北京联通TD-LTE移动通信技术交流

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,-,*,-,北京联通,LTE,移动通信技术交流,北京市电话通信设计院有限公司,2012,年,10,月,交流提纲,基本概念,LTE,基本概念,LTE,技术优势,LTE,终端产品,-,1,-,LTE,产业发展现状,基本原理,标准演进,基本概念,关键技术,什么是,LTE,？,LTE=Long Term Evolution=,长期演进，是,3GPP,指定的下一代无线通信标准。,TD-LTE=LTE,的,TDD,模式，,LTE-FDD=LTE,的,FDD,模式。,LTE,是以,OFDM,为核心的技术，为了降低用户面延迟，取消了无线网络控制器（,RNC,），采用了扁平网络架构。与其说是,3G,技术的“演进”（,evolution,），不如说是“革命”（,revolution,）。,什么是,LTE?,-,2,-,LTE,技术需求,高清视频,1080P,下行,6-8Mbps,视频会议,/,视频分享,上行：一般,2Mbps/,高清,6-8Mbps,家庭设备互联,上下行,2Mbps,在线互动游戏,时延,50ms,总体需求,1,、高速率,2,、低延时,3,、高效率,4,、可变带宽,.,-,3,-,LTE,模式适应技术发展需求,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,低时延,高速率,高效率,下行,: 5bit/s/Hz,，上行,: 2.5bit/s/Hz,控制面,: 100ms,用户面,: 10ms,下行,: 100Mbps,上行,: 50Mbps,1.4,、,3.0MHz,，,5,、,10,、,15,、,20MHz,LTE,技术优势,-,4,-,LTE,终端产品芯片发展,-,5,-,-,6,-,LTE,终端产品终端业务,LTE,终端产品终端业务,-,7,-,交流提纲,企业标志,标准演进,技术标准演进,LTE,频段划分,LTE,产业发展现状,基本原理,标准演进,基本概念,关键技术,-,8,-,技术标准演进,企业标志,-,9,-,200kbps,300kbps-10Mbps,10kbps,50Mbps,50M-1Gbps,数据速率,LTE FDD,UMB,LTE+,UMB+,HSPA+,HSPA,WCDMA,DO Rev B,DO,Rev 0,cdma20001X,GSM,GPRS/EDGE,IS-95,cdmaOne,DO Rev A,TD-LTE,TD LTE+,HSPA+,HSPA,TD-SCDMA,FDD,TDD,3GPP2,3GPP,技术标准演进,-,10,-,1710MHz,1805MHz,1920MHz,75M,75M,60M,60M,2110MHz,2500MHz,2620MHz,70M,70M,100M,100M,3500MHz,100M,100M,3600MHz,3700MHz,1880MHz,40M,15,M,2010MHz,2300MHz,2500MHz,2570MHz,70M,50M,70M,100M,2620MHz,FDD LTE,TD-LTE,LTE,频段划分,-,11,-,交流提纲,产业发展现状,产业发展外部环境,LTE,产业链现状,LTE,产业发展现状,基本原理,标准演进,基本概念,关键技术,-,12,-,产业发展外部环境政策环境,科技部,启动,TD-LTE,规模试验，推动,LTE,产业尽快成熟，以形成商用能力为目标。,工信,部,工信部,2011,年持续加大信息化建设力度，,3G,建设总计划投资,4000,亿，建设基站,40,万个，提升,3G,用户数到达,1.5,亿。,依托大唐集团建立的无线移动通信国家重点实验室是目前国内无线移动通信领域,唯一,一个依托企业简历的,国家级重点,实验室,。