第四代移动通信LTE技术介绍

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1、2011年年11月月 LTELTE技术简介技术简介2中国移动通信集团上海有限公司中国移动通信集团上海有限公司 China Mobile Group Shanghai Co.,Ltd.TD-LTETD-LTE发发展情况展情况LTELTE全球发展情况全球发展情况TD-LTETD-LTE的关键技术的关键技术LTE-ALTE-A技术技术全球全球LTELTE网络部署情况网络部署情况l20092009年年1212月月1515日，日，TeliaSoneraTeliaSonera在北欧建设第一个在北欧建设第一个LTELTE商用网商用网l截至截至2012.7.112012.7.11，101101个国家的个国家的

2、338338个运营商承诺投资个运营商承诺投资LTELTE网络网络 4545个国家个国家8888个个LTELTE商用网络（商用网络（7979个个FDD,7FDD,7个个TD-LTE,2TD-LTE,2个个FDD/TDDFDD/TDD）1111个国家个国家5858个个LTELTE试验网络试验网络 至至20122012年底，预计至少年底，预计至少150150个个LTELTE网络在网络在6464个国家中实现个国家中实现商用商用已商用LTE承诺商用LTELTE实验网全球全球LTELTE用户发展情况用户发展情况l 到到20122012年一季度，全球年一季度，全球LTELTE用户已经达到用户已经达到1700

3、1700万，万，20122012年第一季度新增年第一季度新增740740万，呈万，呈现加速发展态势；预计现加速发展态势；预计20122012年底达到年底达到40004000万用户。万用户。l 用户主要集中在北美和亚太地区，北美地区占比达到用户主要集中在北美和亚太地区，北美地区占比达到64%64%，亚太地区占比为，亚太地区占比为33%33%。韩国和日本是韩国和日本是20122012年年LTELTE用户增长最快的地点用户增长最快的地点日本韩国韩国2012/10 LTE 用户数1.美国2800万2.韩国1600万3.日本 1000万=全球 5700万 2012/10,累计600万LTE用户数 从20

4、12/7/20，新增200万LTE用户数 2012/11,累计740万LTE用户数 2012/8,单月新增100万LTE用户数 2012/9,累计360万LTE用户数 LTE用户数渗透率达到36%韩国 2012/9,累计250万LTE用户数日本和韩国 LTE(FDD)市场情况韩国韩国LTELTE频段规划和使用策略频段规划和使用策略201120122013850MHz(10MHz)全国覆盖1.8GHz(10MHz)-全国覆盖900MHz(10MHz)区域覆盖 韩国采用高低频段相结合的LTE覆盖方式每家运营商在每个频段上各有10MHz带宽，一个频段做覆盖层，一个频段做容量层计划2014年将分配的频

5、段包括700MHz，2.6GHz和2.3GHz1.8GHz(10MHz)区域覆盖850MHz(10MHz)全国覆盖2.1GHz(10MHz)区域覆盖韩国三大运营商韩国三大运营商LTELTE覆盖情况覆盖情况快速部署6-9个月内实现LTE网络全国覆盖室内覆盖:新建楼宇优先采用MIMO双通道覆盖，现有楼宇利旧原有DAS单通道系统。24-28 城市84-86城市全国覆盖2012年3月29日2011年7月1日2012年1月1日2012年3月26日2011年12月28日2012年4月1日2012年4月23日2012年7月1日2012-05-31SKTSKT在韩国在韩国LTELTE用户发展案例用户发展案例4

6、30000004320000043400000436000004380000044000000442000004440000044600000November 2011December 2011January 2012February 2012韩国韩国3G用户数用户数SKT LTE用户数用户数010000020000030000040000050000060000012345678910 11 12 13 14月份月份LTE4个月个月3G 14个月个月减少934,000用户数=2%3G用户 减少.在三个月内SKT 在76天内LTE用户数从1百万增长到2百万FDDFDD频段划分和使用频段划分和使

7、用频率频率频段频段带宽带宽部署方式部署方式 覆盖范围覆盖范围Site注释注释TeliaSonera2.6GBand 720MHz新建城区2T2RTeliaSonera800MHzBand 2010MHz新建广域覆盖2T2RTeliaSonera1800MHzBand 310MHz升级城市覆盖2T2RDocomo2.1GBand 15MHz升级城市2T2R室内部署10MHzSKT850MHzBand 510MHz新建全国2T2RSKT 1800MHzBand 310MHz升级城市2T2RLGU+850MHzBand 510MHz新建全国2T2R下一步考虑2.1GT-Mobile800MHzBan

