800 GSM1800 GSM1800 LTE900GSM900 2008 GSM900 2009 GSM900 2010 LTE1800 GSM1800 LTE900GSM900 2011 LTE1800 GSM1800 LTE900 GSM900 2012 LTE1800 GSM1800 LTE900 GSM900 2015 Y LTE900 LTE1800 5LTE关键技术频谱灵活支持更多的频段灵活的带宽灵活的双工方式先进的天线解决方案分集技术 MIMO技术 Beamforming技术新的无线接入技术OFDMA SC-FDMA TD-LTE概述 TD- LTE概述 LTE简介 LTE相关组织介绍 6LTE标准组织功能需求标准制定技术验证 PCG TSG GERAN TSG RAN TSG SA TSG CT 3GPP组织架构 Project Co-ordination Group (PCG TSG GERAN GSM EDGE Radio Access Network TSG RAN Radio Access Network TSG SA Service & Systems Aspects TSG CN Core Network & Terminals RAN WG1 Radio Layer 1 spec SA WG1 Services CT WG1 MM/CC/SM (lu GERAN WG1 Radio Aspects RAN WG2 Radio Layer 2 spec Radio Layer 3 RR spec SA WG2 Architecture CT WG3 Interworking with external networks GERAN WG2 Protocol Aspects SA WG3 Security GERAN WG3 Terminal Testing RAN WG3 lub spec, lur spec, lu spec UTRAN O&M requirements CT WG4 MAP/GTP/BCH/SS SA WG4 Codec CT WG6 Smart Card Application Aspects RAN WG4 Radio Performance Protocol aspects SA WG5 Telecom Management RAN WG5 Mobile Terminal Conformance Testing 7LTE标准化进展 LTE start Work Item Start Work Item Stage 3 Finish 2005 2006 2007 2008 2009 2010 Study Item Stage 1 Finish Work Item Stage 2 Finish First Market Application 3GPP R8 定义了LTE的基本功能，该版本已于2009年3月冻结， 3GPP R9 主要完善了LTE家庭基站、管理和安全方面的性能，以及LTE微微基站和自组织管理功能，预计将于2009年年底冻结 NGMN简介无线宽带创新的发动机 1、NGMN（ 是2006年初由全球7家主流运营商发起成立的 NGMN简介非营利性组织 2、NGMN ：Next Generation Mobile Networks （Beyond HSPA&EVDO 1、使全球移动通信产业链聚集在统一需求之下，引导、驱动标准研究、产品研发，促进HSPA&EVDO之后的移动网络健康发展 2、推动IPR改革，使IPR透明和费率可预见性 NGMN 愿景 NGMN 时间表 1、2008年底完成LTE（R8）标准 2、2009年测试 3、2010 提供商用 1、运营商（Members 20家 2、制造商(Sponsors 34家,包括设备制造商,芯片厂家和测试设备厂家 3、研究机构和大学(Advisors 3家 NGMN 成员 8NGMN工作组介绍寻找可统一利用的频谱与ITU、国家、地区频谱管理部门协调、沟通 Spectrum ( 频谱）对技术进行早期验证向LSTI提测试需求 Trial （试验） TWG (技术组） NGMN IPR （知识产权）推动IPR改革，使IPR 透明和费率可预见从运营的角度，提出各种需求并与制造商讨论可行性驱动标准Ecosystem （生态系统）与互联网行业合作，构建“多方共赢”生态环境从5个方面推动下一代移动宽带发展 LSTI 组织架构 Steering Board Steering Group Program Office NSN WG PR WG PoC1 WG PoC2 WG IODT WG IOT FCT 9LSTI 工作计划 2007 2008 2009 2010 POC IODT EPC IOT/Trials : Test start Applications Proof of