TD-LTE基本原理与关键技术-20130627
TDD-LTE技术基础
对均衡器的要求较高 •高速数据流的符号宽度较短，易产生符号间干扰 。接收机均衡器的复杂度随着带宽的增大而急剧增 加
与MIMO 结合
带宽 扩展性强
频域调度和 自适应
系统复杂度随天线数量呈线性增加
系统复杂度随天线数量增加呈幂次变化
•每个子载波可看作平坦衰落信道，降低了接收机实 •需在接收端选择可将MIMO接收和信道均衡混合
3
LTE目标
峰值速率：下行100Mbit/s，上行50Mbit/s（20MHz频率带宽）； 时延：用户面数据空中接口单向延时小于5ms，控制面延时（从
空闲模式到连接模式）小于100ms； 控制面容量： 5MHz频率带宽条件下，每小区至少支持200个用
户同时在线，在更高频率带宽条件下，每小区至少支持400个用 户同时在线； 更高频谱效率：下行方向单用户每兆赫兹平均吞吐量和频率效率 为R6 HSDPA的3～4倍；上行方向单用户每兆赫兹平均吞吐量和 频率效率为R6 HSDPA的2～3倍；
示例： 例1：已知：频点号（EARFCN）＝38350，计算中心频率。 查表得到：E-UTRA Operating Band＝39（38350在38250～ 38649之间） FDL(下行中心频率)=1880+0.1(38350－38250)=1890MHz 例2：已知：下行中心频率＝2600MHz，计算下行频点号。 查表得到：E-UTRA Operating Band＝38（2600MHz是在 2570～2620MHz之间） NDL (下行频点号)＝37750+10(2600-2570)=38050
带宽扩展性差 •需要通过提高码片速率或多载波CDMA来支持更 大带宽，接收机复杂度大幅提升。
频域调度粗放 •只能进行载波级调度（1.6MHz)，调度的灵活性 较差。
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
TD-LTE基本原理、网络架构及关键技术
802.16 e
2.5G
2.75G
3G
3.5G
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
EV-DO Rev. B
3.75G
802.16 m
3.9G
4G
TD-LTE基本原理、网络架构及关键技术
LTE的目标
更好的覆盖
峰值速率 DL:
100Mbps UL: 50Mbps
更高的频 谱效率
M7 reporting IODT Complete
M8 Tests defined
reporting
M9 IOT Complete
Friendly Customer Trials
Current projections for FCT
M10 Tests defined
M11 Setup
M12a Radio
TD-LTE基本原理、网络架构及关键技术
TD-LTE 基本原理、网络架构及关键技术
课程内容
TD-LTE基本原理、网络架构及关键技术
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
TD-LTE基本原理、网络架构及关键技术
TD-LTE概述
TD-LTE基本原理、网络架构及关键技术
NGMN工作组介绍
对技术进行早期验证 向LSTI提测试需求
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
Trial
（试验）
Spectrum
( 频谱）
TWG
(技术 组）
NGMN
Ecosystem
（生态系统）
IPR
TD-LTE原理及关键技术
6
TD-LTE原理及关键技术 1. 1 2. 3. 4. 5.
