1、 TD-LTE 基礎知識介紹12總綱l 概述l 物理層關鍵技術l 物理層基礎l 業務流程3總綱l 概述l 物理層關鍵技術l 物理層基礎l 業務流程4TD-LTE 系統架構 l 扁平的RAN結構：取消了RNC，由eNB組成；eNB直接與EPC（Evolved Packet Core）相連；eNB之間直接相連5TD-LTE eNB與EPC劃分 6TD-LTE 空口協議 控制面協議：控制無線業務的接入及其UE和網絡間各方面的連接控制用戶面協議：實現無線承載業務的接入和信令的接入7TD-LTE LTE需求 l 容量提升 峰值速率：下行100 Mbps，上行50 Mbps 20MHz 頻譜效率：下行是H

2、SDPA的3-4倍，上行是HSUPA的2-3倍l 覆蓋增強 提高“小區邊緣比特率”，5 km滿足最優容量，30 km輕微下降，并支持100 km的覆蓋半徑l 移動性提高 015km/h性能最優，15120 km/h高性能，支持120350 km/h，甚至在某些頻段支持 500 km/h8TD-LTE LTE需求 l 質量優化 時延：用戶面小于 5ms，控制面小于 100 msl 服務內容綜合多樣化 高性能的廣播業務，MBMS，提高實時業務支持能力，VoIP達到UTRAN電路域性能l 運維成本降低 扁平、簡化的網絡架構，降低運營維護成本9TD-LTE 與3G標準的區別 l LTE與3G最主要的2

3、點區別 物理層核心技術由CDMA更改為OFDM 為了降低用戶面延遲，LTE取消了無線網絡控制器（RNC），將RNC、NodeB功能合并在eNodeB中實現10總綱l 概述l 物理層關鍵技術l 物理層基礎l 業務流程11總綱l 概述l 物理層關鍵技術l 物理層基礎l 業務流程l傳統FDM/FDMA技術頻分復用，將較寬的頻帶分成若干較窄的子載波進行并行發送缺點：需要大量的獨立的調制/解調器；頻譜效率低lOFDM技術基本原理利用IFFT/FFT實現了調制/解調的功能通過實現子載波正交解決了頻譜效率低的問題12TD-LTE 多址技術（1/4） lOFDM技術優勢頻譜效率高帶寬擴展性強抗多徑衰落：OFD

4、M將寬帶傳輸轉化為很多子載波上的窄帶傳輸，每個子載波上的信道可看作平坦衰落信道頻域調度和自適應：OFDM的子載波可靈活調度和分配；且根據不同頻帶特性自適應選擇不同的調制編碼方式實現MIMO技術較簡單lOFDM技術缺點PAPR（峰均功率比）問題：OFDM將很多子載波的信號疊加在一起，當信號相位相同時，會引起很高的峰值功率時間和頻率同步問題13TD-LTE 多址技術（2/4） 14TD-LTE 多址技術（3/4） l 下行多址方式 OFDMA 頻譜效率高 帶寬擴展性強 抗多徑衰落 頻譜資源分配靈活 利于與MIMO技術相結合15TD-LTE 多址技術（4/4） l 上行多址方式 SC-FDMA 具有

5、單載波特性，峰均功率比（PAPR）較低，降低了對終端線性功放的需求 帶寬靈活分配 可大量重用LTE下行技術16TD-LTE MIMO（1/8） MIMO多入多出：l 提高信道容量及頻譜利用率l 不增加帶寬和天線發送功率l 利用多天線來抑制信道衰落17TD-LTE MIMO（2/8） l 下行MIMO技術 基本配置22（最多44），最大支持4流傳輸 傳輸分集（SFBC、CDD） 開環空間復用（SM，Spatial Multiplexing） 閉環SM, 即線性預編碼技術 波束賦型(BF) 多用戶MIMO （MU-MIMO）l 上行MIMO技術 上行基本天線配置為1發2收 上行傳輸天線選擇 MU-

6、MIMO18TD-LTE MIMO（3/8） CDD - 循環延時分集l目的：得到多徑分集或頻率分集l方法：人為制造信道的頻率選擇性l實現：對不同天線的同一頻域符號乘以不同的相位偏移19TD-LTE MIMO（4/8） SFBC - 空頻編碼l在相鄰子載波上傳輸相互正交的符號l接收端利用正交性恢復信號20TD-LTE MIMO（5/8） lBeam Forming原理：利用空間信道的強相關性，對發送信號進行加權，使輻射方向圖對準用戶來波方向只有相位加權，沒有幅度加權加權值由用戶的位置決定，與快衰無關21TD-LTE MIMO（6/8） l預編碼利用天線之間低相關性，對發送信號做線性預處理，從而

