1、LTE 基本原理及关键技术基本原理及关键技术课程内容课程内容 LTE概述概述 LTE网络架构 LTE关键技术 LTE TDD与LTE FDD的区别 LTE组网案例nLTE简介简介nLTE相关组织相关组织nLTE频谱划分与终端频谱划分与终端LTE背景背景 LTE表示3GPP长期演进 ( Long Term Evolution ) 2004年11月3GPP TSG RAN workshop启动LTE项目什么是什么是LTER5/6/7R8R9R10nLTE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nRel 10即即LTE-A，已提交，已提交ITU作
2、为作为4G标准标准，2011年3月完成（包括LTE FDD和LTE）3GPP LTE和LTE FDD标准制定进度一致HSPA MBMS 3GPP LTE在Release 8的36系列规范中发布3GPP Release 8包含了LTE的绝大部分特性完善和增强LTE系统LTE-Advanced将作为Release 10的主要内容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。 移动通信技术的演进路线移动通信技术的演进路线n多种标准共存、汇聚集中n多个频段共存n移动网络宽带化、IP化趋势2G2.5G
3、2.75G3G3.5G3.75G3.9GGPRSEDGEHSDPAR5HSUPAR6MBMS4GMBMSCDMA 2000 1X EV-DO802.16 e802.16 mHSDPAHSPA+R7 FDD/TDD4GGSMTD-SCDMAWCDMAR99802.16 dCDMAIS95CDMA2000 1xLTEEV-DORev. AEV-DORev. BHSUPAHSPA+R7更好的覆盖更好的覆盖峰值速率峰值速率DL: 100MbpsUL: 50Mbps低延迟低延迟CP: 100msUP: 5ms更低的更低的 CAPEX & OPEX频谱频谱灵活性灵活性更高的频更高的频谱效率谱效率LTELT
4、E的目标的目标峰值数据率峰值数据率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)目标目标移动性移动性 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
5、务的服务质量都要达到或超过UTRAN下所支持的频谱频谱频谱灵活性频谱灵活性 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LTE关键技术关键技术 n 频谱灵活频谱灵活 支持更多的频段 灵活的带宽 灵活的双工方式n 先进的天线解决方案先进的天线解决方案 分集技术 MI
6、MO技术 Beamforming技术n 新的无线接入技术新的无线接入技术 OFDMA SC-FDMALTE关键技术演进12nLTE简介简介nLTE相关组织相关组织nLTE频谱划分与终端频谱划分与终端LTE标准组织标准组织 功能需求功能需求标准制定标准制定技术验证技术验证 TSG RANTSG SATSG CTPCGTSG GERAN3GPP组织架构组织架构NGMN简介简介NGMN 时间表时间表NGMN 愿景愿景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1、2008年底完成L
7、TE（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 成员成员NGMN简介简介 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) nLTE简介简介nLTE相关组织相关组织nLTE频谱划分与终端频谱划分与终端LTE 频段划分频段划分2022-5-30EASTHOM