TD-LTE概述 TD-LTE 核心技术 帧结构和物理信道映射 TD-LTE物理层过程 TD-LTE面临的挑战
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下行MIMO：
• • • •
发射分集： 空间复用： 波束赋形： 空间多址：
上行MIMO： 空间多址：
扁平网络
取消RNC（中央控制节点），只保留一层RAN节点——eNodeB 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
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静态干扰协调 半静态干扰协调 动态干扰协调
动态协调
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29
STBC SFBC
S1
* − S2
S2
S1*
20
LTE系统中在2天线端口发送情况下的传输分集技术确定为SFBC
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空间复用基本原理
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多址：强调如何 复用多个用户的 数据
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复用和多址概念
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空间分集基本原理
多根发送和接收天线上的信息认为是一致 的，但是信号有可能有不同的空间编码方 式
空分多址（SDMA）
• 利用较大间距的天线阵元之间或赋形波束之间的不相关性，向多个终端并向发射 数据流，或从多个终端并行接收数据流，以提高用户容量。
TD-LTE技术原理和基础概念
内容：• 技术背景和技术需求• 关键技术原理和概念• 系统设计–帧结构–资源分配与调度–参考信号与信道估计– MIMO模式自适应–物理过程
小结： LTE采用了OFDMA、MIMO等先进无线通信技术，但这并不是它的核心创新所在。
LTE的核心创新，是设计了一个空前灵活的宽带移动通信系统。
依靠各种软件自适应操作，系统可以自由地使用时、频、码、空、用户、小区多维度资源池，最大化发挥无线信道的潜力。
这契合了设备硬件和软件的各自升级、各自演进的“软件无线电”的潮流。
目前产业界已经实现了满足LTE基本功能实现的硬件平台和标准协议，但对软件算法的持续优化，对系统潜力的不断发掘，将是一个长期的过程。
3G系统像个傻瓜相机，LTE系统更像个专业手调相机。
现在我们虽然已经能用它拍出照片，但远还没有掌握使用这台相机的各种“高深技巧”。
随着在实践中不断摸索，相信我们将用它拍出越来越美的景色。
谢谢谢谢。
TD-LTE基本原理与关键技术
信令流
数据流
目录
TD-LTE导入TD-LTE系统架构介绍TD-LTE基本原理介绍TD-LTE关键技术介绍
TD-LTE基本原理介绍TD-LTE物理资源分配TD-LTE物理信道与信号TD-LTE物理层过程
子目录
LTE使用天线端口来区分空间上的资源。天线端口的定义是从接收机的角度来定义的，即如果接收机需要区分资源在空间上的差别，就需要定义多个天线端口。目前LTE下行定义了六类天线端口：小区专用参考信号天线端口：0；0,1；0,1,2,3MBSFN参考信号天线端口：4PDSCH终端专用参考信号天线端口：5；7；8；7,8,9,10,11,12,13,14ePDCCH解调用参考信号天线端口：107,108,109,110定位用参考信号天线端口：6CSI参考信号天线端口：15；15,16；15,16,17,18；15,16,17,18,19,20,21,22天线端口与实际的物理天线端口没有一一对应的关系
S10x
S10x
3GPPCS Core
Mobility based on MIP
Handover Optimization
扁平化, 多接入, 控制与承载分离，全IP
MME
Serving GW
PDN GW
NAS信令处理NAS信令的安全保护3GPP内不同节点之间的移动性管理空闲移动终端的跟踪和可达TA List管理PDN GW和Serving GW选择MME和SGSN的选择合法监听漫游控制安全认证承载管理
UP: 用户平面接口位于E-NodeB和S-GW之间，传输网络层建立在IP传输之上，UDP/IP之上的GTP-U用来携带用户平面的PDU CP： S1控制平面接口位于E-NodeB和MME之间，传输网络层是利用IP传输，这点类似于用户平面；为了可靠的传输信令消息，在IP曾之上添加了SCTP；应用层的信令协议为S1-AP
TD-LTE技术原理介绍
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
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
关键技术 帧结构 物理信道 物理层过程
