LTE系统标准与技术
lte基础原理与关键技术
lte基础原理与关键技术LTE（Long Term Evolution）是第四代移动通信技术，是由3GPP（3rd Generation Partnership Project）制定的国际标准。
LTE基于OFDMA（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）和MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）两种关键技术，旨在提供更高的数据传输速率、更低的延迟和更好的系统容量。
LTE的基础原理是通过将频谱分成多个小的子载波，并通过OFDMA技术将数据并行传输在这些子载波上，从而提高整体的数据传输速率。
同时，采用MIMO技术可以在发送和接收端分别使用多个天线，通过空间复用和多路径传输的方式提高系统的抗干扰性能和覆盖范围。
除了OFDMA和MIMO，LTE还采用了其他关键技术来增强系统的性能。
其中，调制技术是LTE中的重要一环。
LTE采用了更高阶的调制方式（如16QAM和64QAM）来提高每个子载波的传输速率。
另外，LTE还引入了天线端口数据复用（TM）技术，将控制信道和数据信道通过不同的天线进行传输，从而提高系统的容量和灵活性。
LTE还采用了自适应调度技术，根据用户的需求和信道条件动态地分配资源，从而提高系统的整体效率。
同时，LTE还引入了多小区（Multi-Cell）协同技术，通过小区间的协作和资源的共享来提高系统的覆盖范围和容量。
除了上述关键技术，LTE还包括了其他一些重要的技术和功能。
例如，LTE使用了数据流控制和快速调度算法来提高系统的传输效率和公平性。
LTE还引入了LTE-Advanced技术，如协同多点传输（Coordinated Multi-Point，CoMP），通过多个基站的协同传输来提高系统的覆盖范围和容量。
总的来说，LTE基于OFDMA和MIMO技术，结合多种关键技术和功能，实现了更高的数据传输速率、更低的延迟和更好的系统容量。
lte工作原理
lte工作原理LTE（Long Term Evolution）是第四代（4G）无线通信技术的一种标准，其工作原理是基于OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用）和MIMO（Multiple Input Multiple Output，多输入多输出）技术。
首先，LTE系统中的空中接口使用OFDM技术来实现高速数据传输。
OFDM是一种多载波调制技术，将高速数据流分成多个低速数据流，分别在不重叠的子载波上传输。
这些子载波之间正交分离，可以充分利用频谱资源，提高频谱利用效率。
此外，OFDM技术还具有抗多径衰落和抗干扰能力强的特点。
LTE系统中还使用了MIMO技术，通过在发送和接收端使用多个天线，可以实现空间上的多重传输。
MIMO技术可以提高系统的数据传输速率和信道容量，同时还可以减小信号的衰落和干扰。
LTE系统中常用的MIMO模式有SU-MIMO （Single User MIMO，单用户MIMO）和MU-MIMO（Multi User MIMO，多用户MIMO）。
LTE系统的基站（eNodeB）和终端设备（UE）之间通过无线信道传输数据。
基站通过调度算法将数据分成小的数据块，并根据信道状态信息选择合适的传输方式（例如：调制方式、编码方式等）。
然后将数据块按照时间和频率的方式分配到子载波上，并使用OFDM和MIMO技术进行传输。
终端设备接收到数据后，会进行解调和解码等处理，然后将数据传给上层应用或者网络。
除了数据传输，LTE系统还具有一些其他功能。
一是调制解调器(MODEM)，它负责数字信号的调制和解调，将数字信号转换成模拟信号，并通过天线进行发送和接收。
二是控制器，负责系统的管理和控制，包括调度算法的实现、信道状态的估计和预测等。
三是核心网，负责用户身份验证、用户数据的传输等核心的网络功能。
LTE系统的工作原理可以简单总结为以下几个步骤：1. 将要传输的数据分成小的数据块，并根据信道状态信息选择合适的传输方式。
LTE介绍与网络架构
LTE介绍与网络架构LTE（Long-Term Evolution），即长期演进技术，是第四代移动通信标准。
它是3GPP（Third Generation Partnership Project）组织制定的全球统一标准，旨在提供更高的数据传输速率、更低的延迟和更高的系统容量，以满足不断增长的移动通信需求。
LTE网络架构主要由以下几个部分组成：用户终端（UE）、基站子系统（eNB）、核心网络（Core Network）和运营商网络。
首先是用户终端，即智能手机、平板电脑或其他支持LTE技术的设备。
用户终端与LTE网络进行通信，发送和接收数据。
其次是基站子系统（eNB），它由一台或多台基站控制器和一组基站天线组成。
基站子系统用于与用户终端进行通信，传输数据和控制信号。
核心网络是网络的核心部分，它提供网络管理和控制功能。
核心网络包括多个网络元素，如移动交换中心（MSC）和数据网关（SGW）。
移动交换中心负责处理语音通信，数据网关则负责处理数据传输。
运营商网络是LTE网络的运营者，它由多个基站子系统和核心网络组成。
运营商网络提供网络覆盖和服务，并负责管理用户终端的接入和连接。
LTE网络架构中的一个重要概念是分组交换。
与之前的电路交换网络不同，LTE网络采用了分组交换技术，将数据分成小的数据包进行传输。
这种架构有助于提高数据传输速率和系统容量，并降低网络延迟。
在LTE网络中，数据传输的基本单位是无线帧（Radio Frame）。
每个无线帧由多个子帧（Subframe）组成，每个子帧由多个时隙（TimeSlot）组成。