8、d 2010MHz新建广域覆盖2T2RT-Mobile1800MHzBand 320MHz升级城市2T2RT-Mobile2.6GBand 720MHz新建城区2T2RVerizon700MHzBand 132*10MHz新建全国2T2R下一步考虑1.7G&2.1GKT1800MHzBand310MHz新建全国2T2R900MHz（10MHz）提升局部区域容量EMT2.6GBand 720MHz新建广域覆盖2T2RTMN2.6GBand 720MH新建广域覆盖2T2RElisa1800MHzBand320MHz升级城市覆盖2T2RElisa2.6GBand 720MHz新建热点覆盖2T2R仅用

9、于企业客户LMT1800MHzBand 330MHz升级全国2T2RO2 Telefnica 800MHzBand 2010MHz新建广域覆盖2T2R 大多数运营商都采用1个以上频段部署 大多数运营商每个频段上的资源仅10MHz或者20MHz 由于频段分散且资源有限，海外运营商对于CA和Small cell的要求比较迫切。采用2JR CoMP获得4R/8R的增益 1800MHz/2100MHz refarming到LTE成为趋势TDDTDD频段划分和使用频段划分和使用频率频率频段频段带宽带宽部署方式部署方式 覆盖范围覆盖范围Site注释注释Reliance2.3GBand 4020MHz新建2

10、2个邦2T2RBharti Airtel2.3GBand 4020MHz新建4个邦2T2RAircell2.3GBand 4020MHz新建8个邦2T2RClearWire2.6GBand 41 140MHz新建全国2T2R/4T4R 除了band38之外的频谱WCP2.6GBand 4120MHz新建全国4T4R另外10MHz在2014年后Hutchison2.3GBand 4030MHz新建全港2T2R/4T4RCMCC HK2.3GBand 4030MHz新建全港2T2RSTC2.3GBand 4020MHz新建城市2T2R沙特Mobily 2.6GBand 3820MHz新建城市2T2

11、R沙特Brazil2.6GBand 3840MHz新建城市8T8R巴西MTS2.6GBand 3820MHz新建城市2T2R俄罗斯印度和香港的3家TD-LTE运营商采用相同的时隙配置。CLW和WCP部署在band41上(不含band38),对band41的产业链国际化推进很有利目录TD-LTETD-LTE发发展情况展情况LTELTE全球发展情况全球发展情况TD-LTETD-LTE的关键技术的关键技术LTE-ALTE-A技术技术TD-LTETD-LTE全球部署情况全球部署情况l 截止截止20122012年年7 7月月1111日，已经宣布商用的日，已经宣布商用的TD-LTETD-LTE网络有网络有

12、9 9个运营商个运营商,主要集中在主要集中在2.6GHz2.6GHz、2.3GHz2.3GHz频段。频段。l 20112011年年2 2月由中国移动主导联合月由中国移动主导联合7 7家运营商发起成立家运营商发起成立TD-LTETD-LTE全球发展倡议（全球发展倡议（GT IGT I），已快速发展至，已快速发展至4848家运营商成员，家运营商成员，2727家厂商合作伙伴；目前已经有家厂商合作伙伴；目前已经有3838个运营商计个运营商计划部署或正在进行试验。划部署或正在进行试验。国家国家运营商运营商频率频率3GPP3GPP频段频段波兰Aero2(FDD/TDD)2.6GBand 38沙特Mobil

13、y2.6GBand 38沙特STC2.3GBand 40巴西SKY-TV2.6GBand 38日本软银2.6GBand 38澳大利亚NBN2.3GBand 40印度Bharti Airtel2.3GBand 40瑞典3 Sweden(FDD/TDD)2.6GBand 38英国UKBB3.5G,3.6GBand 42/432004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013201320042004年年1212月月LTELTE研究项目正式研究项目正式立项（立项（S

14、I SI启动）启动）20062006年年9 9月月LTE SILTE SI阶段完成，阶段完成，WIWI阶段开始阶段开始20072007年年1111月月中国移动联合中国移动联合2727家家公司主导提出了公司主导提出了LTE-LTE-TDDTDD融合帧结构的建融合帧结构的建议，形成帧结构兼容议，形成帧结构兼容形式形式20082008年底年底R8R8版本冻结版本冻结单流单流BeamformingBeamforming多址方式多址方式OFDMA/SC-FDMAOFDMA/SC-FDMA支持多流传输，支持多流传输，MIMOMIMO上下行均支持上下行均支持64QAM64QAM20092009年年1212月

