1、無無 線線 移移 動動 創創 新新 中中 心心多址接入與物理層信道設計多址接入與物理層信道設計無無 線線 移移 動動 創創 新新 中中 心心無無 線線 移移 動動 創創 新新 中中 心心TDD雙工方式雙工方式物理層信道設計物理層信道設計目錄目錄多址傳輸技術多址傳輸技術無無 線線 移移 動動 創創 新新 中中 心心蜂窩移動通信雙工方式蜂窩移動通信雙工方式 TDD雙工傳輸方式雙工傳輸方式 定義：定義：采用非成對頻譜（Unpaired Spectrum）資源配置，上下行傳輸信號在同一頻帶內，將信號調度到不同時間段，并采用非連續方式發送，通過設置一定的時間間隔方式以避免上下行信號間干擾。 FDD雙工傳

2、輸方式雙工傳輸方式 全雙工FDD（Full-Duplex FDD） 半雙工FDD（HD-FDD，Half-Duplex FDD） 定義：定義：采用成對頻譜（Paired Spectrum）資源配置，上下行傳輸信號在不同的頻帶內，采用連續發射方式發送信號，并在上下行信號間設置一定頻帶間隔方式以避免相互間干擾。TDD雙工方式雙工方式無無 線線 移移 動動 創創 新新 中中 心心蜂窩移動通信發展簡史蜂窩移動通信發展簡史 第一代蜂窩移動通信第一代蜂窩移動通信-模擬調制移動通信模擬調制移動通信 1978年貝爾實驗室開發了先進移動電話業務（AMPS）是第一種具有現代意義的蜂窩移動通信系統； 美國、西德、日

3、本、英國、意大利、歐洲開發了10多種的蜂窩移動通信方式； 典型的蜂窩系統采用模擬調制方式傳輸； 第二代蜂窩移動通信第二代蜂窩移動通信-數字調制移動通信數字調制移動通信 1992年，歐洲開始應用全球第一個數字調制移動通信系統GSM（Global System Mobile）； 1993年，美國高通和AT&T聯合推出基于CDMA的第二代數字調制蜂窩系統IS-95； 傳送語音和低速數據業務為主；TDD雙工方式雙工方式無無 線線 移移 動動 創創 新新 中中 心心 第三代蜂窩移動通信第三代蜂窩移動通信-IMT-2000系統系統 1985年ITU提出未來公共陸地移動通信系統（FPLMTS）概念，

4、并于1995年更名為IMT-2000系統； 三大國際主流標準于1998年確定：WCDMA(FDD雙工方式，歐洲主導)、CDMA2000(FDD雙工方式，美國主導)、TD-SCDMA(TDD雙工方式，中國主導)； 采用CDMA的多址方式； 第四代蜂窩移動通信第四代蜂窩移動通信-IMT-Advanced系統系統 2003年在ITU提出概念，寬帶無線移動通信系統，低速移動峰值速率大于1Gbps，高速峰值速率大于100Mbps； 2010年10月，ITU-R WP#5D通過了LTE-Advanced和IEEE 802.16m作為IMT-Advanced作為IMT-Advanced(4G)標準，其中LT

5、E-Advanced 包含FDD LTE-Advanced(FDD雙工方式)和TD-LTE-Advanced(TDD雙工方式，中國主導)兩個標準； 采用OFDM多址方式。TDD雙工方式雙工方式無無 線線 移移 動動 創創 新新 中中 心心TDD雙工方式的優點：雙工方式的優點： 頻譜配置靈活，利用率高； 靈活地上下行資源比例配置，更有效地支持非對稱的IP分組業務； 利用信道對稱性特點，提升系統性能； TDD雙工方式在一些先進技術的應用方面也有著天然的優勢。TDD雙工方式雙工方式無無 線線 移移 動動 創創 新新 中中 心心TDD雙工方式的缺點：雙工方式的缺點： 系統內干擾更為復雜； TDD雙工系

6、統對系統同步要求更為嚴格； 由于上下行信號發送通過時分方式進行區分，在信號傳輸過程中，相對于FDD系統，存在著一定的傳輸時延；TDD雙工方式雙工方式FDD系統干擾情況TDD系統干擾情況無無 線線 移移 動動 創創 新新 中中 心心TDD雙工方式雙工方式物理層信道設計物理層信道設計目錄目錄多址傳輸技術多址傳輸技術無無 線線 移移 動動 創創 新新 中中 心心多址傳輸方式概述多址傳輸方式概述： 多個子載波并行傳輸數據； 在載波間采用正交方式，提高頻譜利用率； 采用DFT進行OFDM信號的調制和解調，降低實現復雜度； 通過在信號前端插入循環前綴方式，確保子載波間正交性，減少子載波間干擾，簡化接收端的