时隙是最小的单位，用于传输数据和控制信号。
在每个时隙中，数据和控制信号可以同时传输，从而实现高效的通信。
此外，LTE网络采用了多天线技术，即MIMO（Multiple-Input-Multiple-Output）。
MIMO技术使用多个天线进行数据传输和接收，可以提高系统容量和数据传输速率，并改善网络覆盖范围。
LTE的技术原理
LTE的技术原理LTE（Long Term Evolution）作为第四代移动通信技术，其技术原理主要包括无线接入技术、核心网技术和网络优化技术等方面。
本文将详细介绍LTE的技术原理。
一、无线接入技术1.OFDM技术LTE使用了OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）技术作为其物理层技术，采用了SC-FDMA（Single Carrier Frequency Division Multiple Access）技术作为上行链路的多址技术。
OFDM技术具有频谱利用率高、抗多径干扰能力强、符号时间间隔长、对调制方式的选择灵活等特点，能够有效提高数据传输速率和系统整体性能。
2.MIMO技术LTE还采用了MIMO（Multiple Input Multiple Output）技术，该技术通过在发送端和接收端分别增加多个天线，利用空间复用技术实现多个数据流同时传输，从而提高系统的频谱效率和系统容量。
MIMO技术在LTE 系统中广泛应用于数据传输和信号处理过程中。
3.自动重传请求技术LTE系统还引入了自动重传请求技术，通过在物理层上实现自动重传请求ARQ（Automatic Repeat reQuest）功能，可以有效保障数据传输的可靠性和稳定性。
当接收端检测到数据包丢失或错误时，会向发送端发送自动重传请求，发送端重新发送丢失的数据包，从而保证数据的完整性和准确性。
二、核心网技术1. Evolved Packet Core（EPC）LTE核心网采用了Evolved Packet Core（EPC）结构，EPC由三个主要部分组成：核心网节点（PGW、SGW、MME）、用户面协议GTP（GPRS Tunneling Protocol）和控制面协议S1AP（S1 Application Protocol）。
EPC实现了LTE系统的核心网络功能，包括连接管理、移动性管理、安全性保障、QoS（Quality of Service）管理等。
LTE(混合组网)系统技术要求
LTE（混合组网）系统技术要求1. 引言LTE（Long-Term Evolution）是一种第四代移动通信技术，旨在提供高速数据传输和低延迟的通信体验。
混合组网是指在现有LTE网络基础上，通过与其他无线通信技术的融合实现更强大的网络覆盖和容量。
本文将重点介绍LTE混合组网系统的技术要求。
2. 系统架构LTE混合组网系统的架构应包括以下几个关键组件：•基站（eNodeB）：基站是LTE网络的关键组件，负责与移动终端进行无线通信。
在混合组网系统中，基站应支持与其他无线技术的互联互通，例如GSM、WCDMA等。
•无线控制器（WRC）：无线控制器是管理基站的中央控制单元，在混合组网系统中起着至关重要的作用。
WRC应支持对不同无线技术的协调和管理，确保网络的稳定运行。
•传输网络：传输网络负责将数据从基站传输到核心网络，以及反向传输。
在混合组网系统中，传输网络应适应多种技术的数据传输需求。
•核心网络：核心网络是LTE系统的中枢，负责管理用户的鉴权、身份验证、数据路由等核心功能。
混合组网系统应兼容核心网络与其他无线技术的接口。
3. 技术要求3.1 网络互联互通LTE混合组网系统应能与其他无线通信技术进行无缝互联互通。
这需要支持以下技术要求：•频谱共享：混合组网系统应支持不同无线技术之间的频谱共享，以最大程度地提高网络容量和覆盖范围。
•信道协调：不同无线技术之间的信道协调是保证网络稳定运行的关键。
混合组网系统应具备良好的信道协调能力，以避免干扰和冲突。
•无缝切换：混合组网系统应支持用户在不同无线技术之间的平滑切换，以提供更好的用户体验。
3.2 数据传输优化在混合组网系统中，数据传输的效率和质量是至关重要的。
以下是相关的技术要求：•数据优先级：混合组网系统应支持对不同类型数据的优先级管理，以确保重要数据的及时传输。
•负载均衡：混合组网系统应具备负载均衡的能力，以保持网络的高效运行，避免某部分网络过载导致其他部分负荷过重。
lte的原理及应用
LTE的原理及应用1. 引言近年来，随着移动通信技术的迅速发展，移动互联网的普及使得人们对于更快速、更稳定的网络连接有了更高的需求。
LTE（Long Term Evolution，长期演进）作为第四代移动通信技术，具备更高的数据传输速度、更低的时延以及更好的网络覆盖能力，成为了现代移动通信领域的主流技术。
2. LTE的原理LTE基于OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用）技术，通过将数据分成多个子载波进行传输，实现高速数据传输。
其关键技术包括：2.1 多天线技术LTE系统中采用多天线技术，包括MIMO（Multiple Input Multiple Output，多输入多输出）和Beamforming技术。
MIMO技术允许同时使用多个发射天线和接收天线，通过空间复用和空间多路径效应提高了信号的传输速度和可靠性。
Beamforming技术则通过根据接收信道的信息对信号进行调整，使得信号传输更加稳定。
2.2 资源分配与调度LTE系统采用动态资源分配和调度技术，根据用户需求和网络状况动态分配网络资源，实现更好的网络性能。
资源分配包括频谱资源和时域资源的分配，调度算法根据用户的需求和网络负载情况，在空闲资源中为用户分配资源。
