華星TD-LTE培訓(xùn)002-基本原理1

1、1華星創(chuàng)業(yè)華星創(chuàng)業(yè)TD-LTE內(nèi)部培訓(xùn)內(nèi)部培訓(xùn)TD-LTETD-LTE基本原理基本原理2TD-LTETD-LTE基本原理基本原理 TD-LTETD-LTE關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)1 TD-LTETD-LTE物理層物理層2 TD-LTETD-LTE物理層過程物理層過程33TD-LTETD-LTE關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù) 掌握OFDM技術(shù) 掌握MIMO技術(shù) 掌握物理層幀結(jié)構(gòu)、物理資源分配概念 掌握物理層信道功能、映射位置和調(diào)度方法 掌握信號(hào)映射位置和功能 了解物理層信道調(diào)度過程和方法TD-LTE 百問叢書TD-LTE技術(shù)原理與系統(tǒng)設(shè)計(jì)王映民3GPP長(zhǎng)期演進(jìn)（LTE)技術(shù)原理與系統(tǒng)設(shè)計(jì)（紅皮書） 沈嘉、索士強(qiáng)等。4

2、TD-LTETD-LTE關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)WHY DO OFDM？移動(dòng)通信不得不處理多徑干擾和多普勒效應(yīng)：移動(dòng)通信不得不處理多徑干擾和多普勒效應(yīng)：OFDM 優(yōu)勢(shì)明顯。優(yōu)勢(shì)明顯。5TD-LTETD-LTE關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)OFDM技術(shù)優(yōu)越性技術(shù)優(yōu)越性-抗干擾抗干擾矩形脈沖矩形脈沖正交頻分多路正交頻分多路復(fù)用信號(hào)的頻譜復(fù)用信號(hào)的頻譜相應(yīng)頻譜相應(yīng)頻譜6TD-LTETD-LTE關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)OFDM技術(shù)優(yōu)越性技術(shù)優(yōu)越性-帶寬利用率帶寬利用率7TD-LTETD-LTE關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)OFDM技術(shù)優(yōu)越性技術(shù)優(yōu)越性-可變帶寬可變帶寬可變帶寬的OFDMA 能夠平衡抗多徑能力與多普勒的影響可變帶寬的OFDMA通過

3、使用相同的子載波間隔能夠簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)符號(hào)寬度可擴(kuò)展的結(jié)構(gòu)，支持的可變帶寬從1.4到20MHz 靈活的子信道分配，偽隨機(jī)子信道可增加分集，連續(xù)排列子信道可增加多用戶選擇性多用戶接入保證正交，可減少干擾增加容量精確的帶寬分配8TD-LTETD-LTE關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)OFDM概述 正交頻分復(fù)用技術(shù)，多載波調(diào)制的一種。將一個(gè)寬頻信道分成若干正交子信道，將高速數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成并行的低速子數(shù)據(jù)流，調(diào)制到每個(gè)子信道上進(jìn)行傳輸。頻域波形f寬頻信道寬頻信道正交子信正交子信道道9TD-LTETD-LTE關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)OFDM原理 OFDM的基本原理是將高速的數(shù)據(jù)流分解為N個(gè)并行的低速數(shù)據(jù)流，在N個(gè)子載波上同時(shí)進(jìn)行

4、傳輸。這些在N子載波上同時(shí)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)符號(hào)，構(gòu)成一個(gè)OFDM符號(hào)10TD-LTETD-LTE關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)OFDM對(duì)比SC-FDMA 11TD-LTETD-LTE關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)OFDM優(yōu)勢(shì)-對(duì)比 FDM 傳統(tǒng)傳統(tǒng)FDM:為避免載波間干擾，需要在相鄰的載波間保留一定保護(hù)間隔為避免載波間干擾，需要在相鄰的載波間保留一定保護(hù)間隔，大大降低了頻譜效率。，大大降低了頻譜效率。 FDMOFDM OFDM:各各(子子)載波重疊排列，同時(shí)保持載波重疊排列，同時(shí)保持(子子)載波的正交性（通過載波的正交性（通過FFT實(shí)實(shí)現(xiàn)）。從而在相同帶寬內(nèi)容納數(shù)量更多現(xiàn)）。從而在相同帶寬內(nèi)容納數(shù)量更多(子子)載波，提升頻譜效

5、率。載波，提升頻譜效率。12TD-LTETD-LTE關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)考慮到系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度及成本，考慮到系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度及成本，OFDMOFDM更適用于寬帶移動(dòng)通信更適用于寬帶移動(dòng)通信OFDMOFDMTD-SCDMA TD-SCDMA 抗多徑抗多徑干擾能力干擾能力可不采用或采用簡(jiǎn)單時(shí)域均衡器將高速數(shù)據(jù)流分解為多條低速數(shù)據(jù)流并使用循環(huán)前綴(CP)作為保護(hù)，大大減少甚至消除符號(hào)間干擾。對(duì)均衡器的要求較高高速數(shù)據(jù)流的符號(hào)寬度較短，易產(chǎn)生符號(hào)間干擾。接收機(jī)均衡器的復(fù)雜度隨著帶寬的增大而急劇增加與與MIMOMIMO結(jié)合結(jié)合系統(tǒng)復(fù)雜度隨天線數(shù)量呈線性增加每個(gè)子載波可看作平坦衰落信道，天線增加對(duì)系統(tǒng)復(fù)雜

6、度影響有限系統(tǒng)復(fù)雜度隨天線數(shù)量增加呈冪次變化需在接收端選擇可將MIMO接收和信道均衡混合處理的技術(shù)，大大增加接收機(jī)復(fù)雜度。帶寬帶寬擴(kuò)展性擴(kuò)展性帶寬擴(kuò)展性強(qiáng)，LTE支持多種載波帶寬在實(shí)現(xiàn)上，通過調(diào)整IFFT尺寸即可改變載波帶寬，系統(tǒng)復(fù)雜度增加不明顯。帶寬擴(kuò)展性差需要通過提高碼片速率或多載波CDMA來支持更大帶寬，接收機(jī)復(fù)雜度大幅提升。頻域調(diào)度頻域調(diào)度頻域調(diào)度靈活頻域調(diào)度顆粒度小（180kHz）。隨時(shí)為用戶選擇較優(yōu)的時(shí)頻資源進(jìn)行傳輸，從而獲得頻選調(diào)度增益。頻域調(diào)度粗放只能進(jìn)行載波級(jí)調(diào)度（1.6MHz)，調(diào)度的靈活性較差。OFDM優(yōu)勢(shì)-對(duì)比 CDMA13TD-LTETD-LTE關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)OFD

7、M不足 OFDM輸出信號(hào)是多個(gè)子載波時(shí)域相加的結(jié)果，子載波數(shù)量從幾十個(gè)到上千個(gè)，如果多個(gè)子載波同相位，相加后會(huì)出現(xiàn)很大幅值，造成調(diào)制信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍很大。因此對(duì)RF功率放大器提出很高的要求，即需要控制發(fā)射最大輸出功率。較高的峰均比（較高的峰均比（PARPPARP）受頻率偏差的影響受頻率偏差的影響 高速移動(dòng)引起的Doppler頻移 系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)已通過增大導(dǎo)頻密度（大致為每0.25ms發(fā)送一次導(dǎo)頻，時(shí)域密度大于TD-S）來減弱此問題帶來的影響子載波間干擾子載波間干擾(ICI(ICI） 折射、反射較多時(shí)，多徑時(shí)延大于CP(Cyclic Prefix，循環(huán)前綴)，將會(huì)引起ISI及ICI 系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)已考慮此