Concept partially compliant Vendor + test UE or UE partner IODT Compliant over key subset Vendor + UE partner pairs IOT Compliant Multiple Partners Vendors and UE Trials Compliant +form factor UE Operator + Vendor + UE partner LSTI各组活动里程碑 2007 2008 2009 2010 Proof of Concept M1 SIMO M2 MIMO M3 RRM M4 Mobility M2 M3 M4 TDD M1 IODT M5 start M6a Feature set M6b Agree baseline reporting M7 IODT Complete IOT M8 Tests defined reporting M9 IOT Complete Current projections for FCT Friendly Customer Trials LTE Asia LTE USA LTE London IEEE Comms M1M2 Webcast CTIA Website LTE Berlin NGMN Conf IODT PR Launch PR M1 PR M10 Tests defined M11 M12a Setup Radio M12b End toend trials complete ATIS MWC09 CTIA LTE Berlin LTE Americas LTE Asia MWC10 PR/Marketing 10LTE无线接口—控制平面 UE NAS RRC PDCP RLC MAC PHY RRC PDCP RLC MAC PHY eNB MME NAS LTE/SAE的协议结构 MME UE NAS APP RRC PDCP RLC MAC PHY RRC PDCP RLC MAC PHY GTPU UDP S1AP X2AP eNB NAS S1AP SCTP IP SCTP IP SGW GTPU UDP IP 信令流数据流 16无线帧结构——类型1 1个无线帧 Tf = 307200 TS = 10 ms 1个时隙Tslot=15360×TS=0.5ms #0#1 #2 …… …… #17 #18 #19 1个子帧每个10ms无线帧被分为10个子帧每个子帧包含两个时隙，每时隙长0.5ms Ts=1/(1500*2048 是基本时间单元任何一个子帧即可以作为上行，也可以作为下行无线帧结构——类型2 1个无线帧 Tf = 307200 Ts = 10 ms 1个半帧 153600 TS = 5 ms 1个时隙 Tslot=15360TS 30720TS 子帧#0 … 子帧 #4 子帧 #5 … 子帧 #9 1个子帧DwPTS GP UpPTS 1个子帧 DwPTS GP UpPTS 每个10ms无线帧包括2个长度为5ms的半帧，每个半帧由4个数据子帧和1个特殊子帧组成特殊子帧包括3个特殊时隙：DwPTS，GP和UpPTS，总长度为1ms 支持5ms和10ms上下行切换点子帧0、5和DwPTS总是用于下行发送 17上下行配比方式“D”代表此子帧用于下行传输，“U” 代表此子帧用于上行传输，“S”是由DwPTS、GP 和UpPTS组成的特殊子帧。
TDLTE技术原理介绍
TD-LTE技术原理介绍课程内容 TD-LTE概述 TD-LTE网络架构 TD-LTE协议栈 TD-LTE关键技术 TD-LTE与LTE FDD的区别 1TD-LTE概述 TD- LTE概述 LTE简介 LTE相关组织介绍 LTE背景 LTE表示3GPP长期演进( Long Term Evolution 2004年11月3GPP TSG RAN workshop启动LTE项目 2移动通信技术的演进线路 GSM GPRS EDGE LTE HSPA+ R7 MBMS WCDMA R99 HSDPA R5 HSUPA R6 MBMS HSPA+ R7 FDD/ TDD TDSCDMA HSDPA HSUPA 4G CDMA IS95 CDMA 2000 1x CDMA 2000 1X EV-DO EV-DO Rev. A EV-DO Rev. B 802.16 d 802.16 e 802.16 m 2G 2.5G 2.75G 3G 3.5G3.75G 3.9G 4G 多种标准共存、汇聚集中多个频段共存移动网络宽带化、IP化趋势 LTE的目标更好的覆盖峰值速度 DL: 100Mbps UL: 50Mbps 更高的频谱效率 LTE 低延迟 CP: 100ms UP: 5ms 频谱灵活性更低的 CAPEX & OPEX 3峰值数据率 1 