2.3 链路适应技术LTE系统通过链路适应技术，根据用户的信道条件和数据需求自适应地调整传输的调制方式和编码方式，从而在不同的信道条件下实现高效的传输。
3. LTE的应用LTE的高速数据传输和低时延特性使其在各个领域都有着广泛的应用，主要包括以下几个方面：3.1 移动通信LTE作为第四代移动通信技术，已在全球范围内广泛应用。
用户可以通过LTE网络实现高速的移动通信、视频通话、网络游戏等应用。
3.2 物联网物联网是指通过互联网将各类物品相互连接并实现信息的交互。
LTE的高速数据传输和低功耗特性，使得其成为连接物联网设备的理想选择。
物联网中的LTE技术(九)
随着物联网技术的快速发展，LTE技术作为一种重要的通信技术，正逐渐成为物联网领域的主流选择。
在本文中，将探讨物联网中的LTE技术的应用和发展趋势。
一、LTE技术的基本原理LTE（Long Term Evolution）是一种第四代移动通信技术，它采用了OFDM （正交频分复用）和MIMO（多输入多输出）等先进技术，可以实现更高的数据传输速度和更低的延迟。
相比于传统的2G和3G技术，LTE技术能够更好地满足物联网设备对于高速数据传输和稳定连接的需求。
在物联网中，大量的传感器设备需要通过无线网络进行数据传输，而LTE技术的高速传输和低功耗特性使其成为理想的选择。
此外，LTE技术还支持更多的设备连接，能够有效解决物联网设备数量庞大的问题。
二、LTE-M和NB-IoT技术除了传统的LTE技术，LTE-M（LTE for Machines）和NB-IoT（Narrowband IoT）也是物联网中的重要通信技术。
LTE-M技术主要用于对于高带宽需求的物联网设备，比如高清视频监控设备和可穿戴设备等。
而NB-IoT技术则主要用于对于低功耗、低带宽需求的设备，比如环境监测传感器和智能家居设备等。
这两种技术都是基于LTE技术的变种，它们在物联网领域的应用将进一步推动物联网设备的发展和普及。
而且，随着5G技术的不断发展，LTE-M和NB-IoT技术也将逐渐融入到5G网络中，为物联网设备提供更加高效的连接和服务。
三、LTE技术在智能城市中的应用智能城市是物联网技术的一个重要应用领域，而LTE技术作为智能城市的通信基础设施也扮演着至关重要的角色。
在智能城市中，各种传感器设备和智能设备需要通过无线网络进行数据传输和互联互通，而LTE技术的高速传输和低延迟可以为智能城市提供可靠的通信支持。
比如，智能交通系统可以通过LTE技术实现车辆之间的实时通信和数据交换，从而提高交通效率和安全性。
智能环境监测系统可以通过LTE技术实现对于城市环境参数的实时监测和数据传输，为城市环境管理提供数据支持。
移动通信技术——第7章LTE移动通信系统
移动通信技术——第7章LTE移动通信系统在当今数字化的时代，移动通信技术的飞速发展极大地改变了我们的生活方式。
LTE 移动通信系统作为其中的重要一环，为我们带来了更快速、更稳定、更高效的通信体验。
LTE，即 Long Term Evolution，长期演进技术，是 3GPP 组织制定的全球通用标准。
它主要用于提升无线通信网络的性能，以满足人们对于高速数据传输和优质通信服务的不断增长的需求。
LTE 移动通信系统的关键技术众多，其中包括正交频分复用（OFDM）技术。
OFDM 将信道分成若干正交子信道，将高速数据流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。
这一技术有效地对抗了多径衰落，提高了频谱利用率。
而且，它使得每个子载波的带宽较小，降低了符号间干扰。
多输入多输出（MIMO）技术也是 LTE 系统中的一大亮点。
通过在发射端和接收端分别使用多个天线，MIMO 技术可以在不增加频谱资源和发射功率的情况下，成倍地提高系统信道容量和频谱利用率。
例如，通过空间复用，多个独立的数据流可以同时在相同的频率资源上传输，大大提高了数据传输速率。
LTE 系统还采用了自适应调制与编码（AMC）技术。
根据无线信道的实时变化情况，系统动态地调整调制方式和编码速率，以在保证传输可靠性的同时，尽可能提高传输速率。
当信道条件较好时，采用高阶调制和高编码速率；而信道条件较差时，则采用低阶调制和低编码速率。
在网络架构方面，LTE 采用了扁平化的架构，减少了网络节点的层次，降低了传输时延和运营成本。
以往复杂的网络结构被简化，核心网与接入网之间的接口更加简洁高效，从而实现了更快速的数据传输和更低的延迟。
LTE 系统的频谱资源管理也十分重要。
由于频谱资源有限，如何高效地利用频谱成为了关键问题。
LTE 支持灵活的频谱分配，包括连续频谱和非连续频谱，能够适应不同的频谱环境。
同时，通过频谱聚合技术，可以将多个离散的频谱片段组合起来使用，提高频谱的利用效率。
lte技术原理与系统设计
lte技术原理与系统设计一、引言LTE即为“Long Term Evolution”，是一种通信技术标准，被广泛应用于现代移动通信网络中。
本文将介绍LTE技术的原理和系统设计。
二、LTE技术原理1. OFDM技术LTE采用了正交频分复用（OFDM）技术，该技术能够有效地抵抗多径干扰和频率选择性衰落。
OFDM将整个频率带宽划分为多个子载波，每个子载波都是正交的，从而在频域上降低信号间的干扰，实现高效率的数据传输。
2. MIMO技术多输入多输出（MIMO）技术是LTE的重要特点之一。
通过利用多个天线进行信号传输和接收，MIMO可以显著提高系统的传输容量和覆盖范围。
通过适当的编码和信道状态信息反馈，MIMO技术可以实现空间多样性和空间复用，提高系统性能。
3. 跳频技术LTE在信道传输的过程中采用了跳频技术，将整个频带均匀地划分为多个子信道。
