FDD-LTE技术原理与网络规划ppt课件.pptx
《FDD-LTE技术原理与网络规划ppt课件.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《FDD-LTE技术原理与网络规划ppt课件.pptx(79页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、中国通信服务集团 市场部2012年4月FDD LTE技术原理与网络规划LTE新技术培训 之一2 课程概述课程目的课程内容本课程主要介绍FDD LTE的技术原理与网络规划,培训对象为协同体设计院,目的在于提高协同体设计院的整体LTE技术服务水平,为渐行渐近的LTE做好技术储备。o FDD LTE技术原理及与TD-LTE的对比o FDD LTE关键指标o FDD LTE天馈线方案o FDD LTE网络规划方法及流程3 目 录FDD LTE技术原理及与TD-LTE的对比FDD LTE关键指标FDD LTE网络规划方法及流程FDD LTE天馈线方案4 LTE 关键技术OFDMoOFDM原理:正交频分复
2、用技术,是多载波调制的一种,将一个宽频信道分成若干个正交子信道,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。OFDM单载波传统多载波频域波形f宽频信道正交子信道5 LTE 关键技术OFDMOFDM具具有单载波系统无法比拟的优势:有单载波系统无法比拟的优势:o频谱利用率高:OFDM系统中各个子载波之间是彼此重叠、相互正交的,从而极大提高了频谱利用率。o抗多径干扰:为了最大限度地消除符号间干扰,在OFDM符号之间插入循环前缀CP 。当CP长度大于无线信道的最大时延扩展时,前一个符号的多径分量不会对下一个符号造成干扰。o抗频率选择性衰落:由于无线信道的频率选择性衰落,OFDM
3、系统可以通过动态子载波分配,充分利用信噪比高的子载波,提高系统性能。 6 OFDM信号是由多个统计独立的相互正交的子载波信号叠加而成。根据中心极限定理,当子载波数较大时,信号的幅度将趋于高斯分布。因此,OFDM存在峰均比(PAPR)过高的问题。 高峰均比对RF功率放大器提出很高的要求。 LTE上行采用SC-FDMA多址方式来抑制高峰均比问题。较高的峰均比受频率偏差的影响 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)来减弱此问题带来的影响。ICI功放设计难度增加PAPRmax10log10N LTE 关键技术OFDMOFDM的不足的不足7
4、折射、反射较多时,多径时延大于CP(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。受时间偏差的影响ISI& ICIsFFTFfN 1sTfsgsTTT 采样频率Fs FFT点数NFFT 子载波间隔f 有用符号时间Ts 循环前缀时间Tg OFDM符号时间Ts 可用子载波数目Nc关键参数: f 、Tg及Nc。采样频率以及FFT点数与实现相关。OFDM的不足的不足 LTE 关键技术OFDM8 LTE 关键技术OFDMo下行多址技术:OFDMA,是一种资源分配粒度更小的多址方式,同时支持多个用户。它
5、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,实际上是TDMA+FDMA的多址方式。OFDMA示意图示意图SC-FDMA示意图示意图o上行多址技术:SC-FDMA(单载波频分多址),主要为了克服高PAPR而引入。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。与OFDMA不同的是任一终端使用的子载波必须连续分配。9 LTE 关键技术OFDMP/SIFFTS/Ps(t)插入CPDACS/PFFTP/Sr (t)移除CPADCOFDM发射机OFDM接收机信道10 LTE 关键技术OFDM 由于终端射频器件的
6、限制,LTE系统上行采用基于DFT扩展OFDM(DFT-S-OFDM)技术的SC-FDMA多址方式,能够有效降低信号的峰均功率比问题。子载波映射中,MN:MN时,DFT和IDFT的互相抵消,输出普通的单载波信号;当MN时,采用零输入来补齐IDFT。11 LTE 关键技术MIMOo 多天线:在发射机和接收机处设置两根或多根天线的技术,亦称为MIMO,即Multiple Input Multiple Output。 基于发射、接收端的天线数目异同,可以分为SISO、SIMO、MISO、MIMO等四类:o 基于MIMO的用途,多天线可以分为三类:空间分集、空间复用、波束赋形三类。发射机接收机发射机接