,多部委共推动,-,13,-,产业发展外部环境用户发展环境,手机用户将超越电脑用户成为互联网上最大的用户群,-,14,-,手机用户逐渐渗透到互联网的各个领域,Mobile Phone,Search,IM,SNS,Business,Micro-Blog,产业发展外部环境业务发展趋势,-,15,-,手机用户逐渐渗透到互联网的各个领域,中国手机网民,2010,年网络应用调查,！,产业发展外部环境业务发展趋势,-,16,-,多终端接入将成为趋势,Mobile Internet,Notebook,iPad,E-Book,Smart-Phone,PDA,Mobile TV,没有连接的终端将是孤独的！,产业发展外部环境业务发展趋势,-,17,-,数据业务将呈爆炸性的增长,移动网络的带宽将承受很大的压力！,产业发展外部环境业务发展趋势,-,18,-,业务数据化,、分组化、移动,互联网,更高的频段、,更有效的频谱,利用率,网络技术数字,化、宽带化,移动网络的,综合化、全球,一体化,高速率、高,质量、低费用,第四代移动通信技术的发展方向和目标,满足快速增长的宽带、多业,务、高业务数据量需求,第四代移动通信发展目标,-,19,-,终端,系统,芯片,TD-LTE,FDD,-LTE,LTE,产业链状况,-,20,-,TDD,与,FDD-LTE,同步发展,-,21,-,LTE,试验网情况国际部分（,FDD,）,-,22,-,LTE,试验网情况国际部分（,TDD,）,-,23,-,24,中移动,TD-LTE,试验网建设情况,TD-LTE,上海,广州,深圳,南京,杭州,厦门,北京,经工信部批准，中国移动于去年年底开始，在上海、杭州、南京、广州、深圳、厦门、北京,7,个城市组织开展,TD-LTE,规模技术试验。这是继,2010,年,10,月,TD-LTE,增强型成功被国际电联确定为,4G,国际标准后，我国布局,4G,的关键性举措。,LTE,试验网情况国内部分,-,24,-,中移动,TD-LTE,试验网建设要求,第一阶段立足满足工信部测试要求（,2010.12,2011.Q3,）,在上海、南京、杭州、广州、深圳、厦门6个试点城市建设独立EPC核心网测试设备，其中上海、南京、杭州、广州、深圳建设2套独立的核心网测试设备，厦门建设1套独立的核心网测试设备。,升级12套SGSN设备满足LTE与2G/TD网络漫游、切换测试的要求。,每套EPC核心网测试设备按照1万用户考虑。,第二阶段建设预商用试验网（,2011.Q4,2012.Q1,）,在北京、上海、南京、杭州、广州、深圳、厦门7个城市建设预商用试验网络。,EPC网络采用融合组网方式进行建设，根据厂家设备的成熟度，选用现有设备厂家设备进行改造，满足第二阶段要求。,将现网SGSN、GGSN设备的Gn接口割接至IP承载网，EPC网络与SGSN通过IP承载网直接互通。,第二阶段引入DRA试点。,每个城市EPC核心网容量满足10万用户需求，总容量达到70万用户。,LTE,试验网情况国内部分,-,25,-,TDD,FDD,TD-LTE,和,FDD,-LTE,具有各自的技术优势，尤其,TD-LTE,可利用零散的频谱资源，适合不对称的业务。,运营商推动,中国移动积极倡导,TD-LTE,和,LTE FDD,的融合,已得到众多海外运营商的支持。,两者在标准和技术实现上存在很大的共性，有利于系统和终端对双模的支持。,互补的技术优势,具备融合的基础,标准、系统设备、芯片、终端、业务等全面融合,中国政府推动,为成为今后,4G,发展的主导者之一，三大部委支持,TD-LTE,与,FDD,-LTE,的融合。,TD-LTE,和,LTE FDD,的融合是发展趋势,-,26,-,交流提纲,LTE,产业发展现状,基本原理,关键技术,标准演进,基本概念,基本原理,LTE,网络架构,E,UTRAN,与,EPC,IMS,物理层帧结构,-,27,-,-,EUTRAN,（接入网）,MME,SGW/PGW,x2,x2,x2,eNB,eNB,S1,HSS/AAA,PCRF,IMS,EPC,（核心网）,Service Layer,EUE,（用户终端）,eNB,接入网扁平化,核心网全,IP,化,核心网与业务分离,IMS,对业务负责,LTE,网络架构,-,28,-,-,EUTRAN,（无线接入网）,MME,SGW/PGW,x2,x2,x2,eNB,eNB,S1,HSS/AAA,PCRF,IMS,EPC,（核心网）,Service Layer,（业务应用层）,EUE,（用户终端）,eNB,LTE,网络架构,-,29,-,PCRF,：负责策略控制的决策，也负责位于,P-GW,中流量收费功能。