实现峰值速度的显著提高，峰值速度与系统占用带宽成正比 2 在20MHz带宽内实现100Mbit/s的下行峰值速度(频谱效率5 bit/s/Hz 3 在20MHz 带宽内实现50Mbit/s的上行峰值速度(频谱效率2.5 bit/s/Hz 目标中兴通信是业界唯一支持TD-LTE20MHz带宽的系统厂商中兴通信是业界唯一支持TD20MHz带宽的系统厂商移动性 E-UTRAN系统应能够支持: 对较低的移动速度 ( 0 - 15 km/h 优化在更高的移动速度下 (15 - 120 km/h 可实现较高的性能在120 - 350 km/h的移动速度 (在某些频段乃至应该支持500 km/h 下要维持网络的移动性在各类移动速度下，所支持的语音和实时业务的效劳质量都要达到或超过UTRAN下所支持的中兴通信业界首家通过LTE高速（90Km/h）移动测试，吞吐量超级稳固！中兴通信业界首家通过LTE高速（90Km/h）移动测试，吞吐量超级稳固！ 4频谱频谱灵活性 E-UTRA系统可部署在不同尺寸的频谱中，包括1.4、 3、五、10、15 和20 MHz, 支持对已利用频率资源的重复利用上行和下行支持成对或非成对的频谱共存与GERAN/3G系统在相同地域邻频与其他运营商在相同地域邻频在边境两偏重合的或相邻的频谱内与 UTRAN 和 GERAN切换与非 3GPP 技术 (CDMA 2000, WiFi, WiMAX切换频谱计划和整合700/1900/850/… AWS LTE2600 LTE2600 LTE2600 LTE2600 LTE2600 LTE2600 LTE2100 LTE2100 LTE2100 LTE2100 LTE2100 UMTS2100 UMTS2100 UMTS2100 UMTS2100 UMTS2100 UMTS2100 LTE1800 GSM1800 GSM1800 GSM1800 LTE900 GSM900 2020 GSM900 2020 GSM900 2020 LTE1800 GSM1800 LTE900 GSM900 2020 LTE1800 GSM1800 LTE900 GSM900 2021 LTE1800 GSM1800 LTE900 GSM900 2021 Y LTE900 LTE1800 5LTE关键技术频谱灵活支持更多的频段灵活的带宽灵活的双工方式先进的天线解决方案分集技术 MIMO技术 Beamforming技术新的无线接入技术 OFDMA SC-FDMA TD-LTE概述 TD- LTE 概述 LTE简介 LTE相关组织介绍 6LTE标准组织功能需求标准制定技术验证 PCG TSG GERAN TSG RAN TSG SA TSG CT 3GPP组织架构 Project Co-ordination Group (PCG TSG GERAN GSM EDGE Radio Access Network TSG RAN Radio Access Network TSG SA Service & Systems Aspects TSG CN Core Network & Terminals RAN WG1 Radio Layer 1 spec SA WG1 Services CT WG1 MM/CC/SM (lu GERAN WG1 Radio Aspects RAN WG2 Radio Layer 2 spec Radio Layer 3 RR spec SA WG2 Architecture CT WG3 Interworking with external networks GERAN WG2 Protocol Aspects SA WG3 Security GERAN WG3 Terminal Testing RAN WG3 lub spec, lur spec, lu spec UTRAN O&M requirements CT WG4 MAP/GTP/BCH/SS SA WG4 Codec CT WG6 Smart Card Application Aspects RAN WG4 Radio Performance Protocol aspects SA WG5 Telecom Management RAN WG5 Mobile Terminal Conformance Testing 7LTE标准化进展 LTE start Work Item Start Work Item Stage 3 Finish 2005 2006 2007 2020 2020 2020 Study Item Stage 1 Finish Work Item Stage 2 Finish First Market Application 3GPP R8 概念了LTE的大体功能，该版本已于2020年3月冻结， 3GPP R9 