TD-LTE基本原理培训课件

TD-LTETD-LTE基本原理培训基本原理培训提纲提纲1 12 2TD-LTETD-LTE关键技术原理关键技术原理3 3TD-LTETD-LTE帧结构与信道类型帧结构与信道类型2 2 4 4TD-LTETD-LTE的重要过程的重要过程1 1TD-LTETD-LTE产业发展情况产业发展情况LTELTE殊途同归之路殊途同归之路3TDMACDMAOFDMGPRS/EDGE3GPP阵营(GSM)WCDMAEV-DO Rel.0TD-SCDMAcdma2000 1x3GPP2阵营(CDMA)HSPATD-HSPAD0 Rel.ALTE-FDDTD-LTEWiMAX阵营Mobile WiMAX 802.16e802.16mLTE-Advanced(包括TD-LTE Ad)峰值速率 25/75Mbps小区吞吐量 8.65/16.31Mbps峰值速率 20/84Mbps小区吞吐量 9.8/20.4Mbps峰值速率 1.8/3.1Mbps小区吞吐量 0.4/0.8Mbps峰值速率：5.76/14.4Mbps小区吞吐量：1.5/2.5Mbps峰值速率：0.55/1.68Mbps小区吞吐量：0.36/1Mbps峰值速率 0.47/0.47Mbps小区吞吐量 0.47/0.47Mbps峰值速率 500Mbps1Gbps峰值速率 33/75Mbps峰值速率 500Mbps1Gbps2G3G3.9G4GLTE-ATD-LTETD-LTE是是LTELTE中的中的TDDTDD模式，是模式，是TD-SCDMATD-SCDMA标准的长期演进。标准的长期演进。LTELTE更高效、灵活更高效、灵活可变带宽可变带宽1.41.4、3 3、5 5、1010、1515、20MHz 20MHz 高速率高速率下行：下行：100Mbps100Mbps上行：上行：50Mbps50Mbps高效率高效率下行：下行：5bit/S/Hz5bit/S/Hz上行：上行：2.5bit/S/Hz2.5bit/S/Hz低时延低时延控制面：控制面：100ms100ms用户面：用户面：10ms10msLTELTE是是3GPP3GPP为了保证未来为了保证未来1010年年3GPP3GPP系列技术的生命力，系列技术的生命力，抵御来自非抵御来自非3GPP3GPP阵营技术阵营技术的竞争而启动的最大规模的竞争而启动的最大规模的标准项目。的标准项目。DoCoMo：5MHzVerizon：10MHz香港公司：15MHz可同频组网LTELTE具有扁平化网络结构具有扁平化网络结构EPCEPCE-UTRANE-UTRAN用户接入时延用户接入时延2s2s100ms100ms业务端到端时延业务端到端时延 100ms100ms20ms20ms网络结构扁平化优点：提升用户感网络结构扁平化优点：提升用户感受、减少网络建设投资受、减少网络建设投资TD-LTE网络结构TD-SCDMA网络结构2004 2005 2006 2007 2008 2009 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 20132010 2011 2012 201320042004年年1212月月LTELTE研究项目正研究项目正式立项（式立项（SISI启动）启动）20062006年年9 9月月LTE SILTE SI阶段完成，阶段完成，WIWI阶段开始阶段开始20072007年年1111月月中国移动联合中国移动联合2727家公家公司主导提出了司主导提出了LTE-LTE-TDDTDD融合帧结构的建融合帧结构的建议，形成帧结构兼容议，形成帧结构兼容形式形式20082008年底年底R8R8版本冻结版本冻结单流单流BeamformingBeamforming多址方式多址方式OFDMA/SC-FDMAOFDMA/SC-FDMA支持多流传输，支持多流传输，MIMOMIMO上下行均支持上下行均支持64QAM64QAM20092009年年1212月月R9R9冻结冻结Home eNBHome eNB增强增强支持双流支持双流BFBFSONSONeMBMSeMBMSTD-LTETD-LTE家庭基站家庭基站20112011年年6 6月月R10R10冻结冻结增强的上下行增强的上下行MIMOMIMO，支持最高下，支持最高下行行8 8流流/上行上行4 4流传输流传输载波聚合载波聚合Carrier AggregationCarrier Aggregation无线中继无线中继RelayRelay增强型小区间干扰协调增强型小区间干扰协调20122012年底年底在在R10R10标准接近完标准接近完成后，成后，R11R11版本正版本正式立项，式立项，R11R11版本版本预计在预计在20122012年底年底冻结。