7、收机SISOMISO接收机SIMO发射机发射机MIMO接收机12 LTE 关键技术MIMOo空间分集:利用较大间距的天线阵元之间的不相关性,发射或接收一个数据流或与该数据流有一定相关性的数据,避免单个信道衰落对整个链路的影响。DataUESFBCo波束赋形:利用较小间距的天线阵元之间的相关性,通过阵元发射的波之间形成干涉,集中能量于某个(或某些)特定方向上,形成波束,从而实现更大的覆盖和干扰抑制效果。o空间复用:利用较大间距的天线阵元之间的不相关性,向一个终端/基站并行发射多个数据流,以提高链路容量(峰值速率)。UE1Layer 1, CW1, AMC1UE2Layer 2, CW2, AMC
8、2UE1UE2MIMO Encoder and layer mapping13 LTE 关键技术MIMOoLTE定义了8种天线传输模式(传输模式由高层通过传输信道通知基站和UE),但FDD 只有六种。o当信道质量发生变化时,eNB可以根据信道质量快速切换多天线传输模式TM 编号传输模式多天线增益系统增益应用场景TM1单天线发射- 用于单天线基站TM2开环发送分集分集增益提高系统覆盖固定发送分集,应用于信道质量不好场景,如小区边缘、高速移动环境,提升传输的可靠性,TM3 开环空间复用分集增益复用增益提高系统容量信道质量好时采用开环复用,应用于对数据速率要求较高的场景,信道不好时回落到发送分集(根
9、据RI反馈)TM4 闭环空间复用复用增益提高系统容量信道质量好时采用闭环复用(根据PMI选择预编码向量),信道质量不好时回落到发送分集(根据RI反馈)TM5 多用户空间复用复用增益提高系统容量信道质量好时多用户MIMO,信道质量不好时回落到发送分集(根据RI反馈)TM6 单层闭环空间复用 分集增益复用增益提高系统覆盖闭环反馈可得时采用单层闭环复用(比分集效果更佳);闭环反馈不可得时回落到发送分集(根据RI反馈)。TM7 单流BF(小天线间距阵列)赋形增益提高覆盖闭环反馈可得时采用波束赋形(比分集效果更佳)条件更好采用双流或者回落单流,闭环反馈不可得时回落到发送分集(根据RI反馈),无法分集回落
10、到单天线。TM8 (R9新增)双流BF(小天线间距阵列)赋形增益复用增益提高系统容量14 LTE 关键技术链路自适应技术o 链路自适应技术:系统根据当前获取的信道质量信息,自适应地调整系统传输参数(调制方式、编码方式、冗余信息、发射功率、时频资源等),用以克服或适应当前信道变化带来的影响。链路自适应技术AMC技术HARQ功率控制技术信道选择性调度技术o功率控制技术:根据无线信道的变化调整系统的发射功率。当信道条件较好时,降低发射功率;当信道条件较差时,提高发射功率。o资源调度技术:根据无线信道的测量结果,资源分配时选择信道条件较好的空时频资源进行数据传输。调度算法有Max CIR、RR、PF等
11、。oAMC(Adaptive Modulation and Coding):根据无线信道的变化调整传输系统的调制方式与编码速率,LTE共定义29种MCS方案供选择。当信道质量较好时,提高调制等级与编码速率;当信道质量较差时,降低调制等级和信道编码速率。oHARQ(Hybrid Automatic Repeat-reQuest):通过调整数据传输的冗余信息,在接收端获得重传/合并增益,实现对信道的小动态范围的、精确的、快速的自适应。HARQ分为三种类型:Type I HARQ、 Type II HARQ、 Type III HARQ。15o发射端干扰抑制:发射端在获取干扰用户信道特征的基础上,通
12、过联合信号发送,达到被干扰用户干扰抑制的目的。例如:波束赋形。o接收端干扰抑制:接收端在获取干扰信号特征的基础上,通过联合检测的方法抑制邻区干扰。例如最大信干噪比合并。 LTE 关键技术小区间干扰控制技术干扰随机化技术干扰随机化技术按照一定的规则和方法,协调资源(频域、时域、空域、功率)的调度和分配,尽量降低小区间干扰。干扰协调分为三种:o静态干扰协调:通过预配置或网络规划办法固定限制各小区的资源调度和分配策略,避免小区间干扰。例如:部分频率复用技术为典型静态干扰协调方法。o半静态干扰协调:小区间通过X2口慢速交互小区间用户功率信息、小区负载信息、资源分配信息、干扰信息等,协调资源分配和功率分