要紧完善了LTE家庭基站、治理和平安方面的性能，和LTE微微基站和自组织治理功能，估量将于2020年年末冻结 NGMN简介无线宽带创新的发动机一、NGMN（ 是2006年初由全世界7家主流运营商发起成立的 NGMN简介非营利性组织二、NGMN ：Next Generation Mobile Networks （Beyond HSPA&EVDO 一、使全世界移动通信产业链聚集在统一需求之下，引导、驱动标准研究、产品研发，增进HSPA&EVDO以后的移动网络健康进展二、推动IPR改革，使IPR透明和费率可预见性 NGMN 愿景 NGMN 时刻表一、2020年末完成LTE（R8）标准二、2020年测试3、2020 提供商用一、运营商（Members 20家二、制造商(Sponsors 34家,包括设备制造商,芯片厂家和测试设备厂家 3、研究机构和大学(Advisors 3家 NGMN 成员 8NGMN工作组介绍寻觅可统一利用的频谱与ITU、国家、地域频谱治理部门和谐、沟通Spectrum ( 频谱）对技术进行初期验证向LSTI提测试需求 Trial （实验） TWG (技术组）NGMN IPR （知识产权）推动IPR改革，使IPR 透明和费率可预见从运营的角度，提出各种需求并与制造商讨论可行性驱动标准 Ecosystem （生态系统）与互联网行业合作，构建“多方共赢”生态环境从5个方面推动下一代移动宽带进展 LSTI 组织架构 Steering Board Steering Group Program Office NSN WG PR WG PoC1 WG PoC2 WG IODT WG IOT FCT 9LSTI 工作打算 2007 2020 2020 2020 POC IODT EPC IOT/Trials : Test start Applications Proof of Concept partially compliant Vendor + test UE or UE partner IODT Compliant over key subset Vendor + UE partner pairs IOT Compliant Multiple Partners Vendors and UE Trials Compliant +form factor UE Operator + Vendor + UE partner LSTI各组活动里程碑 2007 2020 2020 2020 Proof of Concept M1 SIMO M2 MIMO M3 RRM M4Mobility M2 M3 M4 TDD M1 IODT M5 start M6a Feature set M6b Agree baseline reporting M7 IODT Complete IOT M8 Tests defined reporting M9 IOT Complete Current projections for FCT Friendly Customer Trials LTE Asia LTE USA LTE London IEEE Comms M1M2 Webcast CTIA Website LTE Berlin NGMN Conf IODT PR Launch PR M1 PR M10 Tests defined M11 M12a Setup Radio M12b End to end trials complete ATIS MWC09 CTIA LTE Berlin LTE Americas LTE Asia MWC10 PR/Marketing 10LTE无线接口—操纵平面 UE NAS RRC PDCP RLC MAC PHY RRC PDCP RLC MAC PHY eNB MME NAS LTE/SAE的协议结构 MME UE NAS APP RRC PDCP RLC MAC PHY RRC PDCP RLC MAC PHY GTPU UDP S1AP X2AP eNB NAS S1AP SCTP IP SCTP IP SGW GTPU UDP IP 信令流数据流 16无线帧结构——类型1 1个无线帧 Tf = 307200 TS = 10 ms 1个时隙Tslot=15360×TS=0.5ms #0 #1 #2 …… …… #17 #18 #19 1个子帧每一个10ms无线帧被分为10个子帧每一个子帧包括两个时隙，每时隙长0.5ms Ts=1/(1500*2048 是大体时刻单元任何一个子帧即能够作为上行，也能够作为下行无线帧结构——类型2 1个无线帧 Tf = 307200 Ts = 10 ms 1个半帧 153600 TS = 5 ms 1个时隙 Tslot=15360TS 30720TS 子帧#0 … 子帧 #4 子帧#5 … 子帧 #9 1个子帧 DwPTS GP UpPTS 1个子帧 DwPTS GP UpPTS 每一个10ms无线帧包括2个长度为5ms的半帧，每一个半帧由4个数据子帧和1个特殊子帧组成特殊子帧包括3个特殊时隙：DwPTS，GP和UpPTS，总长度为1ms 支持5ms和10ms上下行切换点子帧0、5和DwPTS老是用于下行发送 17上下行配例如式“D”代表此子帧用于下行传输，“U” 代表此子帧用于上行传输，“S”是由DwPTS、GP 和UpPTS组成的特殊子帧。