冻结。TD-LTETD-LTE的的标准标准化进程化进程LTETDDLTETDD与与FDDFDD高度融合高度融合1 178 8lLTE FDD/TDD高度融合，在在同一组织、同一项目、同一流同一组织、同一项目、同一流程中进行，形成了同一规范；程中进行，形成了同一规范；l国际主流通信公司同时推进FDD/TDD标准完善标准标准标准标准融合融合产品产品产品产品融合融合l系统共平台系统共平台：相同带宽、通道数时，基带单元可以采用共硬件平台，软件大部分可复用；l终端共基带芯片终端共基带芯片：通过软件自适应地工作在TD-LTE或LTE FDD模式上；产业链产业链产业链产业链融合融合lTD-LTE建立起国际化端到端端到端产业链l融合国内外TD-S、WiMAX及FDD各阵营各阵营的产业研发力量终端芯片终端芯片设备设备测试仪表测试仪表国国际际国国内内国国内内2012 H22010 Q22010 Q2多模芯片满足预商用需求国内厂商国内厂商：中兴、联芯、创毅视讯、海思等2011年底2012年初推出多模芯片或双芯片方案TDD/FDDTDD/FDD共平台商用共平台商用宏站设备宏站设备预商用单模芯片预商用单模芯片2009 32009 3月月LTE TDD/FDD LTE TDD/FDD R8:R1-R4 R8:R1-R4 同同步冻结步冻结2009 122009 12月月LTE TDD/FDD LTE TDD/FDD 终端一致性协终端一致性协议在同一框架议在同一框架下同步完成下同步完成2010 Q42010 Q4GCF TD-LTE GCF TD-LTE 数数据卡认证据卡认证2011-20122011-2012GCF TD-LTE GCF TD-LTE 手手机认证机认证国际厂商国际厂商：高通、STE、Marvell、MTK等2012年下半年提供面向商用的含TD-SCDMA的多模芯片8LTETDDLTETDD与与FDDFDD高度融合高度融合2 2LTELTE全球部署情况全球部署情况l截止2012年9月，全球共签署31张LTE TDD商用网络，11张正式推出商用服务。主要集中在2.6GHz、2.3GHz频段。l2011年2月，由中国移动主导联合7家运营商发起成立TD-LTE全球发展倡议(GT I)，已发展至48家运营商成员，27家厂商合作伙伴；目前已经有38个运营商计划部署或正在进行试验。国家国家运营商运营商频率频率3GPP3GPP频段频段波兰Aero2(FDD/TDD)2.6GBand 38沙特Mobily2.6GBand 38沙特STC2.3GBand 40巴西SKY-TV2.6GBand 38日本软银2.6GBand 38澳大利亚NBN2.3GBand 40印度Bharti Airtel2.3GBand 40瑞典3 Sweden(FDD/TDD)2.6GBand 38英国UKBB3.5G,3.6G Band 42/43l2009-12-15，TeliaSonera在北欧建设第一个LTE商用网。截至2012-7，45个国家88个LTE商用网络（79个FDD,7个TD-LTE,2个FDD/TDD）；11个国家58个LTE试验网络产业总体情况产业总体情况 中国移动通信集团设计院有限公司第 10 页系统设备终端/芯片测试仪表l9家系统厂商已经发布TD-LTE产品l数据卡、CPE、平板电脑和智能终端已经在上海世博会和广州亚运会展示l已经提供超过50款TD-TLE测试设备通过技术试验、规模试验的促进，有更多的系统、终端通过技术试验、规模试验的促进，有更多的系统、终端/芯片、测试仪表厂商提供芯片、测试仪表厂商提供TD-TD-LTELTE产品，扩大了产品，扩大了TD-LTETD-LTE技术的影响力和产业规模，技术的影响力和产业规模，构建起构建起完备完备国际化产业链国际化产业链TD-LTE技术得到全产业链的广泛支持2009年底，部分厂商开始提供基于R8版本的双通道测试设备2009年底，具备满足SAE商用网络基本要求的核心网设备08.Q409.Q109.Q209.Q309.Q410.Q108.Q308.Q210.Q210.Q310.Q411.Q111.Q2网络设备09 Q409 Q42010年Q3，提供基于R8版本的8通道设备10 Q311.Q311.Q412.Q1LTELTE系统设备进展系统设备进展lTDD与FDD系统设备产品基本同步开发，除了RRU其他设备基本可以共用；但商用进程TDD要比FDD晚约12年时间。