LTE TDD系统介绍

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【资料名称】：LTE  TDD系统介绍

【资料作者】：DDDD

【资料日期】：2014

【资料语言】：中文

【资料格式】：PDF

【资料目录和简介】：

目录

TD-LTE系统        1

1        概述（非重点）        7

1.1        LTE 起源及里程碑        7

1.2        LTE 演进目标        7

1.2.1        能力        7

C-plane时延        8

1.2.2        性能        8

R6 Enhanced Uplink的2~3倍        8

~5km：满足前面定义的用户吞吐量，频谱效率以及移动性需求        9

1.2.3        部署        9

1.2.4        网络架构        9

1.2.5        无线资源管理        10

1.2.6        其他        10

1.3        LTE 物理层传输技术        10

1.3.1        上下行传输方案        10

1.3.2        桢结构设计        10

1.3.3        小区间干扰控制技术        11

1.3.4        多天线技术        12

1.4        LTE 网络结构概述        12

2        LTE网络架构（非重点）        14

2.1        网络结构        14

E-UTRAN，由eNB构成；        14

2.2        各网元功能        15

2.2.1        eNB        15

2.2.2        MME        16

2.2.3        S-GW        16

2.2.4        P-GW        16

2.3        系统接口        16

2.3.1        S1接口        16

S1接口控制面的功能：        17

SAE承载管理功能（包括SAE承载建立、修改和释放）；        17

S1接口业务面的功能：        17

2.3.2        X2接口        17

X2接口控制面的功能：        18

3        LTE无线接口协议（非重点）        19

3.1        无线接口协议架构        19

3.2        媒体访问控制(MAC)协议        19

3.3        无线链路控制（RLC）协议        19

3.4        分组数据汇聚（PDCP）协议        19

3.5        广播组播控制协议        19

3.6        无线资源控制（RRC）协议        19

4        物理层（重点）        20

4.1        信道带宽        20

4.2        多址技术        20

4.3        双工方式与帧结构        20

4.4        物理资源概念        20

4.4.1        LTE系统基本时间单位        20

4.4.2        资源单元        21

4.4.3        物理资源块（PRB）        21

4.4.4        资源栅格（Resource Grid）        21

4.5        物理信道        21

4.5.1        下行物理信道：        21

4.5.1.1        下行物理信道一般处理流程        22

4.5.1.2        下行物理信道的调制方式        22

4.5.2        上行物理信道：        22

4.5.2.1        PUSCH的处理流程        22

PUSCH处理流程        23

4.5.2.2        PUSCH的调制方式        23

4.5.2.3        PRACH        23

Preamble结构示意图        23

Preamble参数        23

4.6        物理信号        24

4.6.1        下行参考信号        24

4.6.1.1        小区专用的参考信号        24

4.6.1.2        MBSFN参考信号        24

4.6.1.3        终端专用参考信号        24

4.6.2        下行主/辅同步信号        24

4.6.3        上行参考信号        25

4.6.3.1        解调用参考信号（DRS）        26

4.6.3.2        探测用参考信号（SRS）        26

PUSCH参考信号结构示意图        27

5        物理层主要过程        28

5.1        小区搜索        28

5.1.1        时频资源        28

5.1.2        序列产生        28

5.1.3        小区搜索过程        29

5.2        随机接入        30