8、E18LTE 频段划分频段划分2022-5-30EASTHOME19全球全球TDD频谱分布频谱分布E-UTRA BandUplink/downlink MHzDuplex modeCurrent Technology Application331900-1920TDDLTE342010-2025TDDTD-SCDMA and LTE351850-1910TDDLTE361930-1990TDDLTE371910-1930TDDLTE382570-2620TDDWiMAX and LTE391880-1920TDDTD-SCDMA and LTE402300-2400TDDWiMAX and L
9、TENewly Proposed2496-2690TDD LTE三大运营商频率分配情况三大运营商频率分配情况LTE终端语音解决方案终端语音解决方案终端的模终端的模/待待/通通终端中的终端中的“模模”与与“频频”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个终端中的终端中的“模模”与与“频频”中国电信中国电信LTE终端漫游频段要求终端漫游频段要求LTE终端
10、漫游频段要求对比终端漫游频段要求对比LTE终端类别终端类别MIMO与终端天线与终端天线课程内容课程内容 LTE概述 LTE网络架构网络架构 LTE关键技术 LTE TDD与LTE FDD的区别 LTE组网案例LTE 网络构架网络构架LTE全网架构全网架构E-UTRAN 和和 EPC的功能划分的功能划分3GPP TS 36.300E-UTRAN 和和 EPC的功能划分（续）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nMME 功能:l分发寻呼信息给eNBl
11、安全控制l空闲状态的移动性管理lSAE 承载控制l非接入层（NAS）信令的加密及完整性保护nS-GW 功能:l终止由于寻呼原因产生的用户平面数据包l支持由于UE移动性产生的用户面切换课程内容课程内容 LTE概述 LTE网络架构 LTE关键技术关键技术 LTE与LTE FDD的区别 LTE组网案例n频域多址技术频域多址技术 OFDM/SC-FDMAnMIMO技术技术n高阶调制技术高阶调制技术nHARQ技术技术n链路自适应技术链路自适应技术 AMCn快速快速MAC调度技术调度技术n小区干扰小区干扰消除消除nSONn载波聚合载波聚合无线帧结构无线帧结构类型类型1每个10ms无线帧被分为10个子帧每个
12、子帧包含两个时隙，每时隙长0.5msTs=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#01个无线帧 Tf = 307200 TS = 10 ms1个时隙 Tslot=15360TS=0.5ms#11个子帧#2#17#18#191个子帧子帧 #5DwPTSGPUpPTS子帧 #91个半帧 153600 TS = 5 ms1个子帧子帧 #0DwPTSGPUpPTS30720TS子帧 #41个时隙 Tslot=15360TS1个无线帧 Tf = 307200 Ts = 10 ms无线帧结构无线帧结构类型类型2每个10ms无线帧包括2个长度为5ms的半帧，每
13、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Uplink-downlink configurationDownlink-to-Uplink Switch-point periodicitySubframe number012345678905 msDSUUUDSUUU15 msDSUUDDSUUD25 msDSUDDDSUDD310 msDSUUUDDDDD410 msDSUUDDDDDD510 msDSUDDDDDDD65 msDSUUUDSUUD上下行配比方
14、式上下行配比方式 “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 。ConfigurationNormal cyclic prefixExtended cyclic prefixDwPTSGPUpPTSDwPTSGPUpPTS03101 OFDMsymbols381 OFDMsymbols1948321039231121014121372 OFDMsymbols5392 OFDMsymbols82693917102-8111-资