l在核心网侧，2009年底已具备满足商用网络基本要求的核心网设备，并在第一个FDDLTE商用网络中成功应用。在无线侧，2009年底，部分系统设备厂商已可以提供基于R8版本的LTE-FDD商用设备，到2011年，系统设备厂商推出了基于R9版本的设备。l2011年，大部分厂家已经完成了基于R8版本TD-LTE产品的外场测试。2012年截至目前，主流厂家已完成了R9版本支持双流波束赋形产品功能的外场测试。2011年，提供基于R9版本的8通道设备11 Q3TD-LTE无线主设备厂家共10个厂家,包括大唐,烽火,爱立信,中兴,普天,华为,诺西,新邮通,上海贝尔和三星烽火的宏基站设备同诺西。三星的设备同大唐TD-LTETD-LTE天线产品天线产品FA天线天线FAD天线天线D天线天线FA/D内置合路器天线内置合路器天线支持支持F/DCS等多频天线等多频天线（电调（电调/非电调）非电调）小型化天线小型化天线智能天线（8通道）非智能天线（2通道）TD-LTETD-LTE芯片终端发展情况芯片终端发展情况13超过17家芯片厂商投身TD-LTE产业，并承诺基于单芯片支持LTE TDD/FDD。目前高通、海思和Altair已经可以提供LTE TDD/FDD融合芯片产品传统的TD-SCDMA 芯片厂商传统的FDD 芯片厂商新兴的芯片厂商传统的Wimax芯片厂商LTE TDD/FDD融合数据卡/CPE众多终端厂商支持TD-LTE产业，已推出数据卡、CPE、移动热点设备、平板电脑和TD-LTE+TD-SCDMA/GSM双待单卡智能手机等多形态产品TD-LTETD-LTE芯片终端发展情况芯片终端发展情况厂商厂商型号型号时间时间多模多频支持能力多模多频支持能力高通MSM896012Q4支持6模，包括：G/C/U/TDS/LTE-TDD/FDD 海思Balong71012Q2支持5模，包括：G/U/TDS/LTE-TDD/FDD STEM74002012支持5模，包括：G/U/TDS/LTE-TDD/FDD MarvellPXA18022012支持4模，包括：G/TDS/LTE-TDD/FDD 展讯SC962012Q4支持4模，包括：G/TDS/LTE-TDD/FDD（13Q2支持5模，包括：G/U/TDS/LTE-TDD/FDD）创毅视讯WD50002012支持4模，包括：G/TDS/LTE-TDD/FDD 联芯LC176112Q4支持3模，包括：G/TDS/LTE-TDD（13Q2支持4模，包括：G/TDS/LTE-TDD/FDD）IntelXMM70602012支持3模，包括：G/U/LTE-FDD（13年XMM7162支持5模）AltairFG31002012支持2模，包括：LTE-TDD/FDD截止截止20122012年年9 9月，主流芯片厂家陆续推出多模多频芯片月，主流芯片厂家陆续推出多模多频芯片 网络测试仪表主要包括网规网优类测试仪表以及研发测试仪表网络测试仪表主要包括网规网优类测试仪表以及研发测试仪表：u网规网优类测试仪表：网规网优类测试仪表：国内厂商在技术上已与国外厂家相当，在路测软件、扫频仪等方面已处于领先地位，海思、鼎利、湾流等厂商已经给软银、Clearwire、DoCoMo、KDDI等运营商供货u研发类测试仪表：研发类测试仪表：仪表功能和性能比较完备，国内厂商仅在矢量网络分析仪和部分射频类仪表投入研发，总体与国际厂商差距较大网规网优类网规网优类厂家厂家研发类研发类厂家厂家路测终端路测终端海思、创毅、重邮、中兴微海思、创毅、重邮、中兴微、高通、Sequans、Altair性能测试工具性能测试工具/协议仿真协议仿真仪表仪表EXFO+Aeroflex、IXIA、PRISMA、Artiza路测软件路测软件鼎利、惠捷朗、华星、开闻、中兴鼎利、惠捷朗、华星、开闻、中兴、TEMS、ACCUVER、JDSU信号发生器信号发生器安捷伦、R&S、安立扫频仪扫频仪北方烽火、卓信北方烽火、卓信、JDSU、上海创远上海创远、PCTEL、RS 