RE：Resource Element。 LTE最小的时频资源单位。频域上
频率
占一个子载波（15kHz)，时域上占一个OFDM符号(1/14ms)
TD-LTE基本原理与物理层介绍v1
Coded symbol rate= R Sub-carrier Mapping CP insertion
DFT
NTX symbols
IFFT
Size-NTX
Size-NFFT
22
LTE多址方式-上行
上行多址方式—SC-FDMA 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
Time
Sub-band：12Sub-carriers
Time frequency resource for User 3
下行多址方式特点
同相位的子载波的波形在时域 上直接叠加。因子载波数量多 ，造成峰均比(PAPR)较高，调 制信号的动态范围大，提高了 对功放的要求。
power
t
时域波形 峰均比示意图
频域
f
4个子载波
sin 2 f1t ,sin 2 f 2t ,sin 2 f 3t ,sin 2 f 4t
OFDM符号周期内 4个子载波
其中载波f1、f2、f3、f4的间隔为 f
载波间正交 性的体现：
1 T
T
0
e
j 2 f n t
e
j 2 f m t
1 dt 0
mn mn
21
LTE上行
LTE上行采用SC-FDMA多址技术，即所谓的单载波FDMA技术
相比OFDMA，SC-FDMA降低了PAPR，降低终端的复杂度从而降低成本，延 长待机时间 SC-FDMA采用频域实现的方式：DFT-S-OFDM（下图） 相比OFDMA，SC-FDMA多了一个DFT运算 这个DFT运算使得进行OFDM调制前的所有频域星座点都是UE所有发送数 据的线性关系，相比频域星座点由独立的数据决定，降低了PAPR
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。
TDLTE基本原理及关键技术
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
Layer 3 Layer 2 Layer 1
Control / Measurements
0 1 2 3 4 5 6
Configuration
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Downlink-to-Uplink Switch-point periodicity 5 ms 5 ms 5 ms
10 ms 10 ms 10 ms 5 ms
Subframe number 0 1234567 89
EPS
EPC
MME / S-GW MME / S-GW S1
E-
UTRAN
X2
eNode B Uu
eNode B
X2 X2
eNode B
移动性管理 服务网关
MME/SGW 与 eNode B 的接口
RNC
Node B
eNode B
+=
eNode B间的接口
E-UTRAN中只有一种网元——eNode B 演进分组核心网——EPC 演进分组系统——EPS
#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/(15000*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
E-UTRAN 和 EPC的功能划分
TD-LTE系统关键技术
第三章TD-LTE系统关键技术TD-LTE是TDD版本的LTE技术，相比3GPP之前制定的技术标准，其在物理层传输技术方面有较大的改进。
为了便于理解TD-LTE系统的核心所在，本章将重点介绍TD-LTE 系统中使用的关键技术，如多址接入技术、多天线技术、混合自动重传、链路自适应、干扰协调等。
希望读者通过本章的阅读，对TD-LTE的物理层技术有一个全面的了解。
3.1 TDD双工方式TDD(Time Division Duplexing)时分双工技术是一种通信系统的双工方式，与FDD相对应。
在TDD模式下，移动通信系统中的发送和接收位于同一载波下的不同时隙，通过将信号调度到不同时间段传输进行区分。
TDD模式可灵活配置于不对称业务中，以充分利用有限的频谱资源。
在原有的模拟和数字蜂窝系统中，均采用了FDD双工/半双工方式。
在3G的三大国际标准中，WCDMA和CDMA2000系统也采用了FDD双工方式，而TD-SCDMA系统采用的是TDD双工方式。
FDD双工采用成对频谱（Paired Spectrum）资源配置，上下行传输信号分布在不同频带内，并设置一定的频率保护间隔，以免产生相互间干扰。
由于TDD双工方式采用非成对频谱（Unpaired Spectrum）资源配置，具有更高的频谱效率，在未来的第四代移动通信系统IMT-Advanced中，将得到更广泛的应用，满足更高系统带宽的要求。
基于TDD技术的TD-LTE系统，与FDD方式相比，具有以下优势：（1）频谱效率高，配置灵活。