15、源分组资源分组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个子载波系统占用带宽分析系统占用带宽分析占用带宽 = 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名义带宽名义带宽(MHz)1.435101520RB数目数目615255075100实际占用带宽实际占用带宽(MHz)1.082.74.5913.518LTE物理资源分配 REG/CCE/RBGREGREGRBGRBGREG
16、REG（Resource Element GroupResource Element Group）为控）为控制区域中制区域中RERE集合，用于映射下行控制信集合，用于映射下行控制信道，每个道，每个REGREG中包含中包含4 4个数据个数据RERERBG RBG （Resource Block GroupResource Block Group）为业）为业务信道资源分配的资源单位，由一组务信道资源分配的资源单位，由一组RBRB组成，分组大小与系统带宽有关组成，分组大小与系统带宽有关CCECCE（Channel Control ElementChannel Control Element）为）为P
17、DCCHPDCCH资源分配的资源单位，由资源分配的资源单位，由9 9个个REGREG组成。组成。System Bandwidth（RB）RBG Size(P)10111 26227 63364 1104CCECCELTE物理信道概述物理信道概述Radio Resource Control (RRC)Medium Access Control(MAC)Transport channelsPhysical layerControl / MeasurementsLayer 3Logical channelsLayer 2Layer 1物理层周围的无线接口协议结构LTE 上行上行/下行信道下行信道BC
18、CHPCCHCCCHDCCHDTCHMCCHMTCHPCHDL-SCHMCHBCHPBCHPDSCHPMCH逻辑信道传输信道物理信道CCCHDCCHDTCHUL-SCHPRACHPUSCHRACHPUCCH下行信道下行信道上行信道上行信道逻辑信道传输信道物理信道逻辑信道逻辑信道MAC向RLC以逻辑信道的形式提供服务。逻辑信道由其承载的信息类型所定义，分为CCH和TCH，前者用于传输LTE系统所必需的控制和配置信息，后者用于传输用户数据。LTE规定的逻辑信道类型如下： BCCH信道，广播控制信道，用于传输从网络到小区中所有移动终端的系统控制信息。移动终端需要读取在BCCH上发送的系统信息，如系统
19、带宽等。 PCCH，寻呼控制信道，用于寻呼位于小区级别中的移动终端，终端的位置网络不知道，因此寻呼消息需要发到多个小区。 DCCH，专用控制信道，用于传输来去于网络和移动终端之间的控制信息。该信道用于移动终端单独的配置，诸如不同的切换消息 MCCH，多播控制信道，用于传输请求接收MTCH信息的控制信息。 DTCH，专用业务信道，用于传输来去于网络和移动终端之间的用户数据。这是用于传输所有上行链路和非MBMS下行用户数据的逻辑信道类型。 MTCH，多播业务信道，用于发送下行的MBMS业务 物理信道和信号物理信道和信号上行物理信道 PUSCH PUCCH PRACH上行物理信号 参考信号（Refe
20、rence Signal：RS）n下行物理信道lPDSCH:lPBCHlPMCHlPCFICHlPDCCHlPHICHn下行物理信号l同步信号（Synchronization Signal）l参考信号（Reference Signal）n物理信道l一系列资源粒子（RE）的集合，用于承载源于高层的信息n物理信号l一系列资源粒子（RE）的集合，这些RE不承载任何源于高层的信息下行下行RSLTE多址技术的要求多址技术的要求更大的带宽和带宽灵活性更大的带宽和带宽灵活性 随着带宽的增加，OFDMA信号仍将保持正交，而CDMA 的性能会受到多径的影响. 在同一个系统，使用OFDMA可以灵活处理多个系统带宽