终端仿真工具终端仿真工具ERCOM、PRISMA（多用户）、Aeroflex空口监测仪表空口监测仪表鼎利、鼎利、Sanjole、Abit无线信道仿真工具无线信道仿真工具伊莱比特、思博伦、Azimuth便携式频谱分析仪便携式频谱分析仪安捷伦、R&S、JDSU（便携式）、安立（便携式）射频矢量网络分析仪射频矢量网络分析仪上海创远、上海创远、安捷伦、RS、安立信令监测仪信令监测仪湾流湾流、中创信测、重邮、中创信测、重邮、JDSU、泰克、EXFO、RADCOM、终端测试仪终端测试仪星河亮点、星河亮点、安立、安捷伦、安奈特、RS、Aeroflex无线信道测量工具无线信道测量工具伊莱比特LTE IRLTE IR监测仪表监测仪表无无注：蓝色字体标注国内厂商注：蓝色字体标注国内厂商TD-LTETD-LTE测试仪表进展情况测试仪表进展情况网络类测试仪表体系初步建立，国内厂商仍需扶持发展研发类测试仪表网络类测试仪表体系初步建立，国内厂商仍需扶持发展研发类测试仪表网络类测试仪表体系初步建立，国内厂商仍需扶持发展研发类测试仪表网络类测试仪表体系初步建立，国内厂商仍需扶持发展研发类测试仪表提纲提纲1 12 2TD-LTETD-LTE关键技术原理关键技术原理3 3TD-LTETD-LTE帧结构与信道类型帧结构与信道类型2 2 4 4TD-LTETD-LTE的重要过程的重要过程1 1TD-LTETD-LTE产业发展情况产业发展情况LTELTE的关键技术的关键技术OFDMOFDM技术技术 MIMOMIMO技术技术 干扰抑制干扰抑制技术技术 调度技术调度技术 LTELTE关键技术关键技术1 1：OFDMOFDM的发展历史的发展历史2000s1990s1970s1960sOFDM在高速调制器中的应用开始研究OFDM 应用在高频军事系统OFDM应用于宽带数据通信和广播等OFDM应用于 802.11a,802.16,LTEOFDMOFDM概述概述 正交频分复用技术，多载波调制的一种。将一个宽频信道分成若干正交子信道，将高速数据信号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。概念概念频域波形f宽频信道宽频信道正交子信道正交子信道OFDMOFDM优势优势-对比对比 FDM FDM与传统FDM的区别？传统传统FDM:为避免载波间干扰，需要在相邻的载波间保留一定保护间隔，大大为避免载波间干扰，需要在相邻的载波间保留一定保护间隔，大大降低了频谱效率。降低了频谱效率。FDMOFDMOFDM:各各(子子)载波重叠排列，同时保持载波重叠排列，同时保持(子子)载波的正交性（通过载波的正交性（通过FFT实现）。实现）。从而在相同带宽内容纳数量更多从而在相同带宽内容纳数量更多(子子)载波，提升频谱效率。载波，提升频谱效率。考虑到系统设计的复杂程度及成本，考虑到系统设计的复杂程度及成本，OFDMOFDM更适用于宽带移动通信更适用于宽带移动通信OFDMOFDM优势优势-对比对比 CDMA CDMAOFDMOFDMTD-SCDMA TD-SCDMA 抗多径干扰能力可不采用或采用简单时域均衡器将高速数据流分解为多条低速数据流并使用循环前缀(CP)作为保护，大大减少甚至消除符号间干扰。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MIMOMIMO结合系统复杂度随天线数量呈线性增加每个子载波可看作平坦衰落信道，天线增加对系统复杂度影响有限系统复杂度随天线数量增加呈幂次变化需在接收端选择可将MIMO接收和信道均衡混合处理的技术，大大增加接收机复杂度。带宽扩展性带宽扩展性强，LTE支持多种载波带宽在实现上，通过调整IFFT尺寸即可改变载波带宽，系统复杂度增加不明显。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。频域调度频域调度灵活频域调度颗粒度小（180kHz）。随时为用户选择较优的时频资源进行传输，从而获得频选调度增益。