通过不断地在不同的子信道上跳跃传输数据，可以避免信号被干扰以及频率选择性衰落的影响，提高系统的抗干扰能力和传输稳定性。
4. 自适应调制与调度技术LTE采用了自适应调制与调度技术，根据信道环境和用户需求动态调整传输速率和调制方式。
通过根据用户的实际需求进行资源分配，可以更高效地利用信道资源，提高系统的容量和覆盖范围。
三、LTE系统设计1. 网络拓扑结构LTE网络由大量的基站组成，每个基站覆盖一定的地理区域。
基站通过光纤、传输线等方式将数据传输到核心网，核心网负责对数据进行处理和路由。
同时，LTE还采用了自组织网络（SON）技术，可以实现网络的自动配置和优化，提高系统的性能和可靠性。
2. 空中接口LTE系统的空中接口主要由用户设备（UE）和基站之间的无线传输通道组成。
其中，UE负责将用户数据转换为无线信号进行传输，基站则负责接收信号并将其转发到核心网。
空中接口采用了复杂的调制和编码技术，以实现高效率的数据传输和较低的延迟。
3. 系统安全设计LTE系统在设计中考虑了安全性的要求。
LTE系统的关键技术
indoor123@
OFDM发射机结构
/u/indoor
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OFDM调制的核心操作
/u/indoor
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OFDM系统的高峰均比现象
子载波数目 N=4 时，承载的数据为d=（1 1 1 1），四个载
波独立的波形和迭加后的信号 虽然四个子载波的幅度范围恒为 【-1,1】 ，但迭加之后的 OFDM符号的幅度范围却变化很大，这也就是OFDM系统 具有高峰均比的现象。
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多载波系统
将可用带宽分为 N 个子 带宽
每个符号占用很窄的带 宽，但是持续时间变长 每个子载波的带宽
frequency
B
f 1KHz
time T (1ms)
f = B / N
符号持续时间
T=N/B T = 1 / f
/u/indoor
/u/indoor
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indoor123@
多径效应和频率选择性衰落
多径效应
由于接收者所处地理环境的复杂性，使得接收到的信号往往不仅
有直射波的主径信号，还有从不同建筑物反射以及绕射来的多条 不同路径信号，而且它们到达时的强度、时间、载波相位各不相 同，所接收到的信号即为上述各径信号的矢量和，这种现象即称 为多径效应。 频率选择性 各分量之间的相位关系对不同的频率是不同的。因此，它们的干 涉效果也因频率而异，这种特性称为频率选择性。在宽带信号传 输中,频率选择性可能表现明显,形成交调。
1两径信道三载波BPSK系统中OFDM符号的传输
lte技术标准
lte技术标准
LTE，即Long Term Evolution，是一种移动网络技术标准，属于4G技术的一种。
它是由3GPP组织推出的一种移动通信标准，继GSM/EDGE和UMTS/HSxPA之后，LTE 被认为是移动通信技术的最新标准。
LTE在系统设计上提出了一系列严格的技术需求，主要表现在容量、覆盖和移动性支持等方面。
具体来说，LTE要求在20MHz带宽下，下行峰值速率为100Mbps，上行峰值速率为50Mbps。
此外，LTE提高了小区边缘的码率，确保在5km范围内实现最优容量，30km范围内轻微下降，并支持100km的覆盖半径。
在技术实现上，LTE采用了一些关键技术，如OFDM（正交频分复用）和HARQ（混合自动重传请求）。
其中，OFDM 技术带来了频谱选择性使用，提高了频谱效率。
HARQ技术则通过自动重传请求的方式，提高了数据传输的可靠性。
此外，LTE还采用了SC-FDMA/单载波频分复用作为上行链路的LTE标准，降低了PAPR（峰均比），提高了小区性能。
以上内容仅供参考，如需更多信息，建议查阅通信行业相关书籍或咨询专业人士。
移动通信网络的标准与技术
移动通信网络的标准与技术移动通信网络是指通过无线信号传输信息的网络系统，是现代通信技术的重要组成部分。
它提供了便捷的通信手段，使人们能够随时随地进行语音、图像和数据的传输。
移动通信网络的标准与技术的发展对于网络通信的提速、流畅性和可靠性都起到了非常关键的作用。
1. 移动通信网络的标准a. 第一代移动通信网络标准：1G- 1G网络最早在20世纪80年代开始投入使用，其主要技术标准为AMPS （模拟蜂窝移动电话系统）。
AMPS是全球通用的模拟蜂窝式移动通信系统。
- AMPS的缺点是容量低、通话质量差。
因此，需要进一步发展新的移动通信标准。
b. 第二代移动通信网络标准：2G- 2G网络是对1G网络的技术革新和改进。
主要标准有GSM（全球移动通信系统）和CDMA（代码分割多址）。
- GSM是欧洲主导的移动通信标准，以数字信号传输为基础，具有话音和短信功能。
- CDMA则是美国主导的移动通信标准，以数字信号传输为基础，具有更高的通信质量和容量。
c. 第三代移动通信网络标准：3G- 3G网络以WCDMA（宽带码分多址）和CDMA2000为代表。
- WCDMA是一种基于CDMA技术的宽带无线通信系统，其速率达到每秒2Mbps，支持更多的数据传输。
- CDMA2000则是一种使用CDMA技术的3G移动通信系统，具有更高速率和更好的通话质量。
d. 第四代移动通信网络标准：4G- 4G网络的主要标准包括LTE（长期演进）和WiMAX。
- LTE是一种基于IP网络的全球通用技术，其速率可达100Mbps，支持更多应用，如高清视频和在线游戏。
