1.LTE 基本原理及关键技术(20170103150410)

20 100 18
• 占用带宽 = 子载波宽度 x 每RB的子载波数目 x RB数目 • 子载波宽度 = 15KHz • 每RB的子载波数目 = 12
LTE物理资源分配—— REG/CCE/RBG RBG
REG
RS
RBG （Resource Block Group）为业
务信道资源分配的资源单位，由一组
prefix U Extended U D cyclic S U U DwPTS 3 8 GP 8 3 2 1 7 2 1 -
UpPTS
UpPTS
0 1 2 3 4 5 6 7 8
3 9 10 11 12 3 9 10 11
1 OFDM symbols
9 10 3 8
1 OFDM symbols
2 OFDM symbols
LTE 基本原理及关键技术
课程内容
• • • • •
LTE概述 LTE网络架构 LTE关键技术 LTE TDD与LTE FDD的区别 LTE组网案例
LTE概述

LTE简介 LTE相关组织 LTE频谱划分与终端
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
REG n
RS
RS
第一个OFDM符号
第二个OFDM符号 (1/2个公共天线端口)
第二个OFDM符号 (4个公共天线端口)
第三个OFDM符号
REG（Resource Element Group）为控 制区域中RE集合，用于映射下行控制信 道，每个REG中包含4个数据RE
CCE（Channel Control Element）为
目标
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
3GPP组织架构
NGMN简介
无线宽带创ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的发动机
NGMN简介 1、NGMN（www.ngmn.org) 是2006年初由全球7家主流运营商发起成立的 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

LTE简介 LTE相关组织 LTE频谱划分与终端
LTE 频段划分
2017/10/19
EASTHOME
18
LTE 频段划分
2017/10/19
EASTHOME
19
全球TDD频谱分布
E-UTRA Band 33 34 35 36 37 38 Uplink/downlink [MHz] 1900-1920 2010-2025 1850-1910 1930-1990 1910-1930 2570-2620 Duplex mode TDD TDD TDD TDD TDD TDD Current Technology Application LTE TD-SCDMA and LTE LTE LTE LTE WiMAX and LTE TD-SCDMA and LTE WiMAX and LTE LTE
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。 • 特殊子帧中DwPTS 和UpPTS的长度是 可配置的，满足 DwPTS、GP和 UpPTS总长度为 1ms 。
Uplinkdownlink configuratio n 0 1 Downlink-toUplink Switch-point periodicity 5 ms 5 ms Subframe number
RB ( Resource Block) 业务信道的资源单位，时域上为1 个时隙，频域上为12个子载波
l=0 k=0
时间/OFDM符号（序号l）
系统占用带宽分析
名义带宽 (MHz) RB数目 实际占用带宽 (MHz)
1.4 6 1.08
3 15 2.7
5 25 4.5
10 50 9
15 75 13.5

MME 功能:

分发寻呼信息给eNB
安全控制 空闲状态的移动性管理 SAE 承载控制

非接入层（NAS）信令的加密及完整性
保护
S-GW 功能:

终止由于寻呼原因产生的用户平面数据 包 支持由于UE移动性产生的用户面切换

课程内容
• • • • •
LTE概述 LTE网络架构 LTE关键技术 LTE与LTE FDD的区别 LTE组网案例
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 灵活性
更低的 CAPEX & OPEX
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)
PDCCH资源分配的资源单位，由9个REG
组成。
CCE
LTE物理信道概述
Layer 3
Control / Measurements
Radio Resource Control (RRC)
#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/(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
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
LTE关键技术

频域多址技术 — OFDM/SC-FDMA MIMO技术 高阶调制技术 HARQ技术


链路自适应技术 — AMC
快速MAC调度技术 小区干扰消除 SON 载波聚合
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
1个时隙 Tslot=15360TS 30720TS
子帧 #0
…
子帧 #4
子帧 #5
…
子帧 #9
1个子帧
1个子帧
DwPTS
GP
UpPTS
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
什么是LTE
LTE（Long Term Evolution），是近两年来3GPP启动的最大的新技 术研发项目，通俗的称为3.9G，被视作从3G向4G演进的主流技术。

LTE协议2009年3月发布第一版（Rel 8），2010年3月发布第二版（Rel 9），已先后冻结 Rel 10即LTE-A，已提交ITU作为4G标准，2011年3月完成（包括LTE FDD和LTE）3GPP LTE
GSM GPRS EDGE
LTE
HSDPA HSUPA MBMS WCDMA R99 HSDPA R5 HSUPA R6 HSPA+ R7 FDD/ TDD HSPA+ R7
TDSCDMA
MBMS
4G
CDMA IS95
CDMA 2000 1x
CDMA 2000 1X EV-DO
EV-DO Rev. A EV-DO Rev. B
REG n+1
REG n+2
RS
REG n+1
REG n+2
RB组成，分组大小与系统带宽有关
RS
REG n+1
RS
REG n+1
System Bandwidth （RB） ≤10 11 – 26 27 – 63 64 – 110
RBG Size (P) 1 2 3 4
RS
REG n
REG n
RS
REG n
39
40 Newly Proposed
1880-1920
2300-2400 2496-2690
TDD
TDD TDD
三大运营商频率分配情况
LTE终端语音解决方案
终端的模/待/通
终端中的“模”与“频”
• 终端芯片是LTE发展的主要瓶颈之一。采用28nm芯片技术的多频多模 终端刚刚开始，而且只有高通一家可以提供。 • 全制式需7种模式，全频段24＋个（最多40个） – －FDD LTE：至少10个频段 – －TDD LTE：至少2个频段 – －WCDMA：至少4个频段 – －GSM/GPRS：4个； – －CDMA1X/DO：4个
LTE终端类别
MIMO与终端天线
课程内容
• • • • •
LTE概述 LTE网络架构 LTE关键技术 LTE TDD与LTE FDD的区别 LTE组网案例
LTE 网络构架
LTE全网架构
E-UTRAN 和 EPC的功能划分（续）
• 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度 和发送 – 移动性测量和测量报告的配 置
和LTE FDD标准制定进度一致


HSPA
MBMS
R8

完善和增强LTE系统
R10
R5/6/7

3GPP LTE在Release 8的36系
R9

LTE-Advanced将作为 Release 10的主要内容
列规范中发布

3GPP Release 8包含了LTE的 绝大部分特性
移动通信技术的演进路线
2 OFDM symbols
9 -
资源分组
1个子帧 = 1ms = 14个OFDM符号 （常规CP） 1个时隙 = 0.5ms = 7个OFDM符 号（常规CP）
RE (Resource Element) 最小的资源单位，时域上为1 个符号，频域上为1个子载波 用 (k, l) 标记
频率/子载波（序号k）
LTE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
LTE关键技术演进
12
LTE概述

LTE简介 LTE相关组织 LTE频谱划分与终端
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
D D
S S
U U
U U
U D
D D
S S
U U
U U
U D
2
3 4 5
Configuration
5 ms
10 ms 10 ms 10 ms
D
D D D
S
S S S S
U
U U U U
D
U U D
D
U D D
D
D D D
S
D D D
U
D D D
D
D D D
D
D D D D
6
Normal 5 ms cyclic prefix D DwPTS GP 10 4 3 2 1 9 3 2 1
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
LTE概述