8、因素，設(shè)計(jì)的CP能滿足絕大多數(shù)傳播模型下的多徑時(shí)延要求（4.68us)，從而維持符號(hào)間無干擾受時(shí)間偏差的影響受時(shí)間偏差的影響ISI(ISI(符號(hào)間干擾）符號(hào)間干擾）& ICI& ICI14TD-LTETD-LTE關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)將傳輸帶寬劃分成一系列正交的子載波資源，將不同的子載波資源分配給不同的用戶實(shí)現(xiàn)多址。因?yàn)樽虞d波相互正交，所以小區(qū)內(nèi)用戶之間沒有干擾。時(shí)域波形tpower峰均比示意圖下行多址方式下行多址方式OFDMAOFDMA下行多址方式特點(diǎn)下行多址方式特點(diǎn)同相位的子載波的波形在時(shí)域上直接疊加。因子載波數(shù)量多，造成峰均比(PAPR)較高，調(diào)制信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍大，提高了對(duì)功放

9、的要求。分布式：分配給用戶的分布式：分配給用戶的RBRB不連續(xù)不連續(xù)集中式：連續(xù)集中式：連續(xù)RBRB分給一個(gè)用戶分給一個(gè)用戶 優(yōu)點(diǎn)：調(diào)度開銷小 優(yōu)點(diǎn)：頻選調(diào)度增益較大頻率時(shí)間用戶A用戶B用戶C子載波在這個(gè)調(diào)度周期中，用戶A是分布式，用戶B是集中式LTE多址方式-下行15TD-LTETD-LTE關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)LTE多址方式-上行和OFDMA相同，將傳輸帶寬劃分成一系列正交的子載波資源，將不同的子載波資源分配給不同的用戶實(shí)現(xiàn)多址。注意不同的是：任一終端使用的子載波必須連續(xù)上行多址方式上行多址方式SC-FDMASC-FDMA上行多址方式特點(diǎn)上行多址方式特點(diǎn)考慮到多載波帶來的高PAPR會(huì)影響終端的射

10、頻成本和電池壽命，LTE上行采用Single Carrier-FDMA （即SC-FDMA）以改善峰均比。SC-FDMA的特點(diǎn)是，在采用IFFT將子載波轉(zhuǎn)換為時(shí)域信號(hào)之前，先對(duì)信號(hào)進(jìn)行了FFT轉(zhuǎn)換，從而引入部分單載波特性，降低了峰均比。頻率時(shí)間用戶A用戶B用戶C子載波在任一調(diào)度周期中，一個(gè)用戶分得的子載波必須是連續(xù)的16TD-LTETD-LTE關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)符號(hào)間保護(hù)間隔-概述符號(hào)間無保護(hù)間隔時(shí)，多徑會(huì)造成ISI和ICI ISI: Inter-symbol Interference，符號(hào)間干擾 ICI: Inter-Carrier Interference，載頻間干擾無保護(hù)間隔無保護(hù)間隔幅度

11、接收端同時(shí)收到前一個(gè)符號(hào)的多徑延遲信號(hào)（紫色虛線）和下一個(gè)符號(hào)的正常信號(hào)（紅色實(shí)線），影響了正常接收。時(shí)域上看受到了ISI，頻域上看受到了ICI17TD-LTETD-LTE關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)CDMA符號(hào)間保護(hù)間隔-空白間隔 有保護(hù)間隔，但保護(hù)間隔不傳輸任何信號(hào) 可以有效消除多徑的ISI，但引入了ICI有空白保護(hù)間隔有空白保護(hù)間隔時(shí)間幅度FFT積分周期保護(hù)間隔OFDM符號(hào)符號(hào)之間空出一段時(shí)間做為保護(hù)間隔，這樣做可以消除ISI（因?yàn)榍耙粋€(gè)符號(hào)的多徑信號(hào)無法干擾到下一個(gè)符號(hào)），但同時(shí)引起符號(hào)內(nèi)波形無法在積分周期內(nèi)積分為0，導(dǎo)致波形在頻域上無法和其他子載波正交。應(yīng)用于應(yīng)用于CDMACDMA系統(tǒng)。因?yàn)橄到y(tǒng)

12、。因?yàn)镃DMACDMA載波間采用載波間采用傳統(tǒng)傳統(tǒng)FDMFDM分隔，所以頻域信號(hào)即使有一定分隔，所以頻域信號(hào)即使有一定偏差也沒有問題偏差也沒有問題18TD-LTETD-LTE關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)OFDM符號(hào)間保護(hù)間隔-CP 保護(hù)間隔中的信號(hào)與該符號(hào)尾部相同，即循環(huán)前綴（Cyclic Prefix,簡(jiǎn)稱CP） 既可以消除多徑的ISI,又可以消除ICI循環(huán)前綴做保護(hù)間隔循環(huán)前綴做保護(hù)間隔CP使一個(gè)符號(hào)周期內(nèi)因多徑產(chǎn)生的波形為完整的正弦波，因此不同子載波對(duì)應(yīng)的時(shí)域信號(hào)及其多徑積分總為0 ，消除載波間干擾(ICI)應(yīng)用于應(yīng)用于OFDMOFDM系統(tǒng)。每個(gè)子載波寬度僅為系統(tǒng)。每個(gè)子載波寬度僅為15kHz15k

13、Hz且交疊存在，子載波間干擾（且交疊存在，子載波間干擾（ICIICI）對(duì)系統(tǒng)影響較大，因此采用對(duì)系統(tǒng)影響較大，因此采用CPCP消除消除ICIICI19TD-LTETD-LTE關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)ISI與與ICIn 在時(shí)間色散信道條件下，一條徑的解調(diào)相關(guān)時(shí)間間隔將與其他徑的符號(hào)邊界重疊（導(dǎo)致ISI）；同時(shí)，在一個(gè)積分周期中，將不僅包括主徑所對(duì)應(yīng)的復(fù)值數(shù)的整數(shù)周期，也包括其他徑所對(duì)應(yīng)的復(fù)值數(shù)的分?jǐn)?shù)周期，從而影響子載波間的正交性（導(dǎo)致ICI） 插入插入CP-抗衰落抗衰落20TD-LTETD-LTE關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)OFDM 插入插入保護(hù)間隔，以避免保護(hù)間隔，以避免“符號(hào)間符號(hào)間”干擾干擾timefrequ

14、ency有用的符號(hào)間隔有用的符號(hào)間隔保護(hù)間隔保護(hù)間隔OFDM符號(hào)符號(hào)保護(hù)間隔導(dǎo)致了傳輸容量的損失保護(hù)間隔導(dǎo)致了傳輸容量的損失21TD-LTETD-LTE關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)基本參數(shù)（基本參數(shù)（1)DFTS-OFDM1)DFTS-OFDMn 子載波間隔子載波間隔 15kHz，用于單播（unicast）和多播傳輸 n 子載波數(shù)目子載波數(shù)目n 循環(huán)前綴長(zhǎng)度循環(huán)前綴長(zhǎng)度 一個(gè)時(shí)隙中不同DFTS-OFDM符號(hào)的循環(huán)前綴長(zhǎng)度不同 信道帶寬（信道帶寬（MHz）1.435101520子載波數(shù)目子載波數(shù)目72180300600900120022TD-LTETD-LTE關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)基本參數(shù)（基本參數(shù)（2 2）-O