- WiMAX则是一种以IEEE 802.16无线网络标准为基础的4G网络技术，其速率可达到每秒75Mbps。
e. 第五代移动通信网络标准：5G- 5G是目前最新的移动通信网络标准，其主要特点包括更高的速率、更低的时延、更多连接、更广的网络覆盖和更低的能耗。
- 5G网络的发展将促进物联网、工业互联网等领域的智能化发展。
LTE 基本原理及关键技术
汇报人：
CONTENTS
PRT ONE
PRT TWO
LTE的发展历程和背景 LTE在通信技术中的地位和意义 LTE的应用场景和优势 LTE的发展趋势和未来展望
2009年：LTE商用网络部署
2 0 0 4 年 ： 3 G P P 启 动 LT E 项 目
2013年：全球LTE用户数突 破1亿
优势：提高信号 覆盖范围、减少 干扰、增加系统 容量和频谱效率
应用场景：广泛 应用于无线通信 系统如LTE、 WiFi等
定义：根据信道状态自适应地调整传输参数提高链路性能和系统容量 关键技术：MC、HRQ等 应用场景：高速移动场景、城区密集建筑等 优势：有效对抗无线信道的多径衰落提高数据传输的可靠性和速率
PRT FOUR
定义：物理层负责传输数据提供无线资源管理功能 协议：采用多层协议栈包括物理层和数据链路层 传输方式：采用频分复用和时分复用相结合的方式 关键技术：包括多天线技术、调制解调技术、信道编码技术等
信道编码：采用高效 率的信道编码方案如 Turbo码和LDPC码以 提高数据传输的可靠 性和效率。
2 0 1 9 年 ： 5 G 商 用 LT E 仍 为 主要移动通信技术
高速度：最大传 输速率为 100Mbps达到 3G的10倍以上
低时延：端到端 时延达到10ms 以下实现快速的 数据传输
永远在线：用户 可以始终保持在 线状态随时进行 高速数据传输
频谱效率高：采 用频谱效率更高 的OFDM技术相 比3G提高了2-3 倍
单击添加标题
演进型技术：未来LTE技术还将不断演进如采用更高阶的调制技术、更高 效的信道编码等技术以提高数据传输速率和降低延迟。
单击添加标题
融 合 网 络 ： 未 来 LT E 将 与 W i F i 等 其 他 无 线 技 术 融 合 形 成 更 加 智 能 化 的 网 络结构提供更加高效、可靠的数据传输服务。
第八章 第4代移动通信系统 — LTE
8.1.2 LTE系统需求
（1）E-UTRA支持不同带宽的部署场景，同时支持成对和非成对频 段上部署； （2） E-UTRA 支持两种广播传输模式“Downlink-only”和 “Downlink and Uplink”，以利于频谱的优化应用； （3） E-UTRA可根据运营商或特殊需求，灵活配置用于不通传输请 求的无线资源； （4）在对称和非对称频谱的使用上，避免不必要的技术差异，尽可 能地降低附加的复杂度。
移动通信
第八章 第四代移动通信系统 — LTE
目录
8.1 LTE的基本概念和技术
8.1.1 概述 8.1.2 LTE需求 8.1.3 LTE关键技术
8.2 LTE系统的网络结构
8.2.1 概述 8.2.2 标准化现状
8.3 LTE系统的链路结构
8.3.1 L TE系统的帧结构 8.3.2 物 理信道
23
8.1.2 LTE系统需求
成本相关需求
（1）回程通信协议应进行优化设计； （2）E-UTRAN架构设计应尽可能减少网络部署的费用，并能重用当 前站址； （3）所有被标准化的接口都应为开放接口，以实现多个设备厂商设备 间的互联互通； （4）系统的维护、管理和配置操作应尽可能简便。24源自8.1.2 LTE系统需求
20
8.1.2 LTE系统需求
无线资源管理需求
（1）增强无线资源管理机制，以便实现更好的端到端QoS； （2）E-UTRAN系统应提供在空口有效的传输和高层协议操作方式， 如支持IP头压缩； （3）E-UTRAN系统应支持在不同的无线接入系统间的负载均衡机制 和管理策略。
21
8.1.2 LTE系统需求
系统容量需求
1. 峰值速率需求：峰值速率大小与传输载波带宽成正比。
LTE基本原理及关键技术
LTE
NMTS
FDD
4G IMT-Advanced Likely
TACS TD-SCDMA R4 AMPS HSPA MC-HSPA MBMS
OFDMA
TDD
Based Technology
IS95
CDMA 2000
CDMA 2000 1X-ED-DO
EV-DO Rev. A
EV-DO Rev. B
UE 等级 下行最大比 下行空间复 上行最大比 上行是否支 特数/TTI 用最大层数 特数/TTI 持 64QAM
1
10296
1
5160
SGW 功能
• • • • • • • eNodeB间切换时作为本地锚定点 3GPP内不同接入技术之间的移动性锚点---终结在S4接口，在2G/3G系统和PGW间实现业务路由 E-UTRAN空闲模式下为下行数据提供缓存，并触发网络侧服务请求流程 合法侦听 数据包的路由与前转 IP包标记 计费
PDN GW 功能-----连接外部数据网的网关
X2接口支持的功能
• 支持连接态的UE在LTE系统内移动性管理功能
– 源eNodeB和目的eNodeB之间上下文的传输 – 源eNodeB和目的eNodeB之间用户面隧道控制功能 – 切换取消功能
• 负荷管理 • 小区间干扰协调
– 上行干扰负荷管理
• X2接口管理和错误处理功能 • 跟踪功能
UE
Gateway
全IP
网络结构扁平化 媒体面控制面分离 与传统网络互通
E-UTRAN和EPC的划分
无线接入网
核心网
eNodeB 功能
• 无线资源管理： （1）无线承载控制 ； （2）接纳控制； （3）连接移动性控制； （4）上下行链路的动态资源分配（即调度）等
LTE原理及系统架构
RLC
Segm. ARQ
...