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。OFDMOFDM不足不足OFDM输出信号是多个子载波时域相加的结果，子载波数量从几十个到上千个，如果多个子载波同相位，相加后会出现很大幅值，造成调制信号的动态范围很大。因此对RF功率放大器提出很高的要求较高的峰均比（较高的峰均比（PARP）受频率偏差的影响受频率偏差的影响高速移动引起的Doppler频移系统设计时已通过增大导频密度（大致为每0.25ms发送一次导频，时域密度大于TD-S）来减弱此问题带来的影响子载波间干扰子载波间干扰(ICI）折射、反射较多时，多径时延大于CP(Cyclic Prefix，循环前缀)，将会引起ISI及ICI系统设计时已考虑此因素，设计的CP能满足绝大多数传播模型下的多径时延要求（4.68us)，从而维持符号间无干扰受时间偏差受时间偏差的的影响影响ISI(符号间干扰）符号间干扰）&ICILTELTE多址方式多址方式-下行下行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。因为子载波相互正交，所以小区内用户之间没有干扰。时域波形tpower峰均比示意图下行多址方式下行多址方式OFDMA下行多址方式特点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。分布式：分配给用户的分布式：分配给用户的RB不连续不连续集中式：连续集中式：连续RB分给一个用户分给一个用户 优点：调度开销小 优点：频选调度增益较大频率时间用户A用户B用户C子载波在这个调度周期中，用户A是分布式，用户B是集中式LTELTE多址方式多址方式-上行上行和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上行多址方式上行多址方式SC-FDMA上行多址方式特点上行多址方式特点考虑到多载波带来的高PAPR会影响终端的射频成本和电池寿命，LTE上行采用Single Carrier-FDMA（即SC-FDMA）以改善峰均比。SC-FDMA的特点是，在采用IFFT将子载波转换为时域信号之前，先对信号进行了FFT转换，从而引入部分单载波特性，降低了峰均比。频率时间用户A用户B用户C子载波在任一调度周期中，一个用户分得的子载波必须是连续的符号间保护间隔符号间保护间隔-概述概述符号间无保护间隔时，多径会造成ISI和ICIISI:Inter-symbol Interference，符号间干扰ICI:Inter-Carrier Interference，载频间干扰无保护间隔无保护间隔时间幅度接收端同时收到前一个符号的多径延迟信号（紫色虚线）和下一个符号的正常信号（红色实线），影响了正常接收。时域上看受到了ISI，频域上看受到了ICICDMACDMA符号间保护间隔符号间保护间隔-空白间隔空白间隔有保护间隔，但保护间隔不传输任何信号可以有效消除多径的ISI，但引入了ICI有空白保护间隔有空白保护间隔时间幅度FFT积分周期保护间隔OFDM符号符号之间空出一段时间做为保护间隔，这样做可以消除ISI（因为前一个符号的多径信号无法干扰到下一个符号），但同时引起符号内波形无法在积分周期内积分为0，导致波形在频域上无法和其他子载波正交。应用于应用于CDMA系统。因为系统。因为CDMA载波间载波间采用传统采用传统FDM分隔，所以频域信号即使分隔，所以频域信号即使有一定偏差也没有问题有一定偏差也没有问题OFDMOFDM符号间保护间隔符号间保护间隔-CP-CP保护间隔中的信号与该符号尾部相同，即循环前缀（Cyclic Prefix,简称CP）既可以消除多径的ISI,又可以消除ICI循环前缀做保护间隔循环前缀做保护间隔CP使一个符号周期内因多径产生的波形为完整的正弦波，因此不同子载波对应的时域信号及其多径积分总为0，消除载波间干扰(ICI)应用于应用于OFDM系统。每个子载波宽度仅为系统。