15、FDM-OFDM OFDM (with CP) 子載波間隔：15KHz 短/長(zhǎng)CP：4.7/16.7us，對(duì)應(yīng)不同傳輸場(chǎng)景 FDD和TDD幀結(jié)構(gòu)：為10ms無線幀分為20個(gè)0.5ms的子幀，每個(gè)子幀有7/6個(gè)符號(hào)（短/長(zhǎng)CP） 采樣頻率為1.92MHz的整數(shù)倍（5MHz帶寬時(shí)為7.68MHz，20MHz帶寬時(shí)為30.72MHz ） 頻譜效率約為90%23TD-LTETD-LTE關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)基本參數(shù)（基本參數(shù)（2 2）-OFDM-OFDM24TD-LTETD-LTE關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)基本參數(shù)（基本參數(shù)（2 2）-OFDM-OFDM25TD-LTETD-LTE關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù) 在發(fā)送端和接收端同

16、時(shí)使用多根天線進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收；在發(fā)送端和接收端同時(shí)使用多根天線進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收； 在發(fā)送端每根天線上發(fā)送的數(shù)據(jù)比特不同；在發(fā)送端每根天線上發(fā)送的數(shù)據(jù)比特不同； 在多散射體的無線環(huán)境中，來自每個(gè)發(fā)射天線的信號(hào)在每個(gè)接收天線中在多散射體的無線環(huán)境中，來自每個(gè)發(fā)射天線的信號(hào)在每個(gè)接收天線中是不相關(guān)的，并在接收機(jī)端利用這種不相關(guān)性對(duì)多個(gè)天線發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)是不相關(guān)的，并在接收機(jī)端利用這種不相關(guān)性對(duì)多個(gè)天線發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行分離和檢測(cè)；行分離和檢測(cè)； 可以產(chǎn)生多個(gè)并行的信道（信道數(shù)小于等于發(fā)射和接收的最小天線數(shù)），可以產(chǎn)生多個(gè)并行的信道（信道數(shù)小于等于發(fā)射和接收的最小天線數(shù)），并且每個(gè)信道上傳遞的數(shù)據(jù)

17、不同，從而提高信道容量并且每個(gè)信道上傳遞的數(shù)據(jù)不同，從而提高信道容量MIMO天線技術(shù)概述天線技術(shù)概述26TD-LTETD-LTE關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)空時(shí)無線信道類型空時(shí)無線信道類型MU-MIMOSU-MIMOSISOMISOSIMOMIMO27TD-LTETD-LTE關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)MIMO技術(shù)的優(yōu)勢(shì)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)MIMO技術(shù)充分利用了技術(shù)充分利用了信道的空間特性，理論信道的空間特性，理論上提高了系統(tǒng)容量上提高了系統(tǒng)容量MIMO技術(shù)結(jié)合技術(shù)結(jié)合code-reuse方式可以增加方式可以增加CDMA系統(tǒng)的總碼道數(shù)系統(tǒng)的總碼道數(shù)MIMO技術(shù)主要應(yīng)用于散射技術(shù)主要應(yīng)用于散射體豐富的環(huán)境（比如室內(nèi)環(huán)體豐富的環(huán)境

18、（比如室內(nèi)環(huán)境），可以為室內(nèi)熱點(diǎn)地區(qū)境），可以為室內(nèi)熱點(diǎn)地區(qū)提供高速數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)提供高速數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)28TD-LTETD-LTE關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)LTE系統(tǒng)多天線技術(shù)系統(tǒng)多天線技術(shù)p MIMO（Multiple Input Multiple Output） 不相關(guān)的各個(gè)天線上分別發(fā)送多個(gè)數(shù)據(jù)流； 利用多徑衰落，在不增加帶寬和天線發(fā)送功率的情況下，提高信道容量及頻譜利用率，下行數(shù)據(jù)的傳輸質(zhì)量。29TD-LTETD-LTE關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)LTE系統(tǒng)多天線技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)多天線技術(shù)應(yīng)用30TD-LTETD-LTE關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)傳輸分集技術(shù)傳輸分集技術(shù) 復(fù)雜和動(dòng)態(tài)的無線信道復(fù)雜和動(dòng)態(tài)的無線信道 快衰落和慢

19、衰落；大尺度衰落與小尺度衰落； 平坦衰落與頻率選擇性衰落31TD-LTETD-LTE關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)常用發(fā)射分集天線常用發(fā)射分集天線下行用戶數(shù)據(jù)的功率分配下行用戶數(shù)據(jù)的功率分配CL TxD SCTDSTTDTSTD發(fā)射分集天線發(fā)射分集天線P-CCPCH的分集的分集發(fā)送。這種方式發(fā)送。這種方式占用了碼道的資占用了碼道的資源，只能對(duì)少數(shù)源，只能對(duì)少數(shù)重要的碼道使用重要的碼道使用所有用戶都由相所有用戶都由相同的天線發(fā)送，同的天線發(fā)送，且一起在不同的且一起在不同的天線間切換天線間切換可以用一個(gè)簡(jiǎn)單可以用一個(gè)簡(jiǎn)單的線性變換實(shí)現(xiàn)的線性變換實(shí)現(xiàn)分集信號(hào)的分集信號(hào)的分離分離和最大似然檢測(cè)。和最大似然檢測(cè)。根據(jù)

20、實(shí)際信道條根據(jù)實(shí)際信道條件確定各天線信件確定各天線信號(hào)的加權(quán)系數(shù)，號(hào)的加權(quán)系數(shù)，實(shí)現(xiàn)分集發(fā)送。實(shí)現(xiàn)分集發(fā)送。32TD-LTETD-LTE關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)傳輸分集：傳輸分集： TSTDTSTD (Time Switched Transmit Diversity) 在任意時(shí)刻只有一個(gè)天線被激活 一個(gè)數(shù)據(jù)流在多根天線中進(jìn)行選擇發(fā)送LTE系統(tǒng)上行天線選擇技術(shù)可以看作是TSTD的一個(gè)特例33TD-LTETD-LTE關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)傳輸分集：傳輸分集： FSTDLTE系統(tǒng)并沒有直接采用FSTD技術(shù)，而是與其他傳輸分集技術(shù)結(jié)合起來使用34TD-LTETD-LTE關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)傳輸分集傳輸分集SFBC+FS

21、TD LTE支持SFBC與FSTD結(jié)合的傳輸分集方式 35TD-LTETD-LTE關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)MIMO應(yīng)用方式：波束賦形與應(yīng)用方式：波束賦形與Pre-coding 接收波束賦形 MRC 接收分集 適用于任何天線間距 Null Steering Beamformer 抑制強(qiáng)干擾 適用于小天線間距 發(fā)送波束賦形 MRT 發(fā)送分集 適用于任何天線間距 Null Steering Beamformer 抑制強(qiáng)干擾 適用于小天線間距36TD-LTETD-LTE關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)波束賦形波束賦形 傳統(tǒng)波束賦形 小間距的天線陣列，使用較多天線單元 提高峰值速率，小區(qū)覆蓋，降低小區(qū)間干擾 37TD-LTET

22、D-LTE關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)波束賦形波束賦形 基于預(yù)編碼的波束賦形 大間距的天線陣列，或者極化天線陣列 通過碼本選擇和反饋，即終端通過進(jìn)行下行方向的信道估計(jì)，從已知的碼本中選擇下一次傳輸?shù)馁x形權(quán)值，并反饋給基站。 38TD-LTETD-LTE關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)波束賦形波束賦形當(dāng)接收端也存在多根天線時(shí)，接收端也可以利用多根天線降低用戶間干擾，其主要的原理是通過對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行加權(quán)，抑制強(qiáng)干擾，稱為IRC（Interference Rejection Combining） 下行上行39TD-LTETD-LTE關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)MIMO技術(shù)與多用戶分集技術(shù)與多用戶分集多用戶分集 當(dāng)存在大量用戶時(shí)，每一個(gè)用戶