,PCRF,提供,QoS,授权（,QoS,等级标识和比特率）,EPS,网元和接口,-,30,-,E-UTRAN,，由,eNB,构成,EPC (Evolved Packet Core),，由,MME(Mobility Management Entity),、,S-GW(Serving Gateway),及,P-GW(PDN Gateway),构成,相对,UMTS,的网络结构而言，,LTE,的网络结构进行了大幅度简化。,E-UTRAN,与,EPC,-,31,-,全,IP,化多媒体服务结构,基于,IETF,协议,(SIP, RTP, RTSP, COPS, DIAMETER, etc.),基于无线和有线接入网络设计,服务透明化解决方案,PDN,SGW,Visited PS domain backbone,BG,PS Domain Interworking,BG,PDN,SGW,Home PS domain backbone,SGi,VisitedIP Multimedia System (IMS),IP Multimedia Domain Interworking,HomeIP Multimedia System,（,IMS,）,BG,BG,I/S-CSCF,HSS,P-CSCF,PDF,P-CSCF,PDF,IMS,架构,-,32,-,FDD,帧结构,一个长度为,10ms,的无线帧由,10,个长度为,1ms,的子帧构成；,每个子帧由两个长度为,0.5ms,的时隙构成；,10,LTE FDD,帧结构,-,33,-,一个长度为,10ms,的无线帧由,2,个长度为,5ms,的半帧构成,每个半帧由,5,个长度为,1ms,的子帧构成,常规子帧：由两个长度为,0.5ms,的时隙构成,特殊子帧：由,DwPTS,、,GP,以及,UpPTS,构成,支持,5ms,和,10ms DL,UL,切换点周期,11,子帧,: 1ms,时隙,0.5ms,#0,DwPTS,特殊子帧,: 1ms,#2,#3,#4,半帧,: 5ms,半帧,: 5ms,帧,: 10ms,GP,UpPTS,LTE TDD,帧结构,-,34,-,TDD,帧结构,-,上下行配置,12,LTE TDD,帧结构上下行配置,-,35,-,无线帧,OFDM,符号,天线端口,基本时间单位,时隙,-slot,子帧,物理资源,接收机用来区分资源在,空间上的差别，包括三,类天线端口：,CRS,： 天线端口,03,MBSFN,：天线端口,4,DRS,： 天线端口,5,物理资源概念,LTE,物理层资源,-,36,-,资源单位,RE,对于每一个天线端口，一个,OFDM,或者,SC-FDMA,符号上的一个子载波对应的一个单元叫做资源单元；,资源单位,RB,一个时隙中，频域上连续的宽度为,180kHz,的物理资源称为一个资源块；,15,LTE,物理层资源,-,37,-,下行物理信道的,RE,映射,PDCCH,、,PCFICH,以及,PHICH,映射到子帧中的控制区域上,PCFICH,用于指示在一个子帧中传输,PDCCH,所使用的,OFDM,个数,21,LTE,物理信道映射（下行为例）,-,38,-,信道映射,27,LTE,信道映射关系,-,39,-,交流提纲,LTE,产业发展现状,基本原理,关键技术,标准演进,基本概念,关键技术,OFDM,技术,MIMO,技术,LTE,技术创新,-,40,-,频分多址系统,下行,OFDM,：用户在一定时间内独享一段“干净”的带宽,上行,SC-FDMA,：具有单载波特性的改进,OFDM,系统（低峰平比）,MIMO,（多天线技术）,下行,MIMO,：,发射分集：,空间复用：,波束赋形：,空间多址：,上行,MIMO,：,空间多址：,扁平网络,取消,RNC,（中央控制节点），只保留一层,RAN,节点,eNodeB,NodeB,和核心网采用基于,IP,路由的灵活多重连接,S1-flex,接口,相邻,eNodeB,采用,Mesh,连接,X2,接口,LTE,技术创新,-,41,-,OFDM,是一种新技术吗？