21、. 扁平化架构扁平化架构 当分组调度的功能位于基站时，可以利用快速调度、包括频域调度来提高小区容量。频域调度可通过OFDMA实现，而CDMA无法实现. 便于上行功放的实现便于上行功放的实现 SC-FDMA相比较OFDMA可以实现更低的峰均比, 有利于终端采用更高效率的功放. 简化多天线操作 OFDMA相比较CDMA实现MIMO容易.OFDM基本思想基本思想OFDMOFDM即正交频分多路复用（即正交频分多路复用（Orthogonal Frequency Division Orthogonal Frequency Division MultiplexingMultiplexing），与传统的多载波
22、调制（），与传统的多载波调制（MCMMCM）相比，）相比，OFDMOFDM调制的各个调制的各个子载波间可相互重叠，并且能够保持各个子载波之间的正交性子载波间可相互重叠，并且能够保持各个子载波之间的正交性nOFDMOFDM的基本原理是将高速的数据流分解为的基本原理是将高速的数据流分解为N N个并行的低速数据流，在个并行的低速数据流，在N N个子载波个子载波上同时进行传输。这些在上同时进行传输。这些在N N子载波上同时传输的数据符号，构成一个子载波上同时传输的数据符号，构成一个OFDMOFDM符号符号多址方式概述多址方式概述LTELTE采用采用OFDMAOFDMA（正交频分多址：（正交频分多址：O
23、rthogonal Frequency Division Multiple Orthogonal Frequency Division Multiple AccessAccess）作为下行多址方式）作为下行多址方式nLTELTE采用采用DFT-S-OFDMDFT-S-OFDM（离散傅立叶变换扩展（离散傅立叶变换扩展OFDMOFDM：Discrete Fourier Transform Discrete Fourier Transform Spread OFDMSpread OFDM）、或者称为）、或者称为SC-FDMASC-FDMA（单载波（单载波FDMAFDMA：Single Carrier
24、 FDMASingle Carrier FDMA）作为）作为上行多址方式上行多址方式OFDM处理过程处理过程n 子载波间隔子载波间隔n 15kHz15kHz，用于单播（，用于单播（unicastunicast）和多播（）和多播（MBSFNMBSFN）传输）传输n 7.5kHz7.5kHz，仅仅可以应用于独立载波的，仅仅可以应用于独立载波的MBSFNMBSFN传输传输 n 子载波数目子载波数目n 循环前缀长度循环前缀长度n 一个时隙中不同一个时隙中不同OFDMOFDM符号的循环前缀长度不同符号的循环前缀长度不同 信道带宽（信道带宽（MHz）1.435101520子载波数目子载波数目7218030
25、06009001200OFDMOFDMA主要参数主要参数OFDM上行上行SC-FDMA多址方式多址方式n利用利用DFTS-OFDMDFTS-OFDM的特点可以方便的实现的特点可以方便的实现SC-FDMASC-FDMA多址接入方式。多址接入方式。n通过改变不同用户的通过改变不同用户的DFTDFT的输出到的输出到IDFTIDFT输入端的对应关系，输入数据符号的输入端的对应关系，输入数据符号的频谱可以被搬移至不同的位置，从而实现多用户多址接入。频谱可以被搬移至不同的位置，从而实现多用户多址接入。基于基于DFTS-OFDMDFTS-OFDM的集中式、分布式频分多址的集中式、分布式频分多址n 子载波间隔
26、子载波间隔n 15kHz15kHzn 子载波数目子载波数目n 循环前缀长度循环前缀长度n 一个时隙中不同一个时隙中不同DFTS-OFDMDFTS-OFDM符号的循环前缀长度不同符号的循环前缀长度不同 信道带宽（信道带宽（MHz）1.435101520子载波数目子载波数目721803006009001200OFDMDFTS-OFDM关键参数关键参数OFDMA与与SC-FDMA的对比的对比n频域多址技术频域多址技术 OFDM/SC-FDMAnMIMO技术技术n高阶调制技术高阶调制技术nHARQ技术技术n链路自适应技术链路自适应技术 AMCn快速快速MAC调度技术调度技术n小区干扰小区干扰消除消除n