td-lte基本原理
td-lte基本原理
TD-LTE是一种4G移动通信技术，其基本原理是通过将无线
电资源进行动态分配，实现高效的数据传输和通信。
该技术采用时分双工（TDD）方式，即上行和下行数据在同一频段内
交替传输，通过精确的时间调度可以避免上、下行信号之间的干扰。
在TD-LTE系统中，用户设备（UE）通过与基站进行通信来
发送和接收数据。
基站负责分配和管理无线电资源，它可以根据网络的需求和用户的需求来动态调整资源的分配。
当UE需
要发送数据时，在预定的时间片中，UE会向基站发送其需求
资源的请求。
基站收到UE的请求后，根据优先级和通信负载情况，对资源
进行分配。
基站会将可用的资源划分为子载波，每个子载波可以用于上行或下行通信。
基站会向UE发送资源分配信息，包
括分配的子载波、时隙和传输参数等。
UE接收到资源分配信息后，根据所分配的资源进行数据传输。
对于上行数据传输，UE将数据分割成小的数据块，并在指定
的时隙中将数据发送到基站。
对于下行数据传输，基站将数据分割成小的数据块，通过所分配的子载波和时隙发送给UE。
通过上述步骤，TD-LTE系统可以实现高速的数据传输和通信。
由于采用了时分双工技术，TD-LTE系统具有较高的频谱利用率。
此外，动态资源分配技术还可以根据网络负载和用户需求进行优化，从而提高整体系统的性能和效率。
TD-LTE基本原理与关键技术培训教材
演进之路——TDD频谱
频段指示
上行
33
1900 MHz – 1920 MHz
34
2010 MHz – 2025 MHz
35
1850 MHz – 1910 MHz
36
1930 MHz – 1990 MHz
37
1910 MHz – 1930 MHz
38
2570 MHz – 2620 MHz
39
1880 MHz – 1920 MHz
5
移动通信的发展——移动数据业务将主导未来
Vodafone移动数据业务收入增长
Vodafone于2004年开始在欧洲提供3G 数据业务
2004～2008年数据业务高速增长
数据业务弥补语音ARPU值下滑，成为拉 动整体业绩增长的引擎
Verizon 率先推出美国全国性的无线宽带网络， 并持续升级
国际上目前最具代表性的第三代移动通信技术标准有三种，它们分 别是：CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA。CDMA技术是3G 的主流技术，其中，CDMA2000和WCDMA属于FDD方式；TDSCDMA属于TDD方式，其上、下行工作于同一频率。
WiMAX（IEEE 802.16d- IEEE 802.16e ）
S1用户面
SCTP IP
Data link layer Physical layer
GTP-U UDP
IP Data link layer Physical layer
S1控制面
X2用户面
27
SCTP IP
Data link layer Physical layer
X2控制面
LTE网络接口协议
Layer 3 Layer 2 Layer 1
TDLTE基本原理
TDLTE基本原理TD-LTE（Time Division-Long Term Evolution）是一种4G移动通信标准，是一种采用时分复用（TDM）技术的高速数据传输技术。
它是TD-SCDMA（Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access）的演进版本，可以支持更高的数据传输速率和更低的延迟。
TD-LTE的基本原理可以分为以下几个方面：1.频段和时隙划分：TD-LTE采用时分信道复用技术，将整个频段进行划分，并将其中的每个频段都分为不同的时隙。
这些时隙可以被不同的用户或者传输任务所共享，通过时分信道复用技术，实现多用户同时传输数据。
2.时频资源分配：TD-LTE将整个频谱划分为小的时间间隔，称为子帧。
每个子帧包含多个时隙，每个时隙可以分配给不同的用户或服务。
这种时频资源分配方式可以根据用户需求和网络资源情况进行灵活配置，以满足不同用户的传输需求。
3.多天线技术：TD-LTE支持多输入多输出（MIMO）技术，即在发送端和接收端都配备多个天线。
通过使用多天线，可以提高信号质量和传输速率，并增强系统容量和抗干扰能力。
4.先进的调制解调技术：TD-LTE采用先进的调制解调技术，如16QAM、64QAM甚至256QAM。