5.2.1        时频资源        30

Preamble格式4只能在帧结构2中的UpPTS域中传输。        31

5.2.2        序列产生        32

5.2.3        随机接入过程        34

5.3        测量        37

5.3.1        终端测量能力        37

5.3.2        EUTRAN测量能力        39

6        关键技术（重点描述）        40

6.1        多址接入技术-OFDM        40

6.1.1        下行OFDMA        40

6.1.1.1        OFDM原理        40

6.1.1.2        OFDM实现（IFFT/FFT处理）        42

6.1.1.3        循环前缀        43

6.1.1.4        LTE OFDM参数        44

6.1.2        上行SC-FDMA        45

6.1.2.1        DFTS-OFDM原理        45

6.1.2.2        DFTS-OFDM接收机        47

6.1.2.3        DFTS-OFDM用户复用        50

6.1.2.4        DFTS-OFDM频谱成型        50

6.1.2.5        LTE DFTS-OFDM参数        51

6.2        多天线技术        52

6.2.1        传输分集概述        52

6.2.1.1        循环时延分集        52

6.2.1.2        空时/频编码        53

6.2.1.3        天线切换分集        54

(a) TSTD        55

(b) FSTD        55

6.2.2        波束赋形概述        56

6.2.3        空间复用概述        57

6.2.3.1        多码字传输        57

6.2.3.2        预编码技术        57

6.2.3.3        与CDD结合使用        58

6.2.3.4        MU-MIMO        59

6.2.4        LTE系统中的多天线技术        60

6.2.4.1        单天线传输        60

6.2.4.2        空间复用        61

6.2.4.3        传输分集        64

6.2.4.4        波束赋形        66

6.3        链路自适应        67

(a) 功率控制        67

(b) 速率控制        68

6.3.1        OFDMA下行链路自适应        68

6.3.1.1        不同频率资源(RB-dependent)AMC        68

6.3.1.2        不同频率资源(RB-dependent)AM        68

6.3.1.3        相同频率资源(RB-common)AMC        68

6.3.1.4        三种AMC方式性能比较        68

6.3.1.5        功率分配（不确定）        68

6.3.2        SC-FDMA上行链路自适应        69

6.3.2.1        传输带宽的自适应        69

6.3.2.2        发射功率的自适应        69

6.3.2.3        自适应编码调制        69

6.4        快速分组调度        69

6.4.1        信道调度        69

6.4.2        调度信令        71

6.4.2.1        信道质量信息报告        71

6.4.2.2        下行调度信息        72

DCI format 2 for MIMO        72

6.4.2.3        上行调度请求        72

6.4.3        VoIP调度        73

6.4.3.1        持续调度        73

6.4.3.2        半持续调度        73

6.4.3.3        半动态调度        73

6.5        HARQ        73

6.5.1        FEC，ARQ以及HARQ        73

6.5.2        HARQ与软合并        77

6.6        小区间干扰消除        78

6.6.1        发射端波束赋形以及IRC        79

6.6.2        小区间干扰协调        80

6.6.3        功率控制        81

6.6.4        比特级加扰        82

7        移动性管理（非重点）        84

7.1        E-UTRAN内部的移动性管理        84

7.1.1        LTE-IDLE状态下的移动性管理        84

7.1.1.1        小区选择        84

7.1.1.2        小区重选        84