27、SONn载波聚合载波聚合n上行多天线技术上行多天线技术n 上行传输天线选择上行传输天线选择(TSTD)(TSTD)n MU-MIMO MU-MIMOn 下行多天线技术下行多天线技术n 传输分集：传输分集：SFBC, SFBC+FSTDSFBC, SFBC+FSTD，闭环，闭环Rank1Rank1预编码预编码n 空间复用：开环空间复用，闭环空间复用以及空间复用：开环空间复用，闭环空间复用以及MU-MIMOMU-MIMOn 波束赋形波束赋形n多天线技术分类多天线技术分类n MIMO MIMOn SISO SISOn SIMO SIMOn MISO MISO多天线技术LTELTE的基本配置是的基本配
28、置是DL 2DL 2* *2 2 和和UL 1UL 1* *2 , 2 , 最大支持最大支持 4 4* *4 4多天线技术多天线技术SU-MIMO: SU-MIMO: 空分复用空分复用两个数据流在一个两个数据流在一个TTITTI中传送给中传送给UEUESU-MIMO: SU-MIMO: 发射分集发射分集只传给只传给UEUE一个数据流一个数据流MU-MIMO MU-MIMO 结合结合SDM.SDM.给每个给每个UEUE传送两个数据流传送两个数据流. .MU-MIMO MU-MIMO 结合发射分集结合发射分集. .给每个给每个UEUE传送一个数据流传送一个数据流. .上行支持上行支持 MU-MIM
29、OMU-MIMO目前支持的配置是目前支持的配置是1x2 1x2 或或1x41x4将来支持将来支持2x2 2x2 或或4x44x4LTE下行下行MIMO模式模式LTE 定义定义了了9种种下行下行MIMO传输模式（由高层通过传输模式通知传输模式（由高层通过传输模式通知UE） 1单天线单天线端口（端口端口（端口 0） 2发射分集发射分集 3开环空分复用开环空分复用457闭环空分复用闭环空分复用多用户多用户 MIMO单流波束赋形（端口单流波束赋形（端口 5） 6基于码本波束赋形基于码本波束赋形8双流波束赋形双流波束赋形9支持最大到支持最大到8层的传输层的传输n频域多址技术频域多址技术 OFDM/SC-
30、FDMAnMIMO技术技术n高阶调制技术高阶调制技术nHARQ技术技术n链路自适应技术链路自适应技术 AMCn快速快速MAC调度技术调度技术n小区干扰小区干扰消除消除nSONn载波聚合载波聚合高阶调制高阶调制n频域多址技术频域多址技术 OFDM/SC-FDMAnMIMO技术技术n高阶调制技术高阶调制技术nHARQ技术技术n链路自适应技术链路自适应技术 AMCn快速快速MAC调度技术调度技术n小区干扰小区干扰消除消除nSONn载波聚合载波聚合混合自动重传请求（混合自动重传请求（ HARQ） FEC：前向纠错编码 (Forward Error Correction) ARQ：自动重传请求(Auto
31、matic Repeat reQuest) HARQ=FEC+ARQFEC 通信系统通信系统劣势劣势:u 可靠性较低可靠性较低;u 对信道的自适应能力较低对信道的自适应能力较低u 为保证更高的可靠性需要较长的码，因为保证更高的可靠性需要较长的码，因此编码效率较低，复杂度和成本较高此编码效率较低，复杂度和成本较高优势优势:u 更高的系统传输效率更高的系统传输效率; u 自动错误纠正，无需反馈及重传自动错误纠正，无需反馈及重传;u 低时延低时延.ARQ 通信系统通信系统劣势劣势:u 连续性和实时性较低连续性和实时性较低;u 传输效率较低传输效率较低;优势优势:u 复杂性较低复杂性较低;u 可靠性较
32、高可靠性较高; u 适应性较高适应性较高;HARQ机制机制HARQ实际上整合了实际上整合了ARQ的高可靠性和的高可靠性和FEC的高效率的高效率n频域多址技术频域多址技术 OFDM/SC-FDMAnMIMO技术技术n高阶调制技术高阶调制技术nHARQ技术技术n链路自适应技术链路自适应技术 AMCn快速快速MAC调度技术调度技术n小区干扰小区干扰消除消除nSONn载波聚合载波聚合 链路自适应技术可以通过两种方法实现：功率控制和速链路自适应技术可以通过两种方法实现：功率控制和速率控制。率控制。 一般意义上的链路自适应都指速率控制，一般意义上的链路自适应都指速率控制，LTELTE中即为自中即为自适应编