Segm. ARQ Logical Channels
Segm. ARQ
...
Segm. ARQ
BCCH
PCCH
Scheduling / Priority Handling
MAC
Multiplexing UE1
Multiplexing UEn
HARQ Transport Channels
LTE网络结构
E-UTRAN和EPC之间的功能划分图，可以从LTE在S1接口的协议栈
结构图来描述，如下图所示黄色框内为逻辑节点，白色框内为控 制面功能实体，蓝色框内为无线协议层。
eNB Inter Cell RRM RB Control Connection Mobility Cont. Radio Admission Control eNB Measurement Configuration & Provision Dynamic Resource Allocation (Scheduler) RRC RLC MAC S1 PHY SAE Gateway Mobility Anchoring PDCP MME NAS Security Idle State Mobility Handling SAE Bearer Control
网络控制移动性过程，例如切换； 邻区测量； 在PDCP/RLC/MAC级：:
UE可以与网络之间收发数据； UE监测控制信令信道来判定是否正在传输的共享数据信道已经被分配给 UE；
UE报告信道质量信息和反馈信息给eNB；
eNB控制实现按照UE的激活级别来配臵DRX/DTX周期，以便于UE省电和有效利用
课程目标
LTE基本原理和关键技术
高效率
低时延
• 用户面 • 控制面
LTE的2高2低
LTE标准的发展
Rel-8: LTE的基本技术和框架 扁平化架构 MIMO OFDM/SC-FDMA 多样的带宽 …
Rel-9: LTE的进一步增强与完善 LTE 家庭基站 自组织网络（SON） 广播多播（eMBMS） LTE定位技术 …
7
8
Mode 7 无码本BF
Mode 8 双流BF
提高系统容量
MIMO模式的应用算法决定了LTE频谱利用率性能
各种MIMO应用场景分析
MIMO模式切换
Fig.1 DL L1 Throughput between MIMO and SFBC in RSRP 12000 Adaptive SFBC MIMO
Time frequency resource for User 3
Time
Time frequency resource for User 3
0
OFDM资源的时频结构
One downlink slot, Tslot
One uplink slot, Tslot
UL N symb SC-FDMA symbols
效对抗频率选择性衰落，提供多变传输速率。
OFDM技术缺点：
容易受到频率偏差的影响
FFT积分区间
由于在发端是将频域信号进行迭加，会造成较高
的峰值平均功率比
LTE关键技术-OFDM技术
基于OFDM的物理层多址接入技术
3GPP最终决定在下行采用OFDMA技术，上行采用单载波频分复用技术SC-FDMA
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移动通信原理与技术第8章 LTE移动通信系统
移动通信原理与技术第8章 LTE移动通信系统在当今数字化、信息化的时代，移动通信技术的发展日新月异，为人们的生活和工作带来了极大的便利。
LTE 移动通信系统作为其中的重要一员，具有着举足轻重的地位。
LTE 即 Long Term Evolution，长期演进技术，是 3GPP 组织制定的全球通用标准。
它的出现旨在提高移动通信系统的数据传输速率、降低延迟、提高系统容量和覆盖范围，以满足人们对于高速、高质量移动数据通信的需求。
LTE 系统采用了一系列先进的技术来实现其性能目标。
其中，正交频分复用（OFDM）技术是关键之一。
OFDM 将宽带信道分割成多个相互正交的子信道，每个子信道上独立传输数据，有效地抵抗了多径衰落，提高了频谱利用率。
与传统的频分复用技术相比，OFDM 具有更高的频谱效率和更好的抗干扰能力。
多输入多输出（MIMO）技术也是 LTE 系统的一大特色。
通过在发送端和接收端使用多个天线，MIMO 可以在不增加频谱资源和发射功率的情况下，显著提高系统的信道容量和传输可靠性。
例如，空间复用技术可以在不同的天线上同时传输不同的数据，从而提高数据传输速率；而空间分集技术则可以通过在不同的天线上发送相同的数据，增强信号的稳定性和可靠性。
在调制技术方面，LTE 支持多种调制方式，如 QPSK、16QAM 和64QAM 等。
根据信道条件的不同，系统可以动态地选择合适的调制方式，以在保证传输可靠性的前提下，尽可能提高数据传输速率。
LTE 系统的帧结构也经过了精心设计。
它分为帧、子帧和时隙等不同的时间单元。
帧的长度为 10ms，每个帧又分为 10 个子帧，每个子帧的长度为 1ms。
时隙的长度则根据子载波间隔的不同而有所变化。
这种帧结构的设计既满足了数据传输的实时性要求，又保证了系统的灵活性和适应性。
LTE 系统的核心网也发生了重大的变革。
它采用了全 IP 架构，实现了语音和数据业务的统一承载，降低了网络复杂度和运营成本。
LTE基本原理及关键技术简介
28
LTE与EVDO数据互操作
29
LTE与EVDO数据互操作