7、簡化接收端操作基于碼本的預編碼：收發端共同一套碼本集，UE可根據信道信息選擇碼本，將其序號反饋基站22TD-LTE MIMO（7/8） l 下行多用戶MIMO空分多址 基站將占用相同時頻資源的多個數據流發送給不同用戶l 上行多用戶MIMO 虛擬系統：多個終端占用相同的時頻資源各自發送一個數據流，從接收端來看，這些來自不同終端的數據流可看做來自一個終端的多根天線的數據23TD-LTE MIMO（8/8） l 天線選擇分集24TD-LTE HARQ l 最小的增量冗余（IR）HARQl 停止-等待HARQl 下行采用自適應異步HARQ 異步：重傳時不限制HARQ進程的時域位置，即子幀 自適應：根據

8、無線信道條件，自適應調整每次重傳采用的資源塊、調制方式、傳輸塊大小和重傳周期等參數l 上行采用同步非自適應HARQ25總綱l 概述l 物理層關鍵技術l 物理層基礎l 業務流程26總綱l 概述l 物理層關鍵技術l 物理層基礎l 業務流程27TD-LTE 幀結構（1/2） 基于TD-SCDMA幀結構設計，保留三個特殊時隙GP、UpPTS可靈活配置，支持各種尺寸的小區，提供與各種上下行比例的TD-SCDMA的共存的可能性lFS2幀結構（TD-LTE）28TD-LTE 幀結構（2/2） 根據特殊時隙出現頻率，分為5ms周期結構、10ms周期結構上、下行比例可根據業務類型靈活配置Up-downlinkc

9、onfigurationDown-Uplink Switch-point periodicitySubframe Number012345678905 msDSUUUDSUUU15 msDSUUDDSUUD25 msDSUDDDSUDD310 msDSUUUDDDDD410 msDSUUDDDDDD510 msDSUDDDDDDD65 msDSUUUDSUUDlFS2幀結構（TD-LTE）29TD-LTE 基本物理單元 Resource Block頻率上連續的12個子載波，時域上對應1個時隙。這是LTE里調度的最小單元。Resource elementRB內的各個時頻單元，以（k,l）來表征，

10、k為子載波，l為OFDM符號。Resource element Group4個RE一組，用于表征下行控制信道的映射、交織等操作30TD-LTE 下行物理信道 l PDSCH ，物理下行共享信道，主要承載非MBSFN模式的下行傳輸數據。l PMCH，物理多播信道，承載MBSFN模式的下行傳輸數據l PBCH，物理廣播信道，承載BCH包含的MIB信息。l PCFICH，物理控制格式指示信道，承載CFI信息，用于指示1個子幀中PDCCH、PHICH占用的OFDM符號數目。l PDCCH，物理下行控制信道，承載上下行調度及其它控制信息l PHICH，物理HARQ指示信道，承載對上行數據回復的ACK/N

11、ACK信息31TD-LTE 上行物理信道 l PRACH， 物理隨機接入信道，用于UE發起接入請求等l PUSCH，物理上行共享信道，承載上行數據，以及上行控制信息l PUCCH，物理上行控制信道，承載上行控制信息32TD-LTE 物理信號 l PSSSSS，主輔同步信號，唯一對應一個物理小區ID值，可用于幫助UE完成小區搜索、下行同步。l Cell-specific RS，小區專用參考信號，可用于UE完成信道估計、信道質量測量等。l MBSFN RS，用于MBSFN業務的信道估計。l UE-specific RS，主要用于波束賦型傳輸的信道估計。l DMRS，解調參考信號，用于上行信道估計。

12、l SRS，探測參考信號，可用于實現子載波頻率選擇性調度、功率控制、上行同步保持等。33TD-LTE 傳輸信道與物理信道的映射 34TD-LTE 控制信息與物理信道的映射 PUSCH可支持數據與控制信息的復用Physical channelPhysical channelModulation schemesModulation schemesPDSCHPDSCH，PMCHPMCHQPSKQPSK，16QAM16QAM，64QAM64QAMPBCHPBCH，PCFICHPCFICH，PDCCHPDCCHQPSKQPSKPHICHPHICHBPSKBPSK35TD-LTE 調制方式Physical

13、 channelPhysical channelModulation schemesModulation schemesPUSCHPUSCHQPSKQPSK，16QAM16QAM，64QAM64QAMPUCCHPUCCHBPSKBPSK，QPSKQPSK l 下行信道l 上行信道36TD-LTE 信道編碼 傳輸信道編碼方式編碼率UL-SCHTurbo coding1/3DL-SCHPCHMCHBCH咬尾卷積編碼1/3控制信息編碼方式編碼率DCI咬尾卷積編碼1/3CFI塊編碼1/16HI重復編碼1/3UCI塊編碼可變咬尾卷積編碼1/337TD-LTE PDSCH發送端流程 38總綱l 概述l 物