每个子载波宽度仅为15kHz且交叠存在，子载波间干扰（且交叠存在，子载波间干扰（ICI）对系统影响较大，因此采用对系统影响较大，因此采用CP消除消除ICITD-LTE系统有常规CP和扩展CP两种上下行资源单位上下行资源单位信道类型信道类型信道名称信道名称资源调度单位资源调度单位资源位置资源位置控制控制信道信道PCFICHREG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PHICHREG最少占用3个REG时域：下行子帧的第一或前三个OFDM符号PDCCHCCE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PBCHN/A频域：频点中间的72个子载波时域：每无线帧subframe 0第二个slotPUCCH位于上行子帧的频域两边边带上业务信道业务信道PDSCHPUSCHRB除了分配给控制信道及参考信号的资源频率CCE：Control Channel Element。CCE=9 REGREG：RE group，资源粒子组。REG=4 RERE：Resource Element。LTE最小的时频资源单位。频域上占一个子载波（15kHz)，时域上占一个OFDM符号(1/14ms)RB：Resource Block。LTE系统最常见的调度单位，上下行业务信道都以RB为单位进行调度。RB=84RE。左图即为一个RB。时域上占7个OFDM符号，频域上占12个子载波时间1个OFDM符号1个子载波LTE RB资源示意图OFDM正交频分复用正交频分复用OFDMOFDM：Orthogonal Frequency Division MultiplexingOrthogonal Frequency Division MultiplexingOFDMOFDMCDMACDMALTELTE关键技术关键技术1 1：OFDMOFDM小结小结 FDM从频域对载波资源划分成多个正交正交的子载波，小区内用户之间无干扰的子载波，小区内用户之间无干扰根据用户的需求分配不同子载波和分配不同子载波和调制模式调制模式，并采取多载波捆绑技术把低速的数据合并成高速数据流同频组网时，不同小区使用相同时频资源，存在小区间干扰存在小区间干扰LTELTE关键技术关键技术2 2：MIMOMIMO基本原理基本原理多路多路信道传传输同样输同样信息多路多路信道同时传输不同传输不同信息多路多路天线阵列赋形成单路信单路信号传输号传输包括时间分集，空间分集和频率分集时间分集，空间分集和频率分集提高接收的可靠性和提高覆盖适用于需要保证可靠性或覆盖的环境理论上成倍提高峰值速率成倍提高峰值速率适合密集城区信号散射多的地区，不适合有直射信号的情况最大比合并最小均方误差或串行干扰删除波束赋形波束赋形:Beamforming:Beamforming发射分集发射分集:Diversity:Diversity 分集合并通过对信道的准确估计，针对用户形成波束，降低用户间干扰降低用户间干扰可以提高覆盖能力提高覆盖能力，同时降低小区间干扰，提升系统吞吐量提升系统吞吐量空间复用空间复用:Complexing:ComplexinglMIMOMIMO：Multi-Input Multi-OutputMulti-Input Multi-Output天线模式相关的几个概念天线模式相关的几个概念“码字”与“流”的概念相同，LTE目前有单流或双流；信道条件好时，可使用双流-空间复用信道条件不好时，可切换成分集模式或波束赋形层与秩（rank）的概念相同，秩为1，2，3，4，表示任一时刻终端和基站间的独立传播信道的个数公共导频的逻辑天线端口有1、2、4三种情况也就是说，即便最多可使用4个逻辑天线进行空间复用传输，仍然只传输两个信息流典型传输模式中对应的基本概念典型传输模式中对应的基本概念传输模式传输模式流流秩秩逻辑天线端口数逻辑天线端口数物理天线数物理天线数CRSDRS发射分集发射分集1 11 12 2N/A2828空间复用空间复用1 11 12 22 22 228282 22 22 228283 34 48 84 44 48 8波束赋型波束赋型 1 11 12 21 18 82 22 22 22 28 8 波束赋型中的业务信道与控制信道使用的参考信号不同：业务信道使用Port 5专用参考信号（单流波束赋形）或Port 7,8(双流波束赋形）控制信道使用2天线端口发射分集模式这意味着，这意味着，TD-LTE中的波束赋形仅仅是业务信道的（解调用参考信号在中的波束赋形仅仅是业务信道的（解调用参考信号在port 