,不是,OFDM,（正交频分复用）的本质就是一个频分系统，而频分是无线通信最朴素的实现方式,多采用几个频率并行发送，实现宽带传输,生活中的频分系统,OFDM,技术,-,42,-,OFDM,是一种新技术吗？,是,传统,FDM,系统中，载波之间需要很大的保护带，频谱效率很低。,OFDM,系统允许载波之间紧密相临，甚至部分重合，可以实现很高的频谱效率,子载波。,如何做到这一点？依赖,FFT,（快速傅立叶变换）,为什么直到最近,20,年才逐渐实用？有赖于数字信号处理（,DSP,）芯,片的发展。,OFDM,技术,-,43,-,OFDM,发射机原理框图,OFDM,的两个基本特征,OFDM,技术,-,44,-,OFDM,技术的优势：抵抗多径衰落,OFDM,技术,-,45,-,OFDM,技术的优势：抵抗频率选择性衰落,化零为整，简化接收机的信道均衡操作,OFDM,技术,-,46,-,OFDM,技术的优势：插入,CP,应对符号间干扰,OFDM,技术,-,47,-,为什么,LTE,采用,OFDM,技术,OFDM,技术,-,48,-,MIMO,技术基本原理,在发送端和接收端均使用多根天线进行数据的发送和接收；,在发送端每根（,/,多根）天线上发送不同的数据比特；,在多散射体的无线环境中，来自每个发射天线的信号在每个接收天线中是不相关的，并在接收机端利用这种不相关性对多个天线发送的数据进行区分和检测；,可以产生多个并行的信道，并且每个信道上传递的数据不同，从而提高信道容量,MIMO,技术,-,49,-,MIMO,技术,空间复用,多天线技术,传输分集,波束赋形,MU-MIMO,MIMO,技术,-,50,-,复用和多址概念,多址：强调如何复用多个用户的数据,复用：不强调复用的多个数据流用于一个用户还是多个,MIMO,技术,-,51,-,复用和多址概念,MIMO,技术,-,52,-,传输分集,SFBC,MIMO,技术,-,53,-,MIMO,技术,-,54,-,空间复用,单码字空间复用,多码字空间复用,一般来说空间复用要求在发送端的不同天线上发送多个编码的数据流,MIMO,技术,-,55,-,基于波束赋形的空间复用,MIMO,技术,-,56,-,MU-MIMO,SU-MIMO:,同一用户使用相同的时频资源进行倍速传输（两侧多天线）；,MU-MIMO:,不同用户使用相同的时频资源进行传输（单侧多天线）；,LTE,上行仅仅支持,MU-MIMO,这一种,MIMO,模式,SU-MIMOMU-MIMO,MIMO,技术,-,57,-,SDMA,下行空分多址：基站将多个空间复用流分给多个终端，使其可以共享相同的时频资源。,上行空分多址：多个终端共享相同的时频资源向基站发送。,MIMO,技术,-,58,-,MIMO,天线技术优势,空间复用可以有效的提升峰值速率和频谱效率，目前,LTE,下行支持最多,4,层的空间复用,传输分集可以提高链路的传输质量，特别是在低信噪比情况下，可以有效的提升系统的频谱效率,波束赋形可以提高链路的传输质量，特别是在低信噪比情况下，可以有效的提升系统的频谱效率,空间复用,/,波束赋形,/,传输分集的联合使用，可以有效的提高,LTE,系统的高峰值速率和高频谱效率,MIMO,技术,-,59,-,LTE,多天线处理,层映射,(Layer Mapping),预编码,(Precoding),资源映射（,RE Mapping,）,天线端口映射（,Antenna Port mapping,）,MIMO,技术,-,60,-,致 谢,感谢领导及专家的聆听！,-,61,-,