14、理層關鍵技術l 物理層基礎l 業務流程39總綱l 概述l 物理層關鍵技術l 物理層基礎l 業務流程40TD-LTE 小區搜索(1/2)RSSI： Received Signal Strength Indicator 41TD-LTE 小區搜索（2/2） 42TD-LTE 隨機接入（1/4） l基于競爭的隨機接入過程43TD-LTE 隨機接入（2/4） l基于非競爭的隨機接入過程44TD-LTE 隨機接入（3/4） l隨機接入過程基本功能申請上行資源取得與eNB上行同步l競爭隨機接入過程無線鏈路失敗后初始接入，及RRC連接重建從RRC_IDLE狀態初始接入、即RRC連接建立下行數據到達且UE上行

15、失步上行數據到達且UE上行失步、或者雖未失步但需要隨機接入申請上行資源切換45TD-LTE 隨機接入（4/4） l非競爭隨機接入過程切換下行數據到達且UE上行失步輔助定位，利用隨機接入獲取定時提前量（TA）TD-LTE 功率控制（1/2）l下行功率分配eNB保持小區專屬RS EPRE在整個下行帶寬及所有子幀中的恒定UE確定該小區的RS信號功率后，可根據空口消息獲得的功率比值計PA、PB PDSCH的EPRE，計算公式可參考TS 36.213l下行功率控制eNB在高層消息中通知UE專屬功率比值參數PA、PBPDSCH使用頻域調度技術，不需要進行下行功控PDCCH/PHICH/PCFICH可采用半

16、靜態的功率分配47TD-LTE 功率控制（2/2） l上行功率控制功控目標是補償路損和陰影、抑制小區間干擾；由于LTE上行信號之間是正交的，不存在CDMA系統需要克服遠近效應的情況，采用慢速功控即可可對PUSCH、PUCCH、SRS等信道進行功率控制PUSCH的功控由eNB在DCI 0中發出，包括絕對功控、積累功控兩種模式PUCCH的功控由eNB以非周期的方式在PDCCH中發出SRS的功率與PUSCH對應，具有固定的偏移值TD-LTE 附著過程（1/5）l 目的：在UE和MME之間建立聯系，讓網絡知道UE的存在和位置l附著請求內容UE ID原來的位置終端能力終端設置TD-LTE 附著過程（2/

17、5）l 附著接受內容 網絡設置 網絡能力 TAI list GUTITD-LTE 附著過程（3/5）TD-LTE 附著過程（4/5）l 續TD-LTE 附著過程（5/5）l 續53TD-LTE 尋呼過程（1/3）54TD-LTE 尋呼過程（2/3）55TD-LTE 尋呼過程（3/3）l 續56TD-LTE 小區重選（1/2） l當UE駐留到一個合適的小區后，開始進行小區重選，原則如下述首先，基于絕對優先級其次，采用一種排名準則比較各小區的鏈路質量最后，UE驗證目標小區的可接入性l小區重選可分為同頻小區重選、異頻小區重選57TD-LTE 小區重選（2/2） 58TD-LTE 業務切換（1/2）

18、l 切換準備過程：觸發UE進行測量；源eNB切換判決；目標eNB接收來自源eNB的切換請求消息并響應；準備L1/L2進行切換l 切換執行過程：目標eNB生成的切換命令；通過源eNB將其透傳給UE使得UE發起切換；離開源eNB；向目標eNB發起RACH進行同步；當UE成功接入目標小區后，發送切換完成消息l 切換完成過程：向MME發送路徑轉換請求來告知UE更換了小區，并更新S-GW的用戶平面，觸發源eNB進行資源釋放59TD-LTE 業務切換（2/2） 60TD-LTE 系統間切換（1/2） l切換準備過程：請求核心網在目標RNC、SGSN以及S-GW等建立資源,包括目標SGSN建立EPS承載；目

19、標RNC建立RAB；通知源MME、S-GW是否發生變化等l切換執行過程：源MME向源eNB發送切換命令，UE接收來自源eNB的切換命令（MobilityFromEUTRACommand），向目標網絡發起接入過程，并完成切換l切換完成過程：目標SGSN管理UE所建立的EPS承載并通知S-GW;S-GW通知PDN GW 關于UE的改變;用戶面切換到目標SGSN；源MME發送釋放資源消息給源eNB等61TD-LTE 系統間切換（2/2） 62TD-LTE 數據面業務流向6364總綱l 概述l 物理層關鍵技術l 物理層基礎l 業務流程65總綱l 概述l 物理層關鍵技術l 物理層基礎l 業務流程lOFDM技術優勢頻譜效率高帶寬擴展性強抗多徑衰落：OFDM將寬帶傳輸轉化為很多子載波上的窄帶傳輸，每個子載波上的信道可看作平坦衰落信道頻域調度和自適應：OFDM的子載波可靈活調度和分配；且根據不同頻帶特性自適應選擇不同的調制編碼方式實現MIMO技術較簡單lOFDM技術缺點PAPR（峰均功率比）問題：OF