23、經(jīng)歷的信道都是獨(dú)立衰落的用戶所經(jīng)歷的信道是強(qiáng)壯的。從系統(tǒng)的角度來看，如果被調(diào)度的用戶所經(jīng)歷的信道越強(qiáng)壯，那么系統(tǒng)獲得多用戶分集增益越多MU-MIMO擴(kuò)大了可調(diào)度的資源集合 Virtual MIMO使得用戶可以在某一個(gè)時(shí)刻和頻率上，總是能夠找到一個(gè)選擇與其他用戶相同的時(shí)頻資源。 下行MU-MIMO，增加了一個(gè)可調(diào)度的維度，用戶不僅可以在時(shí)域和頻域上進(jìn)行調(diào)度，同時(shí)還可以在空域（波束域）進(jìn)行調(diào)度40TD-LTETD-LTE關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)MIMO應(yīng)用方式：空間復(fù)用應(yīng)用方式：空間復(fù)用 天線配置MxN，NM 在發(fā)送端的不同天線上發(fā)送不同的數(shù)據(jù)流，接收端通過N根天線接收到的向量為： 其中x為發(fā)送的符號(hào)向量

24、，Mx1 y為接收到的符號(hào)向量，Nx1 H為空間信道矩陣，NxM W為噪聲向量，Nx1wHxy41TD-LTETD-LTE關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)空間復(fù)用空間復(fù)用 MU-MIMO 基站將占用相同時(shí)頻資源的多個(gè)數(shù)據(jù)流發(fā)送給不同用戶 下行同時(shí)支持SU-MIMO和MU-MIMO SU-MIMO(SDM)MU-MIMO(SDMA)42TD-LTETD-LTE關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)空間復(fù)用空間復(fù)用 MU-MIMO LTE上行不支持MU-MIMO 上行只支持虛擬MIMO，即每一個(gè)終端均發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)流，但是兩個(gè)或者更多的數(shù)據(jù)流占用相同的時(shí)頻資源，這樣從基站接收機(jī)來看，這些來自不同終端的數(shù)據(jù)流，可以被看作來自同一個(gè)終端上不

25、同天線的數(shù)據(jù)流，從而構(gòu)成一個(gè)MIMO系統(tǒng) SU-MIMOMU-MIMO43TD-LTETD-LTE關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)多天線技術(shù)：分集、空間復(fù)用和波束賦形多天線技術(shù)：分集、空間復(fù)用和波束賦形多路信道傳輸同樣信息多路信道同時(shí)傳輸不同信息多路天線陣列賦形成單路信號(hào)傳輸包括時(shí)間分集，空間分集和頻率分集提高接收的可靠性和提高覆蓋適用于需要保證可靠性或覆蓋的環(huán)境理論上成倍提高峰值速率適合密集城區(qū)信號(hào)散射多地區(qū)，不適合有直射信號(hào)的情況最大比合并最小均方誤差或串行干擾刪除波束賦形（波束賦形（BeamformingBeamforming）發(fā)射分集發(fā)射分集 分集合并通過對(duì)信道的準(zhǔn)確估計(jì)，針對(duì)用戶形成波束，降低用戶間

26、干擾可以提高覆蓋能力，同時(shí)降低小區(qū)內(nèi)干擾，提升系統(tǒng)吞吐量空間復(fù)用空間復(fù)用44TD-LTETD-LTE關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)天線模式相關(guān)概念“碼字”與“流”的概念相同，LTE目前有單流或雙流；信道條件好時(shí)，可使用雙流-空間復(fù)用信道條件不好時(shí)，可切換成分集模式或波束賦形層與秩（rank）的概念相同，秩為1，2，3，4，表示任一時(shí)刻終端和基站間的獨(dú)立傳播信道的個(gè)數(shù)公共導(dǎo)頻的邏輯天線端口有1、2、4三種情況也就是說，即便最多可使用4個(gè)邏輯天線進(jìn)行空間復(fù)用傳輸，仍然只傳輸兩個(gè)信息流45TD-LTETD-LTE關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)典型傳輸模式中對(duì)應(yīng)的基本概念傳輸模式傳輸模式流流秩秩邏輯天線端口數(shù)邏輯天線端口數(shù)物理天

27、線物理天線數(shù)數(shù)CRSDRS發(fā)射分集發(fā)射分集1 11 12 2N/A2828空間復(fù)用空間復(fù)用1 11 12 22 22 228282 22 22 228283 34 48 84 44 48 8波束賦型波束賦型 1 11 12 21 18 81 12 22 22 28 8 波束賦型中的業(yè)務(wù)信道與控制信道使用的參考信號(hào)不同： 業(yè)務(wù)信道使用Port 5專用參考信號(hào)（單流波束賦形）或Port 7,8(雙流波束賦形） 控制信道使用2天線端口發(fā)射分集模式這意味著，這意味著，TD-LTE中的波束賦形僅僅是業(yè)務(wù)信道的（解調(diào)用參考信號(hào)在中的波束賦形僅僅是業(yè)務(wù)信道的（解調(diào)用參考信號(hào)在port 5和業(yè)務(wù)和業(yè)務(wù)信道一起

28、發(fā)送），控制信道仍然采用全向方式發(fā)送給終端信道一起發(fā)送），控制信道仍然采用全向方式發(fā)送給終端46TD-LTETD-LTE關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)LTE傳輸模式-概述ModeMode傳輸模式傳輸模式技術(shù)描述技術(shù)描述應(yīng)用場(chǎng)景應(yīng)用場(chǎng)景1 1單天線傳輸信息通過單天線進(jìn)行發(fā)送無法布放雙通道室分系統(tǒng)的室內(nèi)站2 2發(fā)射分集同一信息的多個(gè)信號(hào)副本分別通過多個(gè)衰落特性相互獨(dú)立的信道進(jìn)行發(fā)送信道質(zhì)量不好時(shí)，如小區(qū)邊緣3 3開環(huán)空間復(fù)用 終端不反饋信道信息，發(fā)射端根據(jù)預(yù)定義的信道信息來確定發(fā)射信號(hào)信道質(zhì)量高且空間獨(dú)立性強(qiáng)時(shí)4 4閉環(huán)空間復(fù)用 需要終端反饋信道信息，發(fā)射端采用該信息進(jìn)行信號(hào)預(yù)處理以產(chǎn)生空間獨(dú)立性信道質(zhì)量高且空

29、間獨(dú)立性強(qiáng)時(shí)。終端靜止時(shí)性能好5 5多用戶MIMO 基站使用相同時(shí)頻資源將多個(gè)數(shù)據(jù)流發(fā)送給不同用戶，接收端利用多根天線對(duì)干擾數(shù)據(jù)流進(jìn)行取消和零陷。6 6單層閉環(huán)空間復(fù)用 終端反饋RI=1時(shí)，發(fā)射端采用單層預(yù)編碼，使其適應(yīng)當(dāng)前的信道7 7單流Beamforming發(fā)射端利用上行信號(hào)來估計(jì)下行信道的特征，在下行信號(hào)發(fā)送時(shí)，每根天線上乘以相應(yīng)的特征權(quán)值，使其天線陣發(fā)射信號(hào)具有波束賦形效果信道質(zhì)量不好時(shí)，如小區(qū)邊緣8 8雙流Beamforming結(jié)合復(fù)用和智能天線技術(shù)，進(jìn)行多路波束賦形發(fā)送，既提高用戶信號(hào)強(qiáng)度，又提高用戶的峰值和均值速率 傳輸模式是針對(duì)單個(gè)終端的。同小區(qū)不同終端可以有不同傳輸模式 eN