5和业务信和业务信道一起发送），控制信道仍然采用全向方式发送给终端道一起发送），控制信道仍然采用全向方式发送给终端ModeMode传输模式传输模式技术描述技术描述应用场景应用场景1 1单天线传输信息通过单天线进行发送无法布放双通道无法布放双通道室分系统的室内站室内站2 2发射分集同一信息的多个信号副本同一信息的多个信号副本分别通过分别通过多个多个衰落特性衰落特性相互独立相互独立的信道的信道进行发送进行发送信道质量不好时，如信道质量不好时，如小区小区边缘边缘3 3开环空间复用 终端不反馈信道信息终端不反馈信道信息，发射端根据预定义的信道信息来确，发射端根据预定义的信道信息来确定发射信号定发射信号信道质量高且空间独立性信道质量高且空间独立性强时强时4 4闭环空间复用 需要终端反馈信道信息终端反馈信道信息，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。终端静止时性能好终端静止时性能好5 5多用户MIMO 基站使用相同时频资源相同时频资源将多个数据流多个数据流发送给不同用户不同用户，接收端利用多根天线对干扰数据流进行取消和零陷。6 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7 7单流Beamforming发射端利用上行信号来估计下行信道的特征，在下行信号发射端利用上行信号来估计下行信道的特征，在下行信号发送时，每根天线上乘以相应的特征权值，发送时，每根天线上乘以相应的特征权值，使其天线阵发使其天线阵发射信号具有波束赋形效果射信号具有波束赋形效果信道质量不好时，如信道质量不好时，如小区小区边缘边缘8 8双流Beamforming结合复用和智能天线技术，进行多路波束赋形发送结合复用和智能天线技术，进行多路波束赋形发送，既提，既提高用户信号强度，又提高用户的峰值和均值速率高用户信号强度，又提高用户的峰值和均值速率TD-LTETD-LTE系统中应用的传输模式系统中应用的传输模式传输模式是针对单个终端传输模式是针对单个终端的的，同同小区不同终端可以有不同传输小区不同终端可以有不同传输模式。模式。eNB自行决定某一时刻对某一终端采用什么传输模式，并通过RRC信令通知终端。模式模式3 3和模式和模式8 8中均含有单流发射，中均含有单流发射，当信道质量快速恶化时，eNB可以快速切换到模式内快速切换到模式内发射分集或单流波束赋形发射分集或单流波束赋形模式。模式。二阶段测试内容一阶段测试内容一阶段测试内容不同传输模式的应用场景不同传输模式的应用场景MIMOMIMO实现小区中不同实现小区中不同UEUE根据自身所处位置的信道质量分配最优的传根据自身所处位置的信道质量分配最优的传输模式，提升输模式，提升TD-LTETD-LTE小区容量；波束赋形传输模式提供赋形增益，提小区容量；波束赋形传输模式提供赋形增益，提升小区边缘用户性能。升小区边缘用户性能。分集（空间分集分集（空间分集+频率分集）频率分集）3535 天线端口0传原始调制符号 天线端口1传原始符号的变换符号发射分集利用了天线间的弱相关性，在天线对上传送原始信号及其变换符号（一般为原始符号的共轭），提高信号传输的可靠性。既可用于业务信道，又可用于控制信道。TM2TM2：两：两天线端口天线端口-SFBC-SFBC(空频块编码）空间复用空间复用3636普通的空间复用，接收端和发送端无信息交互盲预编码：预编码矩阵的选择是按照一种预先设定的顺序进行轮询，UE不需要上报PMI，仅上报RI。一般应用于室外场景。基于码本的预编码：基于终端直接反馈的PMI(预编码矩阵索引号)从码本中选择预编码矩阵。一般应用于室内场景。空间复用利用了天线间空间信道的弱相关性，在相互独立的信道在相互独立的信道上传送不同的数据流不同的数据流，提高数据提高数据传输的峰的峰值速率速率只应用于下行业务信道（为了确保传输，控制信道普遍采用发送分集）TM3:TM3:开环空间复用开环空间复用TM4:TM4:闭环空间复用闭环空间复用波束赋形波束赋形3737两个波束传递相同信息，获得分集增益+赋型增益两个波束传递不同信息，获得复用增益+赋型增益TM7TM7：单流：单流beamformingbeamformingTM8TM8：双流：双流beamformingbeamforming波束赋型只应用于业务信道控制信道仍使用发射分集保证全小区覆盖（类比于TD-SCDMA中PCCPCH信道，也是不赋形的）可以不需要终端反馈信道信息平均路损和来波方向可通过基站测量终端发射的SRS（Sounding Reference Signal，探测参考信号，类比于TD-SCDMA里的midamble码）上行接收分集上行接收分集接收机使用来自多个信道的副本信息能比较正确的恢复出原发送信号，从而获得分集增益。