由于TDD方式采用非对称频谱，不需要成对的频率，能有效利用各种频率资源，满足LTE系统多种带宽灵活部署的需求。
（2）灵活地设置上下行转换时刻，实现不对称的上下行业务带宽。
TDD系统可以根据不同类型业务的特点，调整上下行时隙比例，更加灵活地配置信道资源，特别适用于非对称的IP型数据业务。
但是，这种转换时刻的设置必须与相邻基站协同进行。
（3）利用信道对称性特点，提升系统性能。
TD-LTE无线原理与关键技术
TD-LTE关键技术-OFDM技术
子载波为4时，四 个独立的载波形 和叠加后的信号
正交频分复用技术
宽频信道分成正交子信道
高速数据信号转换成并行的低速子数据流 每个子信道上传输低速子数据流
OFDM技术带来挑战
1、较高的峰均比(PAPR)，对RF功率放大器要求高 2、受频率偏差的影响:子载波间干扰(ICI） 3、受时间偏差的影响:ISI(符号间干扰）&ICI
R10 TD-LTE-A:面向IMT-A
➢增强的上下行MIMO，支持最高下行8流/上行4 流传输，配合载波聚合实现1Gbps峰值速率 ➢载波聚合支持最大100MHz带宽 ➢无线中继Relay
➢分层网络下的小区间干扰消除，满足热点和家 庭覆盖需求
➢研究节能与终端内多种无线技术干扰共存 ➢实现最小化路测（MDT）功能
从是否在发射端有“信道先验信息”分类
闭环（Close-loop）MIMO:通过反馈或通道互异性得到信道先验信息。 开环（Open-loop）MIMO:没有信道先验信息
第十一页，共53页。
TD-LTE关键技术-MIMO(空间分集)
定义：通过天线之间的不相关性ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ天线间距通常10λ(2GHz波长为0.15m)以上，弱相关），采用多个天线发射或接收一个数据流，避免单个信道衰落
目录
LTE技术背景和发展进程 TD-LTE关键技术 TD-LTE无线原理
TD-LTE-A增强技术概述
第一页，共53页。
自我介绍与YY频道
个人简介 从事网优工作 2006年至今一直做G网，自由人 对LTE感兴趣，自学LTE理论
创办易讯YY教育频道与大家共勉
频道号：
YY群号： 希望每天进步一点点！
TD_LTE物理层原理及关键技术
3
9 10 11 12 3 9 10 11
1 1 9 10 3 8 9 2 2 1 2 1 7 2 1 2
No
LTE的时隙
LTE的一个时隙有： • 7个符号（短CP） • 6个符号（长CP）
4.7
循环前缀（CP） 数据 长CP 复制 短CP
资源块
• Resource Block • 频率上12个连续子载波
2
保护时间 (GP)
TSYMBOL
时间
3
保护时间 (GP) 时间
循环前缀
• 在几乎所有主要的术中 （LTE， WiMAX），保护时间内传送 的是循环前缀（Cyclic Prefix， CP） • CP是把一个符号波形的最后一 部分（时间上等同于保护时间） 进行复制，并加到这个符号的 前面 （请参考右图） • CP的长度需要比无线信道的多 径扩展（Delay Spread）更长 • 接收机会根据CP和其后的符号 的最后一部分很好的相关性来 定位一个符号的开始时刻，以 进行接收解码
• 矩形脉冲的频谱在fs的整
数倍位置是零点 • 例外的是中心频率，该 处是其功率最大值
单一载波
f/fs
fs fs fs fs fs fs fs fs fs fs fs fs
OFDM: 正交频分多载波
• OFDM把下一个子载波放在前一个子载波的零点处 • OFDM子载波都采用相同的符号周期Ts • 频域上无需保护带宽
Special
Uplink
特殊子帧配置
Normal CP (DL and UL) Format Extended CP (DL and UL)
DwPTS
No No No No No Yes No Yes
GP 10
TD-LTE技术基本原理
RNC
Node B
eNode B
+=
X2：eNode B间的接口
E-UTRAN中只有一种网元——eNode B 网络结构扁平化， RNC+NodeB=eNodeB 全IP网络结构，与传统网络互连互通
网络扁平化减少系统延时，更好用户体验 网元数目减少，网络部署简单，维护更加容易 取消了RNC的集中控制，避免单点故障，有利于
“S1-MME”
S1信令链路管理 不同LTE之间的切换
eNode B
Inter-3GPP RAT切换
寻呼功能 网络共享功能 NAS节点选择功能 安全功能
eNode B
“S1-U”
EPC
MME MME
S-GTW S-GTW
42
43
44
X2接口功能
支持UE在LTE_ACTIVE状态下的Intra LTE-Access-System 移动性
和Diameter协议，分别连接2G/3G与4G网络，提供HSS和HLR的逻辑功3能2
33
34
LTE网络接口介绍
接口名称
连接网元
接口功能描述
S1-MME eNodeB - MME 用于传送会话管理(SM)和移动性管理(MM)信息，即信令面或控制面信息
S1-U eNodeB - SGW 在GW与eNodeB设备间建立隧道，传送用户数据业务，即用户面数据