30、B自行決定某一時(shí)刻對(duì)某一終端采用什么傳輸模式，并通過RRC信令通知終端 模式3到模式8中均含有發(fā)射分集。當(dāng)信道質(zhì)量快速惡化時(shí)，eNB可以快速切換到模式內(nèi)發(fā)射分集模式47TD-LTETD-LTE關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)不同不同MIMOMIMO方式的比較方式的比較MIMO方式碼字層映射預(yù)編碼 天線端口映射天線端口單端口/非賦形 單碼字 透?jìng)魍競(jìng)魍競(jìng)?扇區(qū)賦形 AP 0單端口/賦形單碼字 透?jìng)魍競(jìng)鲃?dòng)態(tài)賦形AP 5空間復(fù)用單碼字雙碼字串并變換 CDD/動(dòng)態(tài)預(yù)編碼透?jìng)?扇區(qū)賦形 AP 03傳輸分集單碼字 串并變換 SFBC透?jìng)?扇區(qū)賦形 AP 03公共導(dǎo)頻N/AN/AN/A透?jìng)?扇區(qū)賦形 AP 03專用導(dǎo)頻N/

31、AN/AN/A動(dòng)態(tài)形賦AP 5傳輸模式是不同傳輸模式是不同MIMO方式的組合，每種傳輸模式中都有傳輸分集方式的組合，每種傳輸模式中都有傳輸分集/或單端口或單端口AP0，便于模，便于模式切換以及在出現(xiàn)突發(fā)情況時(shí)可以快速的回退到傳輸分集式切換以及在出現(xiàn)突發(fā)情況時(shí)可以快速的回退到傳輸分集/或單端口或單端口AP0 MIMO方式方式48TD-LTETD-LTE關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)傳輸模式的選擇傳輸模式的選擇主要考慮因素 需要?jiǎng)討B(tài)調(diào)度的業(yè)務(wù)類型 業(yè)務(wù)量 時(shí)延要求反饋 信道相關(guān)性 移動(dòng)速度反饋 TDD/FDD其他限制因素 資源分配資源的限制 反饋資源的限制 SRS資源的限制用戶業(yè)務(wù)量信道相關(guān)性移動(dòng)速度其他TM2

32、（傳輸分集）低未知/低未知/高TM3（開環(huán)SM）高低未知/高TM4（閉環(huán)SM）高低低TM5（MU-MIMO）低/高低低系統(tǒng)負(fù)載較重時(shí)TM7（AP5：BF）低高低/高TM1（AP0）N/AN/AN/A天線端口失效室內(nèi)SDMA？49Page49p 下行物理信道一般處理流程下行物理信道一般處理流程加擾加擾調(diào)制調(diào)制層映射層映射預(yù)編碼預(yù)編碼RE映射映射OFDM信信號(hào)產(chǎn)生號(hào)產(chǎn)生TD-LTETD-LTE關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)50TD-LTETD-LTE關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)LTE傳輸模式-發(fā)射分集（Mode 2） （頻率偏移發(fā)射分集） (空頻塊編碼） 天線端口0傳原始調(diào)制符號(hào) 天線端口1傳原始符號(hào)的變換符號(hào) 天線端口0

33、與2(1與3）為一個(gè)天線端口對(duì)，二者之間為SFBC；天線端口0與1在頻域上交替?zhèn)魉驮夹盘?hào)，二者之間為FSTD;2與3傳送相應(yīng)的交換信號(hào),亦為FSTD。 發(fā)射分集利用了天線間的弱相關(guān)性，在天線對(duì)上傳送原始信號(hào)及其變換符號(hào)（一般為原始符號(hào)的共軛），提高信號(hào)傳輸?shù)目煽啃浴?既可用于業(yè)務(wù)信道，又可用于控制信道。兩天線端口兩天線端口-SFBC四天線端口四天線端口-SFBC+FSTD51TD-LTETD-LTE關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)LTELTE傳輸模式傳輸模式- -空間復(fù)用（空間復(fù)用（Mode 3,4,6Mode 3,4,6）普通的空間復(fù)用，接收端和發(fā)送端無信息交互 基于非碼本的預(yù)編碼： 基于終端提供的SRS

34、(探測(cè)參考信號(hào))或DMRS(解調(diào)參考信號(hào))獲得的CSI，基站自行計(jì)算出預(yù)編碼矩陣 基于碼本的預(yù)編碼： 基于終端直接反饋的PMI(預(yù)編碼矩陣索引號(hào))從碼本中選擇預(yù)編碼矩陣 空間復(fù)用利用了天線間空間信道的弱相關(guān)性，在相互獨(dú)立的信道上傳送不同的數(shù)據(jù)流，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆逯邓俾手粦?yīng)用于下行業(yè)務(wù)信道（為了確保傳輸，控制信道普遍采用發(fā)送分集）開環(huán)空間復(fù)用開環(huán)空間復(fù)用閉環(huán)空間復(fù)用閉環(huán)空間復(fù)用52TD-LTETD-LTE關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)LTELTE傳輸模式傳輸模式- -波束賦形（波束賦形（Mode 7Mode 7，8 8）兩個(gè)波束傳遞相同信息，獲得分集增益+賦型增益兩個(gè)波束傳遞不同信息，獲得復(fù)用增益+賦型增益產(chǎn)

35、生定向波束，獲得賦型增益定義定義 波束賦型是發(fā)射端對(duì)數(shù)據(jù)先加權(quán)再發(fā)送，形成窄的發(fā)射波束，將能量對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)用戶，提高目標(biāo)用戶的信噪比，從而提高用戶的接收性能。特點(diǎn)特點(diǎn)單流單流beamforming雙流雙流beamforming波束賦型只應(yīng)用于業(yè)務(wù)信道 控制信道仍使用發(fā)射分集保證全小區(qū)覆蓋（類比于TD-SCDMA中PCCPCH也是廣播發(fā)射）可以不需要終端反饋信道信息 平均路損和來波方向可通過基站測(cè)量終端發(fā)射的SRS（Sounding Reference Signal，探測(cè)參考信號(hào)，類比于TD-SCDMA里的midamble碼）53TD-LTETD-LTE關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)LTELTE上行天線技術(shù)：接收

36、分集上行天線技術(shù)：接收分集接收機(jī)使用來自多個(gè)信道的副本信息能比較正確的恢復(fù)出原發(fā)送信號(hào)，從而獲得分集增益。手機(jī)受電池容量限制，因此在上行鏈路中采用接收分集也可有效降低手機(jī)發(fā)射功率 MRC （最大比合并）線性合并后的信噪比達(dá)到最大化 相干合并：信號(hào)相加時(shí)相位是對(duì)齊的 越強(qiáng)的信號(hào)采用越高的權(quán)重適用場(chǎng)景：白噪或干擾無方向性的場(chǎng)景原理 IRC（干擾抑制合并）（干擾抑制合并） 合并后的SINR達(dá)到最大化 有用信號(hào)方向得到高的增益 干擾信號(hào)方向得到低的增益 適用場(chǎng)景：干擾具有較強(qiáng)方向性的場(chǎng)景。接收分集的主要算法：MRC &IRC 由于IRC在最大化有用信號(hào)接收的同時(shí)能最小化干擾信號(hào)，故通常情況IR

37、C優(yōu)于MRC 天線數(shù)越多及干擾越強(qiáng)時(shí)，天線數(shù)越多及干擾越強(qiáng)時(shí)，IRC增益越大增益越大 IRC需進(jìn)行干擾估計(jì)，計(jì)算復(fù)雜度較大需進(jìn)行干擾估計(jì)，計(jì)算復(fù)雜度較大性能比較初期引入建議：初期引入建議： IRC性能較好，故建議廠商支持IRC 鑒于IRC復(fù)雜度較大，廠商初期可能較難支持，故同時(shí)要求MRC 54TD-LTETD-LTE關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)多天線技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景舉例多天線技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景舉例55Physical Layer Compared to HSPA56TD-LTETD-LTE物理層物理層信道帶寬(系統(tǒng)系統(tǒng)) 支持的信道帶寬（Channel Bandwidth） 1.4MHz，3.0MHz，5MHz，1