33、码调制技术（适应编码调制技术（Adaptive Modulation and Adaptive Modulation and CodingCoding），应用），应用AMCAMC技术可以使得技术可以使得eNode BeNode B能够根据能够根据UEUE反反馈的信道状况及时地调整不同的调制方式（馈的信道状况及时地调整不同的调制方式（QPSKQPSK、16QAM16QAM、64QAM64QAM）和编码速率。从而使得数据传输能及时）和编码速率。从而使得数据传输能及时地跟上信道的变化状况。这是一种较好的链路自适应技地跟上信道的变化状况。这是一种较好的链路自适应技术。术。 对于长时延的分组数据，对于长
34、时延的分组数据，AMCAMC可以在提高系统容量的同可以在提高系统容量的同时不增加对邻区的干扰。时不增加对邻区的干扰。链路自适应技术链路自适应技术链路自适应链路自适应 AMC原理原理 QPSK, 16QAM 和64QAM. “连续”的编码速率（0.07 0.93）.MCS表表n LTE LTE 上行方向的链路上行方向的链路自适应技术基于基站自适应技术基于基站测量的上行信道质量，测量的上行信道质量，直接确定具体的调制直接确定具体的调制与编码方式与编码方式 n LTELTE下行方向的链路下行方向的链路自适应技术基于自适应技术基于UEUE反反馈的馈的CQICQI，从预定义，从预定义的的CQICQI表格
35、中具体的表格中具体的调制与编码方式（如调制与编码方式（如右图）右图）CQI indexCQI indexmodulationmodulationcoding rate x coding rate x 10241024efficiencyefficiency0out of range1QPSK780.15232QPSK1200.23443QPSK1930.37704QPSK3080.60165QPSK4490.87706QPSK6021.1758716QAM3781.4766816QAM4901.9141916QAM6162.40631064QAM4662.73051164QAM5673.322
36、31264QAM6663.90231364QAM7724.52341464QAM8735.11521564QAM9485.5547链路自适应技术LTE上下行方向链路自适应n 通过动态调整发射功率，维持接收端一定的信噪比，从而保证链路的传输质量通过动态调整发射功率，维持接收端一定的信噪比，从而保证链路的传输质量n 当信道条件较差时需要增加发射功率，当信道条件较好时需要降低发射功率，从当信道条件较差时需要增加发射功率，当信道条件较好时需要降低发射功率，从而保证了恒定的传输速率而保证了恒定的传输速率 功率控制可以很好的避免小区内用户间的干扰 链路自适应技术功率控制n 保证发送功率恒定的情况下，通过调
37、整无线链路传输的调制方式与编码速率，确保证发送功率恒定的情况下，通过调整无线链路传输的调制方式与编码速率，确保链路的传输质量保链路的传输质量 n 当信道条件较差时选择较小的调制方式与编码速率，当信道条件较好是选择较大当信道条件较差时选择较小的调制方式与编码速率，当信道条件较好是选择较大的调制方式，从而最大化了传输速率的调制方式，从而最大化了传输速率 速率控制可以充分利用所有的功率链路自适应技术速率控制(即AMC)n频域多址技术频域多址技术 OFDM/SC-FDMAnMIMO技术技术n高阶调制技术高阶调制技术nHARQ技术技术n链路自适应技术链路自适应技术 AMCn快速快速MAC调度技术调度技术
38、n小区干扰小区干扰消除消除nSONn载波聚合载波聚合n LTELTE系统支持基于频域的信道调度系统支持基于频域的信道调度n 相对于单载波相对于单载波CDMACDMA系统系统，LTELTE系统的一个典型特征是可以在频域进系统的一个典型特征是可以在频域进行信道调度和速率控制行信道调度和速率控制下行：基于公共参考信号上行：基于探测参考信号信道调度MAC 调度算法调度算法常用的分组调度算法 最大 C/I算法 轮询算法 (Round Robin ：RR) 正比公平算法 (PF)其他调度算法 持续调度算法( Persistent scheduling ：PS) 半持续调度算法( Semi-persiste