13、配,达到干扰协调的目的。例如:ICIC为典型的半静态干扰协调技术,交互周期为几十毫秒到几百毫秒。o动态干扰协调:小区间实时地进行协调调度,调度周期通常为毫秒级。但是X2口的时延为10-20ms,因此无法实现真正意义的动态干扰协调。干扰抑制技术干扰抑制技术干扰协调技术干扰协调技术将小区间的同频干扰信号转换为随机的干扰,使窄带的干扰等效为白噪声干扰。干扰随机化方法通常分为两种:o序列加扰:在时频域将数据加入伪随机序列达到干扰随机化的目的,如PCI规划。o交织:通过一定的映射方法,扰乱数据在时、频域的位置实现干扰随机化。小区间干扰控制技术16 LTE FDD帧结构o类型1帧结构:o概念:无线帧(Ra
14、dio frame)、子帧(Sub frame)、时隙(slot)、OFDM符号、Tso1 Radio frame = 10ms = 10 Subframes = 20 Slotso采样间隔 Ts =1/2048*15000 0.033us(LTE中的基本时间单位)o每个slot含7个OFDM符号( 常规CP)或6个OFDM符号( 扩展CP)o常规CP: #0: 160+2048*Ts + #1-6:144+2048*Ts*6 = 0.5mso扩展CP: #0-5:512+2048*Ts*6 = 0.5ms #0 #1 #2 #3 #19 One slot, T slot = 15360 T
15、s = 0.5 ms One radio frame, T f = 307200 T s = 10 ms #18 One subframe Normal CPFDD帧结构17 物理资源单元oRE(Resource Element):最小时频资源,频域为1个子载波,时域为1个OFDM符号。oRB(Resource Block):在频域上连续的 个子载波,时域上包含 个连续的OFDM符号。RBscNDLsymbNo系统带宽与RB关系系统系统带宽带宽(MHz)1.435101520615255075100DLRBNo1 REG = 4 REso1 CCE = 9 REGs3246扩展扩展CP712普
16、通普通CP配置配置DLsymbNkHz 15fkHz 15fkHz 5 . 7fRBscN18 下行物理信道PCFICH Add Your TextAdd Your TextAdd Your TextAdd Your TextAdd Your Texto承载信息:用于发送上/下行资源调度信息、功控命令等。o时频位置:占用每个子帧的前n个OFDM符号,n=1,2,3;频域占用除RS 、PCFICH 、PHICH外的所有REPDCCHPMCHo承载信息:用于指示一个子帧内传输PDCCH所使用的OFDM符号个数。o时频位置时频位置:位于下行子帧第1个OFDM符号中的4个REG上。o承载信息:承载上行
17、共享信道(PUSCH)数据分组的HARQ应答(ACK/NACK)信息o时频位置:位于下行子帧的前13个OFDM符号中。PHICHo承载信息:广播小区基本的物理层配置信息,例如下行系统带宽、PHICH资源指示、系统帧号信息等。o时频位置:位于子帧0的第2个时隙的前4个OFDM符号,带宽1.08MHzPBCHo承载信息:下行用户数据、系统消息(SIB)及寻呼信息o时频位置:位于下行子帧中不用于传输PDCCH、PCFICH、PHICH的RE中PDSCHo物理多播信道:用于单频网络中传输多播广播和多媒体业务。19 下行物理信号o对于各种不同的系统带宽,同步信号的传输带宽相同:占用频带中心的1.08MH
18、z带宽,其中同步信号占用62个子载波,两边各预留5个子载波作为保护带。o在FS1 FDD 10ms无线帧中,主同步信号和辅同步信号位于时隙0和时隙10的最后两个OFDM符号,主同步信号在后,辅同步信号在前。同步信号用于小区搜索过程中UE和eNB的时频同步,包含两个部分:o主同步信号(PSS) :3个序列,分别为0,1,2;用于符号timing对准,频率同步以及部分的小区ID侦测。o辅同步信号(SSS):168个序列,分别为0,167;用于帧timing对准,CP长度侦测以及小区组ID侦测。20 下行物理信号公共参考信号(Normal CP),即小区专用参考信号:o用于下行信道估计及非BF模式下
19、的解调和用作下行信道质量测量。oRS时频域位置与天线数目、PCI模3值有关。在某一天线端口上,RS的频域间隔为6个子载波,时域间隔为7个OFDM符号。21 上行物理信道PUSCH Add Your TextAdd Your TextAdd Your Texto承载信息:传输用户的上行控制信息,包括CQI、ACK/NACK反馈、调度请求等。o时频位置:位于上行子帧(UpPTS除外)频带两侧,1个PUCCH信道占用1个RB Pair,并在子帧的两个slot上下边带跳频。系统可以根据需求配置多个PUCCH信道。PUCCHo承载信息:上行用户数据及控制信息。o时频位置:位于上行子帧(UpPTS除外)不