38、0MHz，15MHz以及以及20MHz LTE系統(tǒng)上下行的信道帶寬可以不同系統(tǒng)上下行的信道帶寬可以不同 下行信道帶寬大小通過主廣播信息（MIB）進(jìn)行廣播）進(jìn)行廣播 上行信道帶寬大小通過系統(tǒng)信息（SIB）進(jìn)行廣播）進(jìn)行廣播57TD-LTETD-LTE物理層物理層雙工方式FDD:上行傳輸和下行傳輸在不同的載波頻段上進(jìn)行TDD:上行傳輸和下行傳輸在相同的載波頻段上進(jìn)行基站/終端在不同的時(shí)間進(jìn)行信道的發(fā)送/接收或者接收/發(fā)送H-FDD:上行傳輸和下行傳輸在不同的載波頻段上進(jìn)行基站/終端在不同的時(shí)間進(jìn)行信道的發(fā)送/接收或者接收/發(fā)送H-FDD與FDD的差別在于終端不允許同時(shí)進(jìn)行信號(hào)的發(fā)送與接收，即H-F

39、DD基站與FDD基站相同，但是H-FDD終端相對(duì)FDD終端可以簡(jiǎn)化，只保留一套收發(fā)信機(jī)并節(jié)省雙工器的成本。58TD-LTETD-LTE物理層物理層幀結(jié)構(gòu)幀結(jié)構(gòu) FDD幀結(jié)構(gòu)- 幀結(jié)構(gòu)類型1，適用于FDD與HD FDD 一個(gè)長(zhǎng)度為10ms的無線幀由10個(gè)長(zhǎng)度為1ms的子幀構(gòu)成 每個(gè)子幀由兩個(gè)長(zhǎng)度為0.5ms的時(shí)隙構(gòu)成. （Ts=1/(15000*2048)=32.55ns）59TD-LTETD-LTE物理層物理層子幀: 1ms時(shí)隙0.5ms#0DwPTS特殊子幀: 1ms#2#3#4半幀: 5ms半幀: 5ms幀幀: 10msGPUpPTSTD-LTE幀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 無論是正常子幀還是特殊子幀，長(zhǎng)

40、度均為1ms。FDD子幀長(zhǎng)度也是1ms。 一個(gè)無線幀分為兩個(gè)5ms半幀，幀長(zhǎng)10ms。和FDD LTE的幀長(zhǎng)一樣。 特殊子幀 DwPTS + GP + UpPTS = 1msDL-UL ConfigurationSwitch-point periodicitySubframe number012345678905 msDSUUUDSUUU15 msDSUUDDSUUD25 msDSUDDDSUDD310 msDSUUUDDDDD410 msDSUUDDDDDD510 msDSUDDDDDDD65 msDSUUUDSUUD TD-LTE上下行配比表轉(zhuǎn)換周期為5ms表示每5ms有一個(gè)特殊時(shí)隙。這類

41、配置因?yàn)?0ms有兩個(gè)上下行轉(zhuǎn)換點(diǎn)，所以HARQ的反饋較為及時(shí)。適用于對(duì)時(shí)延要求較高的場(chǎng)景轉(zhuǎn)換周期為10ms表示每10ms有一個(gè)特殊時(shí)隙。這種配置對(duì)時(shí)延的保證略差一些，但是好處是10ms只有一個(gè)特殊時(shí)隙，所以系統(tǒng)損失的容量相對(duì)較小60TD-LTETD-LTE物理層物理層61TD-LTETD-LTE物理層物理層 對(duì)于下行鏈路OFDM符號(hào)，CP有如下三種形式：62TD-LTETD-LTE物理層物理層 對(duì)應(yīng)于每一種CP形式，時(shí)隙結(jié)構(gòu)也有所不同：63TD-LTETD-LTE物理層物理層特殊子幀特殊子幀 TD-LTE特殊子幀繼承了TD-SCDMA的特殊子幀設(shè)計(jì)思路，由DwPTS，GP和UpPTS組成。

42、TD-LTE的特殊子幀可以有多種配置，用以改變DwPTS，GP和UpPTS的長(zhǎng)度。但無論如何改變，DwPTS + GP + UpPTS永遠(yuǎn)等于1ms特殊子幀配置Normal CPDwPTSGPUpPTS0310119412103131121412115392693271022811121msGPDwPTSUpPTS1msGPDwPTSUpPTS TD-LTE的特殊子幀配置和上下行時(shí)隙配置沒有制約關(guān)系，可以相對(duì)獨(dú)立的進(jìn)行配置 目前廠家支持10:2:2（以提高下行吞吐量為目的）和3:9:2（以避免遠(yuǎn)距離同頻干擾或某些TD-S配置引起的干擾為目的），隨著產(chǎn)品的成熟，更多的特殊子幀配置會(huì)得到支持64T

43、D-LTETD-LTE物理層物理層DwPTS 主同步信號(hào)PSS在DwPTS上進(jìn)行傳輸 DwPTS上最多能傳兩個(gè)PDCCH OFDM符號(hào)（正常時(shí)隙能傳最多3個(gè)） 只要DwPTS的符號(hào)數(shù)大于等于9，就能傳輸數(shù)據(jù)（參照上頁(yè)特殊子幀配置） TD-SCDMA的DwPTS承載下行同步信道DwPCH，采用規(guī)定功率覆蓋整個(gè)小區(qū)，UE從DwPTS上獲得與小區(qū)的同步 TD-SCDMA的DwPTS無法傳輸數(shù)據(jù)，所以TD-LTE在這方面是有提高的。如果小區(qū)覆蓋距離和遠(yuǎn)距離同頻干擾不構(gòu)成限制因素（在這種情況下應(yīng)該采用較大的GP配置），推薦將DwPTS配置為能夠傳輸數(shù)據(jù)65TD-LTETD-LTE物理層物理層UpPTSU

44、pPTS可以發(fā)送短RACH（做隨機(jī)接入用）和SRS（Sounding參考信號(hào)，詳細(xì)介紹見后）根據(jù)系統(tǒng)配置，是否發(fā)送短RACH或者SRS都可以用獨(dú)立的開關(guān)控制因?yàn)橘Y源有限（最多僅占兩個(gè)OFDM符號(hào)），UpPTS不能傳輸上行信令或數(shù)據(jù)TD-SCDMA的UpPTS承載Uppch，用來進(jìn)行隨機(jī)接入66TD-LTETD-LTE物理層物理層物理資源概念67TD-LTETD-LTE關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)上下行資源單位信道類型信道類型信道名稱信道名稱資源調(diào)度單位資源調(diào)度單位資源位置資源位置控制控制信道信道PCFICHREG占用4個(gè)REG，系統(tǒng)全帶寬平均分配 時(shí)域：下行子幀的第一個(gè)OFDM符號(hào)PHICHREG最少占用

45、3個(gè)REG時(shí)域：下行子幀的第一或前三個(gè)OFDM符號(hào)PDCCHCCE下行子幀中前1/2/3個(gè)符號(hào)中除了PCFICH、PHICH、參考信號(hào)所占用的資源PBCHN/A頻域：頻點(diǎn)中間的72個(gè)子載波時(shí)域：每無線幀subframe 0第二個(gè)slotPUCCH位于上行子幀的頻域兩邊邊帶上業(yè)務(wù)信道業(yè)務(wù)信道PDSCHPUSCHRB除了分配給控制信道及參考信號(hào)的資源頻率CCE：Control Channel Element。CCE = 9 REGREG：RE group，資源粒子組。REG = 4 RERE：Resource Element。 LTE最小的時(shí)頻資源單位。頻域上占一個(gè)子載波（15kHz)，時(shí)域上占一