7.1.2        LTE-ACTIVE状态下的移动性管理(切换)        84

7.1.2.1        C平面        84

8        LTE组网可供研究的一些关键点        85

8.1        网络结构        85

8.1.1        e-UTRAN        85

8.1.2        CN        85

8.2        规划组网的细节        85

8.2.1        网络结构        85

8.2.2        覆盖        85

8.2.3        容量        86

20M带宽可以支持多少用户，多少业务？        86

8.2.4        话务模型        86

Voip的话务模型----补齐        86

8.2.5        扰码、频率、时隙规划        86

8.2.6        邻区、切换、重选策略、参数设置等        87

8.2.7        设备能力        87

8.2.8        区域划分        87

8.2.9        高速移动的支持        87

8.2.10        MIMO在LTE中的应用        87

9        关键技术对组网方案的影响        87

9.1        邻区，扰码规划        87

9.2        频率、频段的规划        88

9.3        干扰控制        88

10        关键技术对仿真算法的影响        89

10.1        新业务引入对业务建模的影响        89

10.1.1        VoIP业务及业务模型        89

VoIP业务模型        89

VoIP分组大小        89

10.1.2        Modified Gaming Traffic业务建模        90

Parameter Settings for the Modified Gaming model        99

部分内容：

6.2.2 波束赋形概述
根据应用波束赋形的天线之间的相关性，波束赋形可以分为传统的波束赋形（或者称
为long-term beam-forming）和基于预编码的波束赋形（short-term beam-forming）。
当天线之间相关性比较高时，一般天线阵列为小间距的天线阵列，可以应用传统的波束
赋形，如下图中（a）所示。同一个信号可以应用不同的相位偏移，映射到不同的天线上进
行发送。由于天线之间高的相关性，可以在发射机端形成一个具有特定指向的较大的波束，
如下图中（b）所示。通过调整不同天线上使用的相位偏移值，可以调整波束的方向，从而
使得该方向的信号强度得到提高，并降低对其他方向的干扰。该相位权值可以通过估计信号
的来波方向获得。
传统的波束赋形通常使用专用参考信号来实现，这是因为为了保证传统波束赋形的性
能，一般需要较大的天线数目，如果在每一根天线上都传输彼此正交的公共参考信号的话，
其参考信号的开销过大。

6.2.3 空间复用概述
LTE 的空间复用具有如下的特征：
多码字传输
采用预编码技术，即闭环的空间复用
与CDD 结合使用
支持MU-MIMO
6.2.3.1 多码字传输
如下图所示，所谓多码字传输即复用到多根天线上的数据流可以独立进行信道编码和调
制；而单码字传输是一个数据流进行信道编码和调制之后再复用到多根天线上。多码字传输
可以使用每个码字的传输速率控制，以及SIC 接收机。

6.5.1 FEC，ARQ以及HARQ
利用无线信道的快衰特性可以进行信道调度和速率控制，但是总是有一些不可预测的干扰导致信号传输失败。因此需要使用前向纠错编码（FEC）技术。FEC基本原理是在传输信号中增加冗余，即在信号传输之前在信息比特中加入校验比特（Parity bits）。校验比特使用由编码结构确定的方法对信息比特进行运算得到。这样信道中传输的比特数目将大于原始信息比特数目，从而在传输信号中引入冗余。 另外一种解决传输错误的方法是使用自动重传请求（ARQ）技术。在ARQ方案中，接收端通过错误检测（通常为CRC校验）判断接收到的数据包是正确性。如果数据包被判断为正确的，那么说明接收到的数据是没有错误的，并且通过发送ACK应答信息告知发射机；如果数据包被判断为错误的，那么通过发送NACK应答信息告知发射机，发射机将重新发送相同的信息。 大部分通信系统都将FEC与ARQ结合起来使用，称为混合自动重传请求，即Hybird ARQ，或者HARQ。HARQ使用FEC纠正所有错误的一部分，并通过错误检测判断不可纠正的错误。错误接收的数据包被丢掉，接收机请求重新发送相同的数据包。
LTE的采用多个并行的停等HARQ协议。所谓停等，就是指使用某个HARQ进程传输数据包后，在收到反馈信息之前，不能继续使用该进程传输其它任何数据。单路停等协议的优点是比较简单，但是传输效率比较低，而采用多路并行停等协议，同时启动多个HARQ进程，可以弥补传输效率低的缺点。其基本思想在于同时配置多个HARQ进程，在等待某个HARQ进程的反馈信息过程中，可以继续使用其它的空闲进程传输数据包。确定并行的进程数目要求保证最小的RTT中任何一个传输机会都有进程使用。如下图所示，以FDD的下行传输为例，RTT包括下行信号传输时间TP，下行信号接收时间Tsf，下行信号处理时间TRX，上行ACK/NACK传输时间TP，上行ACK/NACK接收时间TTX，上行ACK/NACK处理时间TRX，即RTT = 2*TP + 2*Tsf + TRX + TTX。那么进程数等于RTT中包含的下行子帧数目。