7、復雜度。OFDMA多址傳輸方式多址傳輸方式無無 線線 移移 動動 創創 新新 中中 心心OFDMA的信號傳輸特點：的信號傳輸特點： 多個子載波并行傳輸數據； 在載波間采用正交方式，提高頻譜利用率； 采用DFT進行OFDM信號的調制和解調，降低實現復雜度； 通過在信號前端插入循環前綴方式，確保子載波間正交性，減少子載波間干擾，簡化接收端的復雜度。OFDMA多址傳輸方式多址傳輸方式OFDM符號的循環前綴（CP）生成示意圖無無 線線 移移 動動 創創 新新 中中 心心OFDMA多址傳輸方式多址傳輸方式OFDMA中子載波間保持正交性無無 線線 移移 動動 創創 新新 中中 心心OFDMA的信號收發信號

8、流程圖的信號收發信號流程圖OFDMA多址傳輸方式多址傳輸方式OFDM發射機結構圖OFDM接受機結構圖無無 線線 移移 動動 創創 新新 中中 心心OFDMA的技術優勢：的技術優勢： 頻譜效率更高； 接收信號處理更為簡單，降低了接收機的實現復雜度； 支持靈活的帶寬擴展性； 易于與多天線技術結合，提升系統性能； 易于與鏈路自適應技術結合； 易于MBMS業務的傳輸。OFDMA多址傳輸方式多址傳輸方式無無 線線 移移 動動 創創 新新 中中 心心TD-LTE下行多址方式：下行多址方式：（1）多址復用實現方式：）多址復用實現方式：TD-LTE下行多址方式下行多址方式 下行OFDM資源塊示意圖無無 線線

9、移移 動動 創創 新新 中中 心心TD-LTE下行多址方式：下行多址方式：（2）下行）下行OFDM參數：參數： OFDM參數選擇應該滿足如下參數選擇應該滿足如下3個準則個準則 準則準則1：Tcp Td ，其中，其中TCP為為CP長度，長度，Td為時延擴展；為時延擴展； 準則準則2： ，其中，其中fdmax為最大多普勒頻移，為最大多普勒頻移， f為子載波間隔；為子載波間隔； 準則準則3： 。TD-LTE下行多址方式下行多址方式1maxffdCP1Tf 無無 線線 移移 動動 創創 新新 中中 心心p 基本參數基本參數 n 系統帶寬系統帶寬n 1.4MHz，3MHz，5. MHz，10MHz，15

10、MHz以及以及20MHzn子載波間隔子載波間隔n 15kHz，用于單播（，用于單播（unicast）和多播（）和多播（MBSFN）傳輸）傳輸n 7.5kHz，僅僅可以應用于獨立載波的，僅僅可以應用于獨立載波的MBSFN傳輸傳輸n 子載波數目子載波數目n CP長度長度n一個時隙中不同OFDM符號的循環前綴長度不同信道帶寬（信道帶寬（MHz）1.435101520子載波數目子載波數目721803006009001200TD-LTE下行多址方式下行多址方式無無 線線 移移 動動 創創 新新 中中 心心TD-LTE上行多址方式：上行多址方式： 采用具有單載波峰均比特性的DFT-s-OFDMA多址方式。

11、TD-LTE上行上行多址方式多址方式時域SC-FDMA方案頻域SC-FDMA方案無無 線線 移移 動動 創創 新新 中中 心心DFT-s-OFDMA 子載波映射方式：TD-LTE上行上行多址方式多址方式無無 線線 移移 動動 創創 新新 中中 心心DFT-s-OFDM的優勢：的優勢： 具有較低的峰均比，可以有效地發揮功率放大器的效率，增大小區覆蓋范圍。DFT-s-OFDM的劣勢：的劣勢： 子載波的連續映射，增加設計和接收信號的復雜度； 無法最有效地利用頻率調度增益，頻譜效率相對于OFDM有差距； 抗深衰落性能不好，降低性能； 在與多天線MIMO等結合，接收算法復雜度高。TD-LTE上行上行多址

12、方式多址方式無無 線線 移移 動動 創創 新新 中中 心心TDD雙工方式雙工方式物理層信道設計物理層信道設計目錄目錄多址傳輸技術多址傳輸技術無無 線線 移移 動動 創創 新新 中中 心心TD-LTE幀結構幀結構TDD幀結構原理圖（下行傳輸+上行傳輸+保護間隔）無無 線線 移移 動動 創創 新新 中中 心心p TDD保護間隔保護間隔n TDU傳輸時延與終端接收/發送轉換：TDU RTT + TUE,Rx-Tx 避免基站間的干擾：TDU RTTa/2 +RTTb/2 TD-LTE幀結構幀結構無無 線線 移移 動動 創創 新新 中中 心心p TDD保護間隔保護間隔n TUD一般情況下，幀結構中需要保