46、個(gè)OFDM符號(hào)(1/14ms)RB：Resource Block。LTE系統(tǒng)最常見的調(diào)度單位，上下行業(yè)務(wù)信道都以RB為單位進(jìn)行調(diào)度。RB = 84RE。左圖即為一個(gè)RB。時(shí)域上占7個(gè)OFDM符號(hào)，頻域上占12個(gè)子載波時(shí)間1個(gè)OFDM符號(hào)1個(gè)子載波LTE RB資源示意圖68LTELTE物理資源分配物理資源分配69TD-LTETD-LTE物理層物理層70TD-LTETD-LTE物理層物理層邏輯、傳輸、物理信道下行信道映射關(guān)系下行信道映射關(guān)系上行信道映射關(guān)系上行信道映射關(guān)系 邏輯信道邏輯信道定義傳送信息的類型，這些數(shù)據(jù)流是包括所有用戶的數(shù)據(jù)。 傳輸信道傳輸信道是在對(duì)邏輯信道信息進(jìn)行特定處理后再加上傳

47、輸格式等指示信息后的數(shù)據(jù)流。 物理信道物理信道是將屬于不同用戶、不同功用的傳輸信道數(shù)據(jù)流分別按照相應(yīng)的規(guī)則確定其 載頻、 擾碼、擴(kuò)頻碼、開始結(jié)束時(shí)間等進(jìn)行相關(guān)的操作，并在最終調(diào)制為模擬射頻信號(hào)發(fā)射出去； 不同物理信道上的數(shù)據(jù)流分別屬于不同的用戶或者是不同的功用。 71TD-LTETD-LTE物理層物理層物理信道簡(jiǎn)介信道類型信道類型信道名稱信道名稱TD-STD-S類似類似信道信道功能簡(jiǎn)介功能簡(jiǎn)介控制信道控制信道PBCH(物理廣播信道）PCCPCHMIBPDCCH（下行物理控制信道)HS-SCCH傳輸上下行數(shù)據(jù)調(diào)度信令上行功控命令尋呼消息調(diào)度授權(quán)信令RACH響應(yīng)調(diào)度授權(quán)信令PHICH(HARQ指示

48、信道）HS-SICH傳輸控制信息HI（ACK/NACK)PCFICH（控制格式指示信道）N/A指示PDCCH長(zhǎng)度的信息PRACH（隨機(jī)接入信道）PRACH用戶接入請(qǐng)求信息PUCCH（上行物理控制信道）ADPCH傳輸上行用戶的控制信息，包括CQI, ACK/NAK反饋，調(diào)度請(qǐng)求等。 業(yè)務(wù)信道業(yè)務(wù)信道PDSCH（下行物理共享信道）PDSCHRRC相關(guān)信令、SIB、paging 消息、下行用戶數(shù)據(jù)PUSCH（上行物理控制信道）PUSCH上行用戶數(shù)據(jù)，用戶控制信息反饋，包括CQI,PMI,RI72TD-LTETD-LTE物理層物理層主同步信道（PSCH）在正常CP的FDD幀結(jié)構(gòu)中，PSCH位于一幀中第

49、0個(gè)slot和第10個(gè)slot的最后一個(gè)（第七個(gè)）OFDM符號(hào)；主同步信號(hào)是由Zadoff-Chu序列產(chǎn)生，序列的映射取決于幀結(jié)構(gòu)，同步序列占用系統(tǒng)帶寬中央的1.08MHZ，除去左右各5個(gè)空間子載波，用于提供干擾保護(hù)，ZC序列映射到其余62個(gè)子載波上。73TD-LTETD-LTE物理層物理層主同步信道（PSCH）74TD-LTETD-LTE物理層物理層輔同步信道（SSCH）在正常CP的FDD幀結(jié)構(gòu)中，SSCH位于一幀中第0個(gè)slot和第10個(gè)slot的第6個(gè)OFDM符號(hào)。輔同步信號(hào)是由兩個(gè)長(zhǎng)度為31的二進(jìn)制序列交織級(jí)聯(lián)產(chǎn)生，而每個(gè)二進(jìn)制序列又是由一個(gè)長(zhǎng)度為31的M序列通過循環(huán)移位獲得的。級(jí)聯(lián)的

50、序列使用擾序列進(jìn)行加擾，加擾序列由主同步信號(hào)給出。序列的映射取決于幀結(jié)構(gòu)，而且序列占用系統(tǒng)帶寬中央的1.08MHZ帶寬，映射方式同主同步信道。75TD-LTETD-LTE物理層物理層SCH配置不同的同步信號(hào)來區(qū)分不同的小區(qū)，包括PSS和SSS。 P-SCH P-SCH (主同步信道）：符號(hào)同步，部分Cell ID檢測(cè),3個(gè)小區(qū)ID. S-SCHS-SCH（輔同步信道）：幀同步，CP長(zhǎng)度檢測(cè)和Cell group ID檢測(cè)，168個(gè)小區(qū)組ID.時(shí)域結(jié)構(gòu)時(shí)域結(jié)構(gòu)頻域結(jié)構(gòu)頻域結(jié)構(gòu) SCH(同步信道同步信道)PSSPSS位于位于DwPTSDwPTS的第三個(gè)符號(hào)的第三個(gè)符號(hào)SSSSSS位于位于5ms5m

51、s第一個(gè)子幀的最后一個(gè)第一個(gè)子幀的最后一個(gè)符號(hào)符號(hào)小區(qū)搜索需要支持可擴(kuò)展的系統(tǒng)帶寬：小區(qū)搜索需要支持可擴(kuò)展的系統(tǒng)帶寬： 1.4/3/5/10/20MHz 1.4/3/5/10/20MHz SCH (P/S-SCH) SCH (P/S-SCH)占用的占用的7272子載波位于子載波位于系統(tǒng)帶寬中心位置系統(tǒng)帶寬中心位置76TD-LTETD-LTE物理層物理層PCI概述LTE系統(tǒng)提供504個(gè)物理層小區(qū)ID(即PCI)，和TD-SCDMA系統(tǒng)的128個(gè)擾碼概念類似。網(wǎng)管配置時(shí)，為小區(qū)配置0503之間的一個(gè)號(hào)碼即可?；靖拍罨靖拍钚^(qū)小區(qū)IDID獲取方式獲取方式在TD-SCDMA系統(tǒng)中，UE解出小區(qū)擾碼

52、序列（共有128種可能性），即可獲得該小區(qū)ID。LTE的方式類似，不同的是UE需要解出兩個(gè)序列：主同步序列（PSS，共有3種可能性）和輔同步序列（SSS，共有168種可能性）。由兩個(gè)序列的序號(hào)組合，即可獲取該小區(qū)ID。配置原則配置原則 因?yàn)镻CI直接決定了小區(qū)同步序列，并且多個(gè)物理信道的加擾方式也和PCI相關(guān)，所以相鄰小區(qū)的PCI不能相同以避免干擾。77TD-LTETD-LTE物理層物理層PCI概述78TD-LTETD-LTE物理層物理層PBCH配置 頻域：對(duì)于不同的帶寬，都占用中間的頻域：對(duì)于不同的帶寬，都占用中間的1.08MHz 1.08MHz （7272個(gè)子載波）進(jìn)行傳輸個(gè)子載波）進(jìn)行傳