39、nt scheduling ：SPS) 动态调度算法( Dynamical scheduling：DS)illustration of UL scheduling快速调度快速调度基于时间的轮循方式基于时间的轮循方式基于流量的轮循方式基于流量的轮循方式最大最大C/IC/I方式方式部分公平方式部分公平方式每个用户被顺序的服务，得到同样的平每个用户被顺序的服务，得到同样的平均分配时间，但每个用户由于所处环境均分配时间，但每个用户由于所处环境的不同，得到的流量并不一致的不同，得到的流量并不一致每个用户不管其所处环境的差异，按照每个用户不管其所处环境的差异，按照一定的顺序进行服务，保证每个用户得一定的顺
40、序进行服务，保证每个用户得到的流量相同到的流量相同系统跟踪每个用户的无线信道衰落特征，系统跟踪每个用户的无线信道衰落特征，依据无线信道依据无线信道C/IC/I的大小顺序，确定给的大小顺序，确定给每个用户的优先权，保证每一时刻服务每个用户的优先权，保证每一时刻服务的用户获得的的用户获得的C/IC/I都是最大的都是最大的综合了以上几种调度方式，既照顾到大综合了以上几种调度方式，既照顾到大部分用户的满意度，也能从一定程度上部分用户的满意度，也能从一定程度上保证比较高的系统吞吐量，是一种实用保证比较高的系统吞吐量，是一种实用的调度方法的调度方法n频域多址技术频域多址技术 OFDM/SC-FDMAnMI
41、MO技术技术n高阶调制技术高阶调制技术nHARQ技术技术n链路自适应技术链路自适应技术 AMCn快速快速MAC调度技术调度技术n小区干扰小区干扰消除消除nSONn载波聚合载波聚合小区间干扰消除小区间干扰消除 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 功率控制小区间干扰消除小区间干扰消除加扰加扰LTE系统充分使用序列的随机化避免小区间干扰一般情况下，加扰在信道编码之后、数据调制之前进行即比特级的加扰 PDSCH，PUCCH format 2/2a/2b，PUSCH：扰码序列与UE id、小区id以及时隙起始位置有关 PMCH：扰码序列与MBSFN i
42、d和时隙起始位置有关 PBCH，PCFICH，PDCCH：扰码序列与小区id和时隙起始位置有关PHICH物理信道的加扰是在调制之后，进行序列扩展时进行加扰 扰码序列与小区id和时隙起始位置有关小区间干扰消除小区间干扰消除跳频传输跳频传输 目前LTE上下行都可以支持跳频传输，通过进行跳频传输可以随机化小区间的干扰 除了PBCH之外，其他下行物理控制信道的资源映射均于小区id有关 PDSCH、PUSCH以及PUCCH采用子帧内跳频传输 PUSCH可以采用子帧间的跳频传输小区间干扰消除小区间干扰消除发射端波束赋形发射端波束赋形 提高期望用户的信号强度 降低信号对其他用户的干扰 特别的，如果波束赋形时
43、已经知道被干扰用户的方位，可以主 动降低对该方向辐射能量下行上行小区间干扰消除小区间干扰消除 IRC当接收端也存在多根天线时，接收端也可以利用多根天线降低用户间干扰，其主要的原理是通过对接收信号进行加权，抑制强干扰，称为IRC（Interference Rejection Combining）频率资源协调(example)小区间干扰消除小区间干扰消除小区间干扰协调小区间干扰协调基本思想 ：以小区间协调的方式对资源的使用进行限制，包括限制哪些时频资源可用，或者在一定的时频资源上限制其发射功率 静态的小区间干扰协调 不需要标准支持 频率资源协调/功率资源协调小区间干扰消除小区间干扰消除小区间干扰协
44、调小区间干扰协调 半静态小区间干扰协调： 需要小区间交换信息，比如资源使用信息 目前LTE已经确定，可以在X2接口交换PRB的使用信息进行频率资源的小区间干扰协调（上行），即告知哪个PRB被分配给小区边缘用户，以及哪些PRB对小区间干扰比较敏感。 同时，小区之间可以在X2接口上交换过载指示信息（OI：Overload Indicator），用来进行小区间的上行功率控制 n 小区间功率控制（小区间功率控制（Inter-Cell Power ControlInter-Cell Power Control）n 一种通过告知其它小区本小区一种通过告知其它小区本小区IoTIoT信息，控制本小区信息，控制