（3）用户鉴权方式不同：HSS支持用户4元组、5元组鉴权，而HLR支 持3元组和5元组鉴权。
PDG，也可独立部署。
GSM是三元组鉴权：RAND、Kc、SERS
AF（Application Function）应用功能，该功能实体是提供应用业务单元，UTRAN是五元组鉴权：RAND, XRES, IK, 议控制面
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GTP-U
SCTP
UDP IP Data link layer Physical layer
IP Data link layer Physical layer
CP：
X2控制平面接口是E-NodeB之间的接
口，控制平面协议伐如下图所示。传 输网络层是利用IP和SCTP协议，而应 用层信令协议为X2接口应用协议X2AP
eNodeB负责LTE无线接入，具有 3GPP 3G网络中Node B全部和 RNC大部分功能，包括： • • • • • 物理层功能 MAC、RLC、PDCP功能 RRC功能 资源调度 无线资源管理
MME NAS Security Idle State Mobility Handling SAE Bearer Control
数 字 技 术
CDMA IS95 TDMA IS-136 PDC
带
TDSCDMA
移劢通信发展的最终目标是实现任 何人(whoever)可以在任何时候 (whenever)、任何地方(wherever) 不其它任何人(whomever)以任何方 式(whatever)进行通信！
3
第三代秱劢通信技术：
频段指示
33 34 35 36 37 38 39 40
上行
1900 MHz – 1920 MHz 2010 MHz – 2025 MHz 1850 MHz – 1910 MHz 1930 MHz – 1990 MHz 1910 MHz – 1930 MHz 2570 MHz – 2620 MHz 1880 MHz – 1920 MHz 2300 MHz – 2400 MHz
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
LTE成为移劢通信技术演进的主流方向 多种技术体制将长期幵存，幵最终演进到单一网络
• 36.3XX: 上层相关，UE等级划分
• 36.4XX：各种网络接口协议
36.410~36.414：S1接口相关标准 36.420~36.424：X2接口相关标准
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> 内部公开
LTE产业链
系统厂家 终端厂家 芯片厂家 测试设备厂家
网络扁平化使得系统延时减少，从而 改善用户体验，可开展更多业务 网元数目减少，使得网络部署更为简
单，网络的维护更加容易
取消了RNC的集中控制，避免单点故 障，有利于提高网络稳定性
E-UTRAN只有一种节点网元—E-Node B 13
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GTP-U
SCTP
UDP IP Data link layer Physical layer
CP： S1控制平面接口位于E-NodeB和
IP Data link layer Physical layer
MME之间，传输网络层是利用IP
传输，这点类似于用户平面；为了 可靠的传输信令消息，在IP曾之上 添加了SCTP；应用层的信令协议 为S1-AP
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用户面
控制面
> 内部公开
LTE X2接口协议
User plane PDUs
UP:
X2用户平面接口是E-NodeB之间的接
X2-AP
口，用户平面协议伐如下图所示，EUTRAN的传输网络层是基于IP传输的， UDP/IP之上是利用GTP-U来传送用户 平面PDU
双工模式
TDD TDD TDD TDD TDD TDD TDD TDD
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> 内部公开
LTE主要协议
• 36.2XX：物理层相关协议
36.201:物理层协议整体描述 36.211: 物理信道和调制 36.212: 复用和信道编码 36.213：物理层过程 36.214：物理层测量 36.300:E-UTRAN 整体描述 36.321: MAC 子层规范 36.322: RLC 子层规范 36.323：PDCP子层规范 36.331：RRC规范
终端
智能终端渗透率将从今天的 20%，发展到2012年的50%
网络带宽成为发展瓶颈 有效利用频谱是制胜的关键
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> 内部公开
为什么要LTE
数据业务需求快速增加，如何保证3GPP在 更长时间内的竞争力？ UL 50Mbps\DL 100Mbps ?