53、輸 時(shí)域：映射在每個(gè)時(shí)域：映射在每個(gè)5ms 5ms 無線幀的無線幀的subframe0subframe0里的第二個(gè)里的第二個(gè)slotslot的前的前4 4個(gè)個(gè)OFDMOFDM符號(hào)上符號(hào)上 周期：周期：PBCHPBCH周期為周期為40ms40ms，每，每10ms10ms重復(fù)發(fā)送一次，終端可以通過重復(fù)發(fā)送一次，終端可以通過4 4次中的任一次接收次中的任一次接收解調(diào)出解調(diào)出BCHBCH PBCH(廣播信道廣播信道) 廣播消息：廣播消息：MIB&SIBMIB&SIBMIBMIB在在PBCHPBCH上傳輸上傳輸, ,包含了接入包含了接入LTELTE系統(tǒng)所系統(tǒng)所需要的最基本的信息：需要的最

54、基本的信息：下行系統(tǒng)帶寬下行系統(tǒng)帶寬PHICHPHICH資源指示資源指示系統(tǒng)幀號(hào)系統(tǒng)幀號(hào)(SFN(SFN）CRCCRC使用使用maskmask的方式的方式天線數(shù)目的信息等天線數(shù)目的信息等 SIBSIB在在DL-SCHDL-SCH上傳輸，映射到物理信道上傳輸，映射到物理信道PDSCH PDSCH ，攜帶如下信息：攜帶如下信息：一個(gè)或者多個(gè)一個(gè)或者多個(gè)PLMNPLMN標(biāo)識(shí)標(biāo)識(shí)Track area codeTrack area code小區(qū)小區(qū)IDIDUEUE公共的無線資源配置信息公共的無線資源配置信息同、異頻或不同技術(shù)網(wǎng)絡(luò)的小區(qū)重選信息同、異頻或不同技術(shù)網(wǎng)絡(luò)的小區(qū)重選信息 SIB1SIB1固定位置

55、在固定位置在#5#5子幀上傳輸，攜帶了子幀上傳輸，攜帶了DL/ULDL/UL時(shí)隙時(shí)隙配比，以及其他配比，以及其他SIBSIB的位置與索引等信息。的位置與索引等信息。SIB 1SIB 2SIB 3879TD-LTETD-LTE物理層物理層PBCH配置80TD-LTETD-LTE物理層物理層PCFICH & PHICH配置 PHICHPHICH的傳輸以的傳輸以PHICHPHICH組的形式，組的形式，PHICHPHICH組的個(gè)組的個(gè)數(shù)由數(shù)由PBCHPBCH指示。指示。 Ng=1/6,1/2,1,2 Ng=1/6,1/2,1,2 PHICH PHICH組數(shù)組數(shù)=Ng=Ng* *(100/8)(

56、100/8)（整數(shù)，取上限）（整數(shù)，取上限）=3=3，7 7，1313，2525PHICH min=3 PHICH max=25PHICH min=3 PHICH max=25 采用采用BPSKBPSK調(diào)制，傳輸上行信道反饋信息。調(diào)制，傳輸上行信道反饋信息。指示指示PDCCHPDCCH的長(zhǎng)度信息（的長(zhǎng)度信息（1 1、2 2或或3 3），在子幀的第一個(gè)），在子幀的第一個(gè)OFDMOFDM符號(hào)上發(fā)送，符號(hào)上發(fā)送，占用占用4 4個(gè)個(gè)REGREG，均勻分布在整個(gè)系統(tǒng)帶寬。均勻分布在整個(gè)系統(tǒng)帶寬。采用采用QPSKQPSK調(diào)制，攜帶一個(gè)子幀中用于傳輸調(diào)制，攜帶一個(gè)子幀中用于傳輸PDCCHPDCCH的的OFD

57、MOFDM符號(hào)數(shù)，傳輸格式。符號(hào)數(shù)，傳輸格式。小區(qū)級(jí)小區(qū)級(jí)shiftshift，隨機(jī)化干擾。，隨機(jī)化干擾。PCFICH( (物理層控制格式指示信道物理層控制格式指示信道) ) PHICH( (物理物理HARQHARQ指示信道指示信道) )關(guān)鍵技術(shù)幀結(jié)構(gòu)物理信道物理層過程81TD-LTETD-LTE物理層物理層82TD-LTETD-LTE物理層物理層物理下行控制信道（PDCCH）承載調(diào)度分配和其他控制信息，用于指示和PUSCH、PDSCH相關(guān)的格式、資源分配以及HARQ信息；在LTE中采用TDM方式復(fù)用下行控制信令，物理下行控制信道PDCCH放置在一個(gè)子幀的前n個(gè)（n小于等于3）OFDM符號(hào)，具

58、體的數(shù)目由PCFICH確定；PDCCH的映射由資源組REG和控制信道粒子CCE構(gòu)成，一個(gè)REG由4個(gè)頻域上并排的RE組成，即4個(gè)子載波1個(gè)OFDM符號(hào)，一個(gè)CCE則由若干個(gè)（一般取9個(gè)）REG構(gòu)成。在實(shí)際映射中，每個(gè)CCE應(yīng)占滿這個(gè)子幀內(nèi)PDCCH區(qū)域的所有的OFDM符號(hào)，以獲得盡可能長(zhǎng)的時(shí)域長(zhǎng)度。 83TD-LTETD-LTE物理層物理層PDCCH配置84TD-LTETD-LTE物理層物理層PDCCH配置-覆蓋頻域：占用所有的子載波頻域：占用所有的子載波 時(shí)域：占用每個(gè)子幀的前時(shí)域：占用每個(gè)子幀的前n n個(gè)個(gè)OFDMOFDM符號(hào)，符號(hào)，n=3nRSRQ=10lg100+(-82)-(-54)

59、=-8dB102TD-LTETD-LTE物理層物理層RS-CINRRS-CINRRS-CINR真正的RS信號(hào)質(zhì)量因?yàn)镽S在所有RE資源中均勻分布，所以RS-CINR一定程度上可以表征PDSCH（業(yè)務(wù)信道）信號(hào)質(zhì)量因?yàn)镽S-SINR沒有在3GPP進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，所以目前僅在外場(chǎng)測(cè)試中要求廠家提供RS-CINR，且不同廠家在實(shí)現(xiàn)中可能會(huì)有一定偏差103TD-LTETD-LTE物理層物理層上行參考信號(hào)DMRS（解調(diào)參考信號(hào)）（解調(diào)參考信號(hào)）在在PUCCH、PUSCH上傳輸，用于上傳輸，用于PUCCH和和PUSCH的相關(guān)解調(diào)的相關(guān)解調(diào)For PUSCH 每個(gè)每個(gè)slot(0.5ms) 一個(gè)一個(gè)RS，第，第

60、四個(gè)四個(gè)OFDM symbol For PUCCHACK 每個(gè)每個(gè)slot中間三個(gè)中間三個(gè)OFDM symbol為為RS For PUCCHCQI 每個(gè)每個(gè)slot兩個(gè)參考信號(hào)兩個(gè)參考信號(hào)SRS（探測(cè)參考信號(hào)）（探測(cè)參考信號(hào)） Sounding作用作用 上行信道估計(jì)，選擇上行信道估計(jì)，選擇MCS和和 上行頻率選擇性調(diào)度上行頻率選擇性調(diào)度 TDD系統(tǒng)中，估計(jì)上行信道系統(tǒng)中，估計(jì)上行信道矩陣矩陣H，用于下行波束賦形，用于下行波束賦形 Sounding周期周期 由高層通過由高層通過RRC 信令觸發(fā)信令觸發(fā)UE 發(fā)送發(fā)送SRS，包括一次性，包括一次性的的SRS 和周期性和周期性SRS 兩種方式兩種方式 周期性周期性SRS 支持支持2ms,5ms