这些调制技术可以在相同的频谱带宽下实现更高的数据传输速率，提高系统的吞吐量和效率。
5.资源分配和调度算法：TD-LTE采用先进的资源分配和调度算法来优化系统性能。
通过动态分配网络资源，可以根据用户需求和网络条件实现高效的网络资源利用，并最大限度地提供服务质量和用户体验。
6.自适应调整功率控制：TD-LTE利用功率控制技术来优化系统的无线链接和传输质量。
通过根据信道质量和干扰情况自适应调整发射功率，可以提高覆盖范围和系统的容量。
总之，TD-LTE采用时分复用技术，通过划分频段和时隙，实现多用户同时传输数据。
同时，它还利用多天线、先进的调制解调技术、资源分配和调度算法以及自适应功率控制等技术来提高系统的传输速率、容量和效率。
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7
单流 Beamforming
发射端利用上行信号来估计下行信道的特征，在下行信号 发送时，每根天线上乘以相应的特征权值，使其天线阵发 射信号具有波束赋形效果
信道质量不好时，如小区 边缘
8
双流
结合复用和智能天线技术，进行多路波束赋形发送，既提
Beamforming 高用户信号强度，又提高用户的峰值和均值速率
• 合并后的SINR达到最大化
• 有用信号方向得到高的增益 • 干扰信号方向得到低的增益
• 适用场景：干扰具有较强方向性的场景。
初期引入建议：
• IRC性能较好，故建议厂商支持IRC
• 鉴于IRC复杂度较大，厂商初期可能较难 支持，故同时要求MRC
内容：
• TD-LTE关键技术-物理层
– 基本原理 – 帧结构及物理信道 – 物理层过程
TD-LTE和TD-SCDMA邻频共存（1）
关键技术
帧结构
物理信道 物理层过程
TD-S = 3:3
TD-LTE = 2:2 + 10:2:2
根据仿真结果，此时TD-LTE下行扇区吞吐量为26Mbps左右 （采用10:2:2，特殊时隙可以用来传输业务）
1.025ms
特殊时隙
= 2.15ms
0.675ms
TD-SCDMA
特殊时隙
TD-LTE 子帧= 1ms = 30720Ts 10:2:2 = 21952Ts : 4384Ts : 4384Ts 3:9:2 = 6592Ts : 19744Ts : 4384Ts
1ms
TD-LTE
共存要求：上下行没有交叠（图中Tb > Ta）。则 TD-LTE的DwPTS必须小于0.85ms（26112Ts)。 可以采用10:2:2的配置
• TD-LTE关键技术-高层 • LTE-A技术的引入分析
TD-LTE帧结构
子帧: 1ms 特殊子帧: 1ms
关键技术 帧结构 物理信道 物理层过程
#0
DwPTS
#2
#3
#4
时隙 0.5ms
GP UpPTS
半帧: 5ms
帧: 10ms
半帧: 5ms
TD-LTE帧结构特点：
• 无论是正常子帧还是特殊子帧，长度均为1ms。FDD子帧长度也是1ms。
No Image
TD-LTE技术原理介绍
中移动研究院无线所 毛剑慧 2019.9.5
内容：
• TD-LTE关键技术-物理层
– 基本原理 – 帧结构及物理信道 – 物理层过程
• TD-LTE关键技术-高层 • LTE-A技术的引入分析
OFDM概述
关键技术 帧结构 物理信道 物理层过程
概念 正交频分复用技术，多载波调制的一种。将一个宽频信道分成若干正交子信道， 将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到每个子信道上进行传输。
特殊子 帧配置
0 1 2
Normal CP
DwPTS GP UpPTS
3
10
1
9
4
1
10
3
1
1ms
3
11
2
1
4
12
1
1
5
3
9
2
1ms DwPTS GP UpPTS
6
9
3
2
7
10
2
2
DwPTS GP UpPTS
• TD-LTE的特8殊子帧配置和11上下行时隙1配置没有制2约
关系，可以相对独立的进行配置
上行多址方式—SC-FDMA
关键技术 帧结构 物理信道 物理层过程
和OFDMA相同，将传输带宽划分成一系列正交的子载波资源，将不同的
子载波资源分配给不同的用户实现多址。注意不同的是：任一终端使用的 子载波必须连续
频率
用户A
子 载 波
用户B 在任一调度周期中，一个用户 分得的子载波必须是连续的
用户C
时间
上行多址方式特点
考虑到多载波带来的高PAPR会影响终端的射频成本和电池寿命，LTE上行采用Single Carrier-FDMA （即SC-FDMA）以改善峰均比。 SC-FDMA的特点是，在采用IFFT将子载波转换为时域信号之前，先对信号进行了FFT转换，从 而引入部分单载波特性，降低了峰均比。
上下行资源单位
• 相干合并：信号相加时相位是对齐的 • 越强的信号采用越高的权重
• 适用场景：白噪或干扰无方向性的场景