手机受电池容量限制，因此在上行链路中采用接收分集也可有效降低手机发射功率 MRC（最大比合并）线性合并后的信噪比达到最大化相干合并：信号相加时相位是对齐的越强的信号采用越高的权重适用场景：白噪或干扰无方向性的场景原理接收分集的主要算法：MRC&IRC由于IRC在最大化有用信号接收的同时能最小化干扰信号，故通常情况IRC优于MRC天线数越多及干扰越强时，天线数越多及干扰越强时，IRC增益越大增益越大IRC需进行干扰估计，计算复杂度较大需进行干扰估计，计算复杂度较大性能比较初期引入建议：初期引入建议：IRC性能较好，故建议厂商支持IRC 鉴于IRC复杂度较大，厂商初期可能较难支持，故同时要求MRC IRC（干扰抑制合并）（干扰抑制合并）合并后的SINR达到最大化有用信号方向得到高的增益干扰信号方向得到低的增益适用场景：干扰具有较强方向性的场景。LTELTE系统具有灵活的无线资源类型系统具有灵活的无线资源类型无线资源：载波（RB）、子帧（时隙）、端口（空间，传输模式）、调制编码方式、功率CRS port0CRS port1PDSCHCRS shift的范围f f2：2子帧配置3939LTELTE关键技术关键技术3 3：自适应调度：自适应调度p为适合的用户选择合适的RB资源与调制编码方式，对于上行需要考察适合的发射功率RRRR算法的系统吞吐量最低；算法的系统吞吐量最低；MAX C/IMAX C/I算法系统吞吐率最高，较算法系统吞吐率最高，较RRRR算法提高约算法提高约20%20%；但会导致信；但会导致信道环境差的用户长时间不被调度，使得此类用户吞吐量过低甚至为道环境差的用户长时间不被调度，使得此类用户吞吐量过低甚至为0 0；PFPF算法系统吞吐量居中，较算法系统吞吐量居中，较RRRR算法提高约算法提高约15%15%，但对于低但对于低C/IC/I用户用户吞吐量也能够得到兼顾。吞吐量也能够得到兼顾。算法算法对比对比MAX C/I：最大信噪比算法，选择信道最优的用户进行调度，保证系统吞吐量，未考虑用户间公平性。RR：轮询算法，以均等机会为用户分配资源，保证公平性，未考虑信道情况，导致低吞吐量。PF：正比公平算法，当前信道质量与历史吞吐量的比值作为用户调度排序因子，兼顾用户公平性及信道情况。吞吐量吞吐量比较比较（MbpsMbps）上行吞吐量下行吞吐量RRRR4.34914.747Max C/IMax C/I5.44917.996PFPF5.05516.858软实力LTELTE系统存在同频干扰系统存在同频干扰无小区内干扰、有小区间干扰CRSCRS之间的干扰之间的干扰 业务信道之间的干扰业务信道之间的干扰 空载空载加载加载小区间干扰抑制技术小区间干扰随机化小区间干扰消除小区间干扰协调 干扰抑制技术是提高小区边缘的数据速率，提高系统的频谱利用干扰抑制技术是提高小区边缘的数据速率，提高系统的频谱利用率，减轻小区间干扰必要手段。率，减轻小区间干扰必要手段。LTELTE关键技术关键技术44干扰抑制干扰抑制干扰随机化：干扰随机化：干扰信号随机化，实际上没有降低干扰信号的能量，而是把干扰信号接近白噪声来处理。l加扰：加扰：对个小区的信号在信道编码和信道交织后采用不同的伪随机码进行加扰。小区间干扰消除：小区间干扰消除：对干扰小区的干扰信号进行解调、解码，利用接收机的处理增益从接收信号中消除干扰分量。l干扰抑制合并（干扰抑制合并（IRCIRC）：）：接收端使用多根天线，通过对接收信号进行加权，抑制强干扰。小区间干扰小区间干扰协调（协调（ICICICIC）：）：对小区的可用资源进行某种限制，以减少本小区对相邻小区的干扰，提高相邻小区在这些资源上的信噪比以及小区边缘的数据速率和覆盖。l静态干扰协调：静态干扰协调：软频率复用方式，部署网络时完成，调整的频率较慢。l动态干扰协调：动态干扰协调：网络运营时期动态调整，通过Node B的实时调度。