15、月R9R9冻结冻结Home eNBHome eNB增强增强支持双流支持双流BFBFSONSONeMBMSeMBMSTD-LTETD-LTE家庭基站家庭基站20112011年年6 6月月R10R10冻结冻结增强的上下行增强的上下行MIMOMIMO，支持最高，支持最高下行下行8 8流流/上行上行4 4流传输流传输载波聚合载波聚合Carrier AggregationCarrier Aggregation无线中继无线中继RelayRelay增强型小区间干扰协调增强型小区间干扰协调20122012年底年底在在R10R10标准接近完标准接近完成后，成后，R11R11版本正版本正式立项，式立项，R11R1

16、1版本版本预计在预计在20122012年底年底冻结。冻结。LTE LTE 标准标准进程情况进程情况LTE FDDLTE FDDl共用所有规范，公共部分超过共用所有规范，公共部分超过80%80%，差异来自双工方式，主要在物理层。，差异来自双工方式，主要在物理层。l由于由于TD-LTETD-LTE采用时分方式，因此需要严格同步，需考虑上下行间的干扰，且支持采用时分方式，因此需要严格同步，需考虑上下行间的干扰，且支持高速移动的能力不如高速移动的能力不如FDDFDD，因此，因此TDDTDD的规划和优化更复杂。的规划和优化更复杂。lTD-LTETD-LTE由于需要预留保护间隔，频谱效率略低于由于需要预留

17、保护间隔，频谱效率略低于FDDFDD，但由于子帧可调整，但由于子帧可调整，TD-TD-LTELTE可更好的匹配上下行业务需求不对称的场景。可更好的匹配上下行业务需求不对称的场景。TD-LTE与FDD-LTE标准异同点比较核心网相同的核心网架构和协议无线网L2/L3除TDD特殊配置及TDD特有的终端能力外，其余协议定义相同物理层 相同点不同点编码调制相同随机接入机制基本相同小区选择机制相同MIMO机制相同上/下行控制机制基本相同双工方式不同帧结构定义不同部分物理信道（如，PRACH、SRS、SCH）资源配置不同部分物理过程（如，HARQ过程）不同TDD TDD 与与FDDFDD标准对比标准对比2

18、009年底，部分厂商开始提供基于R8版本的双通道测试设备2009年底，具备满足SAE商用网络基本要求的核心网设备08.Q409.Q109.Q209.Q309.Q410.Q108.Q308.Q210.Q210.Q310.Q411.Q111.Q2网络设备09 Q409 Q42010年Q3，提供基于R8版本的8通道设备10 Q311.Q311.Q4 12.Q1LTELTE系统设备发展进程系统设备发展进程lTDD与FDD系统设备产品基本同步开发，但商用进程TDD要比FDD晚约12年时间。l 在核心网侧，2009年底已具备满足商用网络基本要求的核心网设备，并在第一个FDDLTE商用网络中成功应用。在无线

19、侧，2009年底，部分系统设备厂商已可以提供基于R8版本的LTE-FDD商用设备，到2011年，系统设备厂商推出了基于R9版本的设备。l2011年，大部分厂家已经完成了基于R8版本TD-LTE产品的外场测试。2012年截至目前，主流厂家已完成了R9版本支持双流波束赋形产品功能的外场测试。2011年，提供基于R9版本的8通道设备11 Q3pLTE FDD的的5家主要网络设备厂商（华为、家主要网络设备厂商（华为、中兴、爱立信、诺西、阿朗）均提供商用产中兴、爱立信、诺西、阿朗）均提供商用产品，特点在于品，特点在于p规模效应明显规模效应明显：已大量出货，实现量产；且：已大量出货，实现量产；且设备形态及

20、规格统一，均为设备形态及规格统一，均为2通道产品，更通道产品，更有助于规模效应有助于规模效应p设备成熟度高设备成熟度高：经过大量商用网络的长时间：经过大量商用网络的长时间稳定应用，网络设备的稳定性、可靠性高，稳定应用，网络设备的稳定性、可靠性高，已达到商用水平已达到商用水平pLTE FDD商用网络产品与商用网络产品与TD-LTE共平台共平台，5家厂商的新基带单元均可同时支持家厂商的新基带单元均可同时支持LTE FDD与与TD-LTEp不断推出新站型不断推出新站型，满足多场景覆盖需求，如，满足多场景覆盖需求，如阿朗推出的阿朗推出的lightRadio微站、诺西推出的单微站、诺西推出的单RRU支持