45、本小区IoTIoT的方法的方法n 小区内功率控制（小区内功率控制（Intra-Cell Power ControlIntra-Cell Power Control）n 补偿路损和阴影衰落，节省终端的发射功率，尽量降低对其他小区的干补偿路损和阴影衰落，节省终端的发射功率，尽量降低对其他小区的干扰，使得扰，使得IoTIoT保持在一定的水平之下保持在一定的水平之下 小区间干扰消除功率控制n频域多址技术频域多址技术 OFDM/SC-FDMAnMIMO技术技术n高阶调制技术高阶调制技术nHARQ技术技术n链路自适应技术链路自适应技术 AMCn快速快速MAC调度技术调度技术n小区干扰小区干扰消除消除nSO
46、Nn载波聚合载波聚合SON概念概念SON（ Self-organized Network ）：自组织网络，网络能够自我主动进行规划、配置、优化和维护，即自规划、自配置、自优化、自维护。SON驱动力：网络日益复杂，运维难度和成本不断提高，为减少运营成本，提高操作效率，提高网络性能和稳定性，增强网络竞争力，在4G LTE中引入了SON技术。发展情况：3GPP在LTE的R8中引入初始功能，R9中提供基本功能，R10加入了增强功能。效果分析：据阿朗和爱立信的测算，通过引入SON技术，CAPEX（网络建设成本）降低20%；OPEX（网络运维成本）节省50%。SON架构：SON的采用的架构主要有集中式、分
47、布式、混合式三种。SON功能功能n频域多址技术频域多址技术 OFDM/SC-FDMAnMIMO技术技术n高阶调制技术高阶调制技术nHARQ技术技术n链路自适应技术链路自适应技术 AMCn快速快速MAC调度技术调度技术n小区干扰小区干扰消除消除nSONn载波聚合载波聚合载波聚合（CA）载波聚合q载波聚合（Carrier Aggregation，CA）是将2个或更多的载波单元（Component Carrier， CC）聚合在一起以支持更大的传输带宽（最大为100MHz）。 q上行和下行链路以完全独立地配置，唯一的限制是上行载波的数量不可超过下行载波的数量。每一聚合的载波称为分量载波 (CC)。q
48、分量载波的带宽可以是 1.4、3、5、10、15 或 20 MHz。最多五个分量载波时，最大聚合带宽为 100 MHz。q连续聚合的 CC 的中心频率间的间隔是 300 kHz 的倍数（与之相比 Release 8/9 中是 100 kHz 频率间隔），以正交方式保留了 15 kHz 间隔的子载波。载波聚合相对于双载波的优势载波聚合相对于双载波的优势 20MHz + 20MHz 40MHzCC2CC1CC2CC1双载波应用场景载波聚合应用场景n CC1 and CC2之间存在测量差距n 只有R8/R9的终端才能应用n 终端只能接收一个载波n 两个载波之间没有信息交互n 用户感知较差n CC1
49、and CC2之间没有测量差距n 支持载波聚合的终端可以使用n 终端可以接收使用聚合的2个载波n 两个CC1 和CC2之间存在信息交互n 更容易实现负载均衡n 能够提升用户峰值速率，明显提升用户体验控制信息承载数据控制信息承载数据频谱B频谱A控制信息承载数据承载数据频谱A+B载波聚合的分类带内载波聚合载波 1载波 2载波 3载波 1载波 2载波 3载波 1载波 NBand ABand ABand ABand B载波 3带内非连续载波 Carrier 2LTE-A 载波LTE-A 载波 LTE-A 载波LTE-A 载波带外非连续载波载波聚合分类对称频谱载波 1DL载波 2载波 1UL载波 2载波
50、 1载波 2载波 1DLUL非对称频谱 LTE-A 载波 LTE-A 载波 带内连续载波* 载波聚合能够后向兼容R8/R9带内载波聚合带外载波聚合载波聚合关键技术服务小区定义nSCell（Secondary Cell，辅小区）是在RRC重配置时添加的，用于提供额外的无线资源，SCell与UE之间不存在任何RRC通信。SCell对应的载波单元称为SCC（Secondary Component Carrier）。其中，SCell的下行载波称为DL SCC，SCell的上行载波称为UL SCC。 nPCell是在连接建立（connection establishment）时确定的。SCell是在初始