13、留上行與下行之間的保護間隔，用于基站的接收與發送轉換TD-LTE幀結構幀結構無無 線線 移移 動動 創創 新新 中中 心心p TDD保護間隔保護間隔n TUDLTE TDD系統中的TUD，通過定時提前來創造 TD-LTE幀結構幀結構無無 線線 移移 動動 創創 新新 中中 心心p 幀結構幀結構n TDD幀結構 - 幀結構類型2，適用于TDDn 一個長度為10ms的無線幀由2個長度為5ms的半幀構成n 每個半幀由5個長度為1ms的子幀構成n 常規子幀：由兩個長度為0.5ms的時隙構成n 特殊子幀：由DwPTS、GP以及UpPTS構成n 支持5ms和10ms DLUL切換點周期n 5ms DLUL

14、切換周期：特殊子幀在兩個半幀中都存在n 10ms DLUL切換周期：特殊子幀只在第一個半幀中存在n 子幀0，子幀5以及DwPTS永遠是下行n UpPTS以及UpPTS之后的第一個子幀永遠為上行TD-LTE幀結構幀結構無無 線線 移移 動動 創創 新新 中中 心心p 幀結構幀結構n TDD幀結構n 上下行配置TD-LTE幀結構幀結構無無 線線 移移 動動 創創 新新 中中 心心對于對于5ms周期的幀結構，即兩個半幀時隙比例一致，包括以下周期的幀結構，即兩個半幀時隙比例一致，包括以下4種配置種配置 配置0：1DL+DwPTS +3UL； 配置1：2DL+DwPTS+ 2UL； 配置2：3DL+Dw

15、PTS+ 1UL； 配置6：3DL+2DwPTS+5UL。對于對于10ms周期的幀結構，即兩個半幀時隙比例不一致，包括以下周期的幀結構，即兩個半幀時隙比例不一致，包括以下3種種配置配置 配置3：6DL+DwPTS+ 3UL； 配置4：7DL+DwPTS +2UL； 配置5：8DL+DwPTS +1UL。TD-LTE上行上行多址方式多址方式無無 線線 移移 動動 創創 新新 中中 心心p 幀結構幀結構n TDD幀結構n 特殊子幀配置特殊子幀配置特殊子幀配置常規常規CP擴展擴展CPDwPTSGPUpPTSDwPTSGPUpPTS03101381194832103923112101412137253

16、9282693917102-8111-TD-LTE幀結構幀結構無無 線線 移移 動動 創創 新新 中中 心心p 物理資源概念物理資源概念n 基本時間單位基本時間單位n 天線端口天線端口n LTE使用天線端口來區分空間上的資源。天線端口的定義是從接收機的角度來定義的，即如果接收機需要區分資源在空間上的差別，就需要定義多個天線端口。天線端口與實際的物理天線端口沒有一一對應的關系。n 目前LTE下行定義了三類天線端口，分別對應于天線端口序號05。秒2048150001sT小區專用參考信號傳輸天線端口：天線端口03MBSFN參考信號傳輸天線端口：天線端口4終端專用參考信號傳輸天線端口：天線端口5物理層

17、資源概念物理層資源概念無無 線線 移移 動動 創創 新新 中中 心心p 物理資源概念物理資源概念n 資源單元資源單元 (RE)n 對于每一個天線端口，一個OFDM或者SC-FDMA符號上的一個子載波對應的一個單元叫做資源單元n 資源塊資源塊 (RB)n 一個時隙中，頻域上連續的寬度為180kHz的物理資源稱為一個資源塊物理層資源概念物理層資源概念無無 線線 移移 動動 創創 新新 中中 心心p 物理資源概念物理資源概念n 資源單元組資源單元組 (REG)n 控制區域中控制區域中RE集合，用于映射下行控制信道集合，用于映射下行控制信道 n 每個每個REG中包含中包含4個數據個數據REn控制信道單

18、元（控制信道單元（CCE）n36RE，9REG組成組成物理層資源概念物理層資源概念無無 線線 移移 動動 創創 新新 中中 心心p 下行物理信道下行物理信道 PBCH（物理廣播信道）：（物理廣播信道）：用于承載重要的系統信息，例如系統下行帶寬、系統幀號等。 PDSCH（物理下行共享信道）：（物理下行共享信道）：可以簡單理解為用于承載數據的信道，此數據包括業務數據，也包括高層信令等信息。 PMCH（物理多播信道）：（物理多播信道）：用于承載多播業務信息。 PDCCH（物理下行控制信道）：（物理下行控制信道）：用于承載下行控制信息，例如調度信令。 PCFICH（物理控制格式指示信道）：（物理控制格