根据目前现有终端的测试结果： LTE-EHPRD方向 激活态时延约为：4.8s；空闲态：5.3s； EHRPD-LTE 空闲态（标准方案）：2.1s；空闲态（终端方案）：160s（同终端定时器有关）； 30
LTE与CDMA语音互操作
31
4）HARQ技术
自动重传请求(Automatic Repeat reQuest) 5）链路自适应技术—AMC eNodB根据终端上报的CQI PCI RANK等参数来决定采用的编码调制方式。
6）快速MAC调度技术
常用调度算法：最大C/I算法；轮询算法；正比公平算法(PF)，目前增强PF调度算法。 7）小区干扰消除 小区间干扰消除技术方法包括：加扰；跳频传输；发射端波束赋形以及IRC；小区间 干扰协调；功率控制。
2013年网络运行维护考核指
标》；《中国电信CDMA网络 DTCQT测试技术规范(2012 版)》； LTE关注指标数据来源于： 《中国电信运维业〔2014〕5 号.pdf》和《关于印发中国电 信LTE相关规范和指导意见的 通知中国电信网发〔2013〕 31号.pdf》。
接入性能 分组业务建立成功率 指标
35
LTE与EVDO对比-网络结构对比
LTE网络结构相对于EVDO的网络结构，减少了基站控制器的环
节，这样决定了LTE网络具有如下的优点：
网络结构更趋扁平化和简单化； 减少网络节点，降低系统复杂度以及传输和无线接入时延； 减少网络部署和维护成本；
LTE与EVDO对比-主要技术对比
主要技术比较 开始时间 规范协议 占用频带 带宽 多址技术 核心网络 业务类型 网络体系结构 数据峰值速率 接入方式 交换方式 3GEVDO 2002年 3GPP2 800MHZ 1.25M CDMA IP网络 数据通信 结构复杂,带有基站控制器 结构简单、全IP、无基 站控制器、网络扁平化 4GLTE 2005年 3GPP 1.8/2.1/2.6GHZ 1.4MHz, 3MHz, 5MHz, 10Mhz, 15Mhz, 20MHz; 灵活带宽配置 FDMA/TDMA
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实现TD-LTE各项关键技术和功能 完整的TD-LTE终端解决方案和参考设计 逐步成熟的终端芯片和多样化的应用软件
39
Reselection UTRA_Idle
E-
UTRA
RRC_IDLE
32
LTE终端开机注册过程
（NAS：attach request） PLMN 选择 注册 AKA （鉴权） NAS SMC （NAS：attach accept） U E 开 机 小 区 选 择 驻 留 R R C 连 接 建 立 初 始 安 全 激 活 （激活AS安全性） U E 无 线 能 力 查 询 R R C 连 接 重 配 R R C 连 接 释 放 UE 进 入 Idle 状 态 （小区重选）
19
User #1 #2 #3 #4 #5 #6
LTE关键技术—OFDM
Power One PRB
( code )
Frequency
Time
PRB Bandwidth
5 ms
PRB Time-width
Power density
15
3. Carrier (optional) 2. Carrier onal) (opti
控制面: 100ms 用户面: 10ms
7
LTE网络架构
扁平的网络架构，减少设备投入 减少接口数量，IP的网络接口 增强的端到端QoS
8
3G网络架构与LTE/SAE网络架构的区别
网络扁平化使得系统延时减少，改善用户体验
9
LTE网元与网络结构特点
业务平面与控制平面完全分离化 核心网趋同化,交换功能路由化
(1)
各评估组评估 (16 个月)
IMT IMT
(2)
IMT-2000 IMT-2000
IMT-Advanced IMT-Advanced
是否符合最低要求、融合、形成共识 (20 个月)
(3)
形成无线接口建议
时间点:
(0): 2008年3月：发出通函 (1): 2009年10月：候选技术提交截止 (2): 2010年6月：评估截止 (3): 2010年10月：WP 5D 确定框架和关键参数 (4): 2011年2月：WP 5D 完成无线接口技术规范建议
(4)
IMT-Advanced A2 -01
14
LTE-Advanced主要技术方向
进一步提高LTE的峰值速率和频谱效率→ ITU IMT-Advanced的系统需求 100 MHz 大带宽 提高MIMO的天线数目 10 MHz 20 MHz 在上行引入单用户MIMO 引入增强型的新技术 → 对LTE进行进一步的优化 协议优化（减小控制面时延、提高控制面容量） 优化接入网协议设计 引入增强型的新技术 CoMP（Coordinated multi-point transmission） Relay 上行增加OFDM选项 增强MBMS
voice data（to new cell, after active time） Radio Link Restoration Radio Link Deletion Request (for old cell) Radio Link Deletion Response
LO OP
REL (AAL2_REL_REQ) RLC(AAL2_REL_CFM)
Wimax
3G标准
WCDMA
核心网络 基于MAP
TD-SCDMA
核心网络 基于MAP
主流3G共同采用的多址技术：CDMA
4
LTE：下一代宽带移动通信系统