性能比较
• 由于IRC在最大化有用信号接收的同时能最 小化干扰信号，故通常情况IRC优于MRC
• 天线数越多及干扰越强时，IRC增益越大 • IRC需进行干扰估计，计算复杂度较大
IRC（干扰抑制合并）
多天线技术：分集、空间复用和波束赋形
发射分集
多路信道传 输同样信息
空间复用
多路信道同时 传输不同信息
关键技术 帧结构 物理信道 物理层过程
分集合并
•包括时间分集，空间分集和频率分集 •提高接收的可靠性和提高覆盖 •适用于需要保证可靠性或覆盖的环境
最小均方误 差或串行干
扰删除
•理论上成倍提高峰值速率
TD-SCDMA 时隙 = 675us DwPTS = 75us GP = 75us UpPTS = 125us
TD-LTE和TD-SCDMA邻频共存（2）
关键技术 帧结构 物理信道 物理层过程
TD-S = 4:2
TD-LTE = 3:1 + 3:9:2
根据计算，此时TD-LTE下行扇区吞吐量为28Mbps左右 （为避免干扰，特殊时隙只能采用3:9:2，无法用来传输业务。经计算，为和TD-SCDMA时 隙对齐引起的容量损失约为20% ）
TD-SCDMA
1ms
TD-LTE
共存要求：上下行没有交叠（图中Tb > Ta） 。 则TD-LTE的DwPTS必须小于
TD-LTE 0.525ms（16128Ts)，只能采用3:9:2的配置
子帧= 1ms = 30720Ts 10:2:2 = 21952Ts : 4384Ts : 4384Ts 3:9:2 = 6592Ts : 19744Ts : 4384Ts
• 目前厂家支持10:2:2（以提高下行吞吐量为目的）和 3:9:2（以避免远距离同频干扰或某些TD-S配置引起 的干扰为目的），随着产品的成熟，更多的特殊子帧 配置会得到支持
DwPTS
关键技术 帧结构 物理信道 物理层过程
• 主同步信号PSS在DwPTS上进行传输 • DwPTS上最多能传两个PDCCH OFDM符号（正常时隙能传最
LTE上行天线技术：接收分集
关键技术
原理
接收机使用来自多个信道的副本信息能比较正确的恢复出原 发送信号，从而获得分集增益。手机受电池容量限制，因此 在上行链路中采用接收分集也可有效降低手机发射功率
帧结构
物理信道 物理层过程
接收分集的主要算法：MRC &IRC
MRC （最大比合并）
• 线性合并后的信噪比达到最大化
CCE：Control Channel Element。CCE = 9 REG
RB：Resource Block。LTE系统最常见的调度单位，上下行 业务信道都以RB为单位进行调度。RB = 84RE。左图即为一 个RB。时域上占7个OFDM符号，频域上占12个子载波
信道类型
控制 信道
业务信道
信道名称
Mode
传输模式
技术描述
应用场景
1
单天线传输 信息通过单天线进行发送
无法布放双通道室分系统 的室内站
2
发射分集
同一信息的多个信号副本分别通过多个衰落特性相互独立 信道质量不好时，如小区
的信道进行发送
边缘
3
开环空间复用
终端不反馈信道信息，发射端根据预定义的信道信息来确 定发射信号
信道质量高且空间独立性 强时
PCFICH
PHICH
PDCCH
PBCH PUCCH PDSCH\PUSCH
资源调度单位
REG REG CCE
N/A RB
资源位置
占用4个REG，系统全带宽平均分配 时域：下行子帧的第一个OFDM符号 最少占用3个REG 时域：下行子帧的第一或前三个OFDM符号 下行子帧中前1/2/3个符号中除了PCFICH、PHICH、 参考信号所占用的资源 频域：频点中间的72个子载波 时域：每无线帧subframe 0第二个slot 位于上行子帧的频域两边边带上 除了分配给控制信道及参考信号的资源
4
闭环空间复用
需要终端反馈信道信息，发射端采用该信息进行信号预处 理以产生空间独立性
信道质量高且空间独立性 强时。终端静止时性能好
5
多用户MIMO
基站使用相同时频资源将多个数据流发送给不同用户，接 收端利用多根天线对干扰数据流进行取消和零陷。
6
单层闭环 空间复用
终端反馈RI=1时，发射端采用单层预编码，使其适应当前 的信道
增加新的特殊时隙配比需要修改标准，目前已经将该要求写入R11版本， 后续将考虑如何在R9版本中引入该要求。
特殊子帧
关键技术 帧结构 物理信道 物理层过程
• TD-LTE特殊子帧继承了TD-SCDMA的特殊子 帧设计思路，由DwPTS，GP和UpPTS组成。
• TD-LTE的特殊子帧可以有多种配置，用以改 变DwPTS，GP和UpPTS的长度。但无论如何 改变，DwPTS + GP + UpPTS永远等于1ms
宽频信道
频域波形
正交子信道 f
LTE多址方式-下行
下行多址方式—OFDMA
关键技术 帧结构 物理信道 物理层过程
将传输带宽划分成一系列正交的子载波资源，将不同的子载波资源分配给