19、式指示信道）：用于指示每個子幀控制區域占用的符號數。 PHICH（物理（物理HARQ指示信道）：指示信道）：用于承載針對上行業務是否正確接收的ACK/NACK反饋信息。 R-PDCCH（中繼下行控制信道）：（中繼下行控制信道）：用于承載發送給中繼的控制信息。下行物理信道一般處理流程 物理層資源概念物理層資源概念無無 線線 移移 動動 創創 新新 中中 心心p 下行物理信道調制方式下行物理信道調制方式物理信道物理信道調制方式調制方式PDSCHQPSK, 16QAM, 64QAMPMCHQPSK, 16QAM, 64QAMPDCCHQPSKPBCHQPSKPCFICHQPSKPHICHBPSK物理

20、層資源概念物理層資源概念無無 線線 移移 動動 創創 新新 中中 心心p 下行物理信道碼字數目、層數目以及預編碼操作下行物理信道碼字數目、層數目以及預編碼操作物理信道物理信道可支持的預編碼操作可支持的預編碼操作可支持的碼字數目可支持的碼字數目可支持的層數目可支持的層數目PDSCH單天線端口傳輸11空間復用1，21，2，3，4傳輸分集12，4PDCCHPBCHPCFICHPHICH單天線端口傳輸11傳輸分集12，4物理層資源概念物理層資源概念無無 線線 移移 動動 創創 新新 中中 心心p 下行物理信道的下行物理信道的RE映射映射n 控制區域與數據區域控制區域與數據區域TDM；nPCFICH、P

21、DCCH、PHICH映射在控制區域；映射在控制區域；n PDSCH、PMCH、PBCH映射到數據區域；映射到數據區域；常規CP擴展CP無無 線線 移移 動動 創創 新新 中中 心心p 上行物理信道上行物理信道n PRACH（物理隨機接入信道）：（物理隨機接入信道）：用于UE上行接入同步或上行數據到達時的資源請求。n PUSCH（物理上行共享信道）：（物理上行共享信道）：用于承載上行數據，包括業務數據和高層信令等。n PUCCH（物理上行控制信道）：（物理上行控制信道）：用于承載上行控制信息，主要包括CQI和ACK等。物理層資源概念物理層資源概念無無 線線 移移 動動 創創 新新 中中 心心p

22、PUSCH 調制方式包括QPSK、16QAM以及64QAM傳輸預編碼即DFT操作，為了簡化DFT實現，要求DFT操作的點數必須為2、3、5的倍數。在RE映射時，PUSCH映射到子幀中的數據區域上。 PUSCH處理流程物理層資源概念物理層資源概念無無 線線 移移 動動 創創 新新 中中 心心p PUCCH 格式格式 PUCCH格式格式用途用途調制方式調制方式比特數比特數1SRN/AN/A1aACK/NACKBPSK11bACK/NACKQPSK22CQIQPSK202aCQI+ACK/NACKQPSK+BPSK212bCQI+ACK/NACKQPSK+BPSK22物理層資源概念物理層資源概念無無

23、 線線 移移 動動 創創 新新 中中 心心p PUCCH format 1/1a/1b結構結構 常規CP擴展CP物理層資源概念物理層資源概念無無 線線 移移 動動 創創 新新 中中 心心p PUCCH format 1/1a/1b RE映射映射n 1比特SR信息經過序列擴展和正交復用，形成96個比特，映射到PUCCH format 1中的數據部分n 1比特ACK/NACK信息，經過BPSK調制，序列擴展和正交復用，形成96個符號，映射到PUCCH format 1a中的數據部分n 2比特ACK/NACK信息，經過 QPSK調制，序列擴展和正交復用，形成96個符號，映射到PUCCH format

24、 1b中的數據部分n 參考信號序列經過正交復用后，映射到PUCCH format 1/1a/1b中的參考信號部分 PUCCH format 1/1a/1b的具體映射RB位置與其序號， PUCCH帶寬以及時隙位置有關物理層資源概念物理層資源概念無無 線線 移移 動動 創創 新新 中中 心心p PUCCH format 2/2a/2b 結構結構常規CP擴展CP物理層資源概念物理層資源概念無無 線線 移移 動動 創創 新新 中中 心心p PUCCH format 2/2a/2b RE映射映射n 20比特CQI信息經過QPSK調制，形成10個符號，經過序列擴展之后形成120個符號，映射到PUCCH format 2/2a/2b中的數據部分n 1比特ACK/NACK信息，經過BPSK調制，形成1個符號，經過與參考信號相乘之后形成為12個符號，映射到PUCCH format 2a中每個時隙中的第二個RS上n 2比特ACK/NACK信息