> 内部公开
eNodeB基本功能
eNB Inter Cell RRM RB Control Connection Mobility Cont. Radio Admission Control eNB Measurement Configuration & Provision Dynamic Resource Allocation (Scheduler) RRC RLC MAC Mobility Anchoring PHY S1 E-UTRAN EPC internet PDCP
> 内部公开
EPC网元的主要功能
MME
NAS信令处理 NAS信令的安全保护
Serving GW
PDN GW
基于用户的包过滤 合法监听 IP地址分配 上下行传输层数据包标记 PCC non-GBR的基于AMBR
eNodeB之间的切换的
3GPP内丌同节点之间的
移劢性管理 空闲移劢终端的跟踪和可 达 TA List管理 PDN GW和Serving GW 选择 MME和SGSN的选择 合法监听 漫游控制 安全认证 承载管理
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演迚乊路——无线技术演迚路径
GSM GPRS EDGE eEDGE
> 内部公开
LTE
TDSCDMA WCDMA R99
HSDPA
HSUPA MBMS
HSDPA R5
HSUPA R6 MBMS
HSPA+ R7
FDD/ TDD
UP：最小可达到5ms
控制面处理能力：单小区5M带宽内丌 少于200用户 频谱利用率：1.4MHz、3MHz、 5MHz、10MHz、15MHz、20MHz 频谱利用率相对于3G提高2-3倍
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> 内部公开
LTE频谱（TDD）
下行
1900 MHz – 1920 MHz 2010 MHz – 2025 MHz 1850 MHz – 1910 MHz 1930 MHz – 1990 MHz 1910 MHz – 1930 MHz 2570 MHz – 2620 MHz 1880 MHz – 1920 MHz 2300 MHz – 2400 MHz
HSS（Evolved Packet Core Home Subscriber Server，演进的分组核心 网归属用户服务器）
EPC
HSS是储存用户数据和业务 的数据库。它是一个综合的数据 库，储 存LTE用户的签约信息，包括基本 标识、路由信息和业务信息
类似SGSN的控制面功能
类似SGSN的用户面功能
类似GGSN的功能
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> 内部公开
EPC网元的主要功能
HSS
Policy EPC
PCRF
and Charging Rules Function，策略和计费规则功能 根据用户的签约信息、AF（ Application Function，应用功能 ）的会话信息及承载会话信息进 行用户承载及业务的QoS（ Quality of Service，服务质量） 策略及计费规则决策 下发规则给PCEF（Policy and Charging Enforcement Function，计费和策略控制实施 功 能）执行相应的策略控制及计费 控制
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> 内部公开
提纲
LTE起源 LTE系统网元介绍
LTE基本原理介绍
LTE关键技术介绍
> 内部公开
LTE网络结构——无线侧
媒体面控制面分离 网络结构扁平化
不传统网络互通
RNC+NodeB =eNodeB
全IP
用户面
控制面
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> 内部公开
LTE X1接口介绍（Uu）
业务面
UE PDCP RLC MAC PHY eNB PDCP RLC MAC PHY
UE NAS RRC PDCP RLC MAC PHY
控制面
eNB MME NAS RRC PDCP RLC MAC PHY
LTE基本原理不关键技术
培训与用胶片
> 内部公开
提纲
LTE起源 LTE系统网元介绍
LTE基本原理介绍
LTE关键技术介绍
> 内部公开