<10kbps <200kbps 300kbps-10Mbps <50Mbps 50M-1Gbps
(OFDM/MIMO)
数据速率
IMT-Advanced
LTE系统标准与技术
2010年11月
1
主要内容
LTE系统标准与产业 LTE系统关键无线技术 LTE系统主要信令过程 LTE终端与业务特色
LTE标准介绍 LTE系统需求 LTE网络架构 LTE+技术演进 LTE产业现状 LTE网络进展
2
移动通信技术发展
第一代 80年代 模拟
AMPS TACS NMT 其它 模 拟 技 术
NR NR NR NR
15
LTE产业链现状
芯片 终端 系统
LTE FDD
TD-LTE
16
LTE网络部署情况
图表：承诺采用LTE技术的运营商（来源：GSA）
目前，全球已有41个 国家的101家运营商承 诺部署LTE网络。而 GSA 12个月前发布的 一份类似的调查则显 示，当时只有19个国家 的运营商承诺部署39张 LTE网络 预计，2010年底前， 将会有22个LTE网络投 入商用，到2012年底 前，这个数值将会增加 到60多个。其中，最早 投入商用的两个LTE网 络是在2009年12月分别 在瑞典和挪威推出的
802.16e
802.16m
5
3GPP标准演进过程
Phase 1
CDMA based Technology
Phase 2
Phase 3
OFDM based Technology
Basic Version
3GPP(R99/R4) Voice/Data
Enhanced Version
3GPP(R5/6/7/8) HSPA/MBMS HSPA+
HSS
eNodeB UE
MME PSGateway Gateway
IMS
网络控制部分
终端部分
接入部分
接入控制部分
网元数目最小化,协议层次最优化
网络扁平化,全IP化
10
TD-LTE背景
3G LTE V1 LTE V2
FDD
FDD
FDD
HCR TDD
TDD1
TDD LCR TDD TDD2
11
两种LTE TDD标准的融合
3GPP
FDD
WCDMA
HSPA
HSPA+
LTE FDD
LTE+
GSM
GPRS/EDGE
TDD
TD-SCDMA
HSPA
HSPA+
TD-LTE
TD LTE+
IS-95 cdmaOne
cdma20001X DO Rev 0
DO Rev A
DO Rev B
UMB
UMB+
3GPP2
注：
彼此兼容
IEEE 802.16
在多个独立的信道上传输不同数据流 提高数据传输的峰值速率
26
MIMO天线收发分集：提高通信质量
开环模式中的STTD分集
发射分集技术提高系统下行链路性能 发射分集技术提高系统下行链路性能
27
MIMO天线空间复用：提高系统容量
MU-MIMO
基站将占用相同时频资源的多个数据流发送给不同用户 下行同时支持SU-MIMO和MU-MIMO
1 1
Communicating
37
主要内容
LTE系统标准与产业介绍 LTE系统关键无线技术 LTE系统主要信令过程 LTE终端与业务特色
LTE终端现状 LTE特色业务
38
TD-LTE终端总体概述
TD-LTE上网本 LTE家庭网关 TD-LTE无线网卡
LTE终端产品
TD-LTE移动终端
TD-LTE测试终端
LO OP
RNC
ERQ (AAL2_EST_REQ) ECF(AAL2_EST_CFM) voice data（to old cell）
1 1
Physical Channel Reconfiguration SYNC_UL (to new cell) FPACH (from new cell) Physical Channel Reconfiguration Complete (via new cell)
21
OFDM子载波频域图
22
OFDM技术优势-抗衰落与均衡
信道传输函数
信道传输函数
H2 H1
Hk
OFDM
频率
…….
23
OFDM 数据传输
传输数据
保护数据
0 1 0 0 1
time
Time
Frequency
产生频率差异，以提高抗衰落的能力。
24
LTE关键技术—MIMO天线
MIMO（Multiple Input Multiple Output）
LTE是3GPP为了保证未来10年 3GPP系列技术的生命力，抵御 来自非3GPP阵营技术的竞争而 启动的最大规模的标准项目。
可变带宽
高速率
高效率
低时延
1.4、3.0MHz， 5、10、15、20MHz
下行: 100Mbps 上行: 50Mbps
下行: 5bit/s/Hz， 上行: 2.5bit/s/Hz
SU-MIMO(SDM)
MU-MIMO(SDMA)
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MIMO天线波束赋形：增强抗干扰能力
Wanted UE
传统波束赋形
• 小间距的天线阵列，使用较多天线 单元 • 提高峰值速率，小区覆盖，降低小 区间干扰
Interfering UE
29
主要内容
LTE系统标准与产业介绍 LTE系统关键无线技术 LTE终端主要信令过程 LTE终端与业务特色
在多个天线上分别发送多个数据流； 利用多径衰落，在不增加带宽和天线发送功率的情况下，提高信道容量 及频谱利用率，或提高数据的传输质量。
25
LTE多天线技术应用
传输分集
传输信号不同的副本获 得增益 提高信号传输的可靠性
多天线技术