20、传输PUCCH的RB中。o承载信号:终端发送的随机接入信号,用于发起随机接入过程。o时频位置:PRACH的发送时间、频率位置以系统信息形式在系统内广播,频域带宽固定为1.08MHzPRACH22 上行物理信号上行参考信号:o解调参考信号 (DM RS,Demodulation RS) : PUSCH和PUCCH传输时的导频信号, 用于UE 上行带宽内信道估计以解调上行数据oDMRS在时隙中的位置根据伴随的PUSCH和PUCCH的不同格式而有所差异,如下所示:o探测参考信号 (SRS,Sounding RS) :无PUSCH和PUCCH传输时的导频信号,探测参考信号用来探测整个信道带宽内的信道质
21、量,从而实现上行频率选择性调度。oSRS由高层调度,配置在子帧的最后一个SC-FDMA符号上, 如右图所示:For PUSCH 每个slot(0.5ms) 一个RS, 第四个SC-FDMA symbol Slot structure for ACK/NAK and its RS 每个slot中间三个SC-FDMA符号为RS For PUCCHACKSlot structure for CQI and its RS 每个slot两个RS,位于SC-FDMA 符号1和6For PUCCHCQI 23 物理层过程-UE的状态转移空闲状态上行数据传输下行数据传输p 小区搜索,获得系统信息p 接收系统信
22、息,监听寻呼消息,为接入做准备p 向系统请求分配资源,准备传输数据p 系统在UE申请到的上/下行信道中传输数据p UE活动完毕,向系统申请拆除链接24 物理层过程-小区搜索UE开机UE在下行信道上搜索小区4、UE获知:p 系统帧号(SFNp 下行系统带宽p PHICH配置信息p 天线端口数信息。UE搜索PSSp 尝试与3个可能的主同步信号之一相匹配。2、UE获知:p 精确的载波频率p 确定3个小区组IDp 子帧同步3、UE获知:p 10ms帧同步p 确定168个小区组内IDp 确定当前的PCIp CP的长度UE搜索SSSp 尝试与168个辅同步信号中的某一个相匹配。1、UE获知:p 粗频率同步
23、读取PBCH信道。5、UE获知:p SIB信息读取PDSCH信道。进入空闲态25 物理层过程-UE的空闲状态空闲态下的小区重选p 接收系统信息广播p 周期性接收寻呼信息p 临近小区测量和小区选择/重选空闲态活动原则空闲态的动作p 非活动UE传输资源使用最小化p UE省电UE执行小区重选和驻留新小区的步骤如下:p 解码广播信息p 跟踪区域更新p 处理新的寻呼消息p 小区重选评估在UE完成小区搜索后,进入空闲状态。26 物理层过程-随机接入IP NetworkMMEeNBPRACHPDCCHPUSCHPHICHX2S1eNBp 目的:资源请求(主叫、被叫)p 分类:竞争接入;非竞争接入p 网络指示
24、特定的PRACH资源或UE从普通PRACH资源中选择;p UE以逐渐增加的功率发送随机接入前导;p UE在PDCCH上接收随机接入回应;p 物理资源块(PRB)和调制与编码策略(MCS)p UE在PUSCH上发送信号和用户数据接入步骤27 物理层过程-下行数据传输IP NetworkMMEeNBPDSCHMultiple TX modesPUCCH or PUSCHPDCCHX2S1PCFICHeNBp UE通过PUCCH报告CQI,PMI,RI;p eNB调度器周期性给UE分配资源;p UE以子帧为周期读取PCFICH以获取PDCCH所占OFDM数量;p UE读取PDCCH以发现TX Mod
25、e,并获知分配资源(PRB和MCS);p eNB 在PDSCH上发送用户数据;p UE尝试对接收到的包解码并在PUCCH上发送ACK/NACK。步骤28 物理层过程-上行数据传输IP NetworkMMEeNBPUCCHPDCCHPUSCHPHICHX2S1eNBUEp UE在PUCCH上发送SR,BSR和PHR;p eNB的调度器动态的给UE分配上行资源;p 通过PDCCH给UE分配权限p 分配好的资源(PRB和MCS)通知给UEp UE在PUSCH上发送用户信息;p 如果eNB成功对上行数据解码,则更改PDCCH上的NDI, 在PHICH上发送ACK/NACK。步骤29 LTE FDD/T
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- FDD LTE 技术 原理 网络 规划 ppt 课件
限制150内