21、支持3扇区的扇区的6通道站型等通道站型等p在网络基本功能完备的前提下，在网络基本功能完备的前提下，LTE语音全语音全套解决方案、套解决方案、LTE-A重要特性等新功能快速重要特性等新功能快速引入引入pTD-LTE共有共有9家国内外系统厂商提供产家国内外系统厂商提供产品，特点在于品，特点在于pTD-LTE与与LTE FDD共商用平台共商用平台：华为、中兴：华为、中兴、爱立信等均推出了、爱立信等均推出了LTE FDD/TDD共硬件平共硬件平台方案台方案pTD-LTE产品逐步成熟产品逐步成熟：2011年规模试验网使年规模试验网使用的设备存在非商用平台、性能偏低、更改配用的设备存在非商用平台、性能偏低

22、、更改配置需重启基站等问题，扩大规模试验网招标设置需重启基站等问题，扩大规模试验网招标设备已经逐步修改成熟。备已经逐步修改成熟。p新产品不断推出新产品不断推出：扩大规模试验网设备规范提：扩大规模试验网设备规范提出了商用网络要求，如支持出了商用网络要求，如支持80W输出功率、输出功率、40MHz高带宽、高带宽、10G光接口，大部分厂家推出光接口，大部分厂家推出了满足新规范的产品。了满足新规范的产品。LTE FDDLTE FDD网络设备现状网络设备现状TD-LTETD-LTE网络设备现状网络设备现状nLTE FDDLTE FDD众多运营商的强力拉动，众多运营商的强力拉动，LTE FDDLTE FD

23、D设备产品在稳定性、可靠性、多样化、功能完备性等方面已基本设备产品在稳定性、可靠性、多样化、功能完备性等方面已基本商用成熟。商用成熟。nTD-LTETD-LTE网络设备在稳定性、可靠性、产品多样性等方面接近网络设备在稳定性、可靠性、产品多样性等方面接近LTE FDDLTE FDD商用初期水平；但由于商用初期水平；但由于TD-LTETD-LTE商用程商用程度相对滞后，因此与当前已大量商用的度相对滞后，因此与当前已大量商用的LTE FDDLTE FDD产品相比，产品相比，TD-LTETD-LTE设备还需通过大规模商用优化性能并进一设备还需通过大规模商用优化性能并进一步提高产品的商用程度。步提高产品

24、的商用程度。总总结结TDDTDD与与FDDFDD系统设备对比系统设备对比TD-LTETD-LTE芯片终端发展情况芯片终端发展情况17超过17家芯片厂商投身TD-LTE产业，并承诺基于单芯片支持LTE TDD/FDD。目前高通、海思和Altair已经可以提供LTE TDD/FDD融合芯片产品传统的TD-SCDMA 芯片厂商传统的FDD 芯片厂商新兴的芯片厂商传统的Wimax芯片厂商LTE TDD/FDD融合数据卡/CPE众多终端厂商支持TD-LTE产业，已推出数据卡、CPE、移动热点设备、平板电脑和TD-LTE+TD-SCDMA/GSM双待单卡智能手机等多形态产品规模试验一阶段规模试验二阶段扩大

25、规模试验Q1Q2Q3Q4Q1Q2Q3Q4Q1Q2201120122013单模数据卡已完成：海思、创毅、高通、中兴微Altair、Sequans、联芯多模数据卡已完成：中兴微、联芯、创毅后续进行：展讯、Marvell、海思等多模双待单卡手机正在进行：MTK后续进行：创毅多模MIFI/CPE正在进行：NSN、MTK、中兴、Altair、Sequans、海思l 截止目前已陆续推出TD-LTE终端近50款款，涵盖数据卡、MIFI/CPE、平板电脑、双待手机等形态l 有19款FDD三频800/1800/2600 MHz终端也支持 LTE TDD band 38(2.6 GHz)。TD-LTETD-LTE

26、芯片终端发展情况芯片终端发展情况网络测试仪表主要包括网规网优类测试仪表以及研发测试仪表网络测试仪表主要包括网规网优类测试仪表以及研发测试仪表：u 网规网优类测试仪表：网规网优类测试仪表：国内厂商在技术上已与国外厂家相当，在路测软件、扫频仪等方面已处于领先地位，海思、鼎利、湾流等厂商已经给软银、Clearwire、DoCoMo、KDDI等运营商供货u 研发类测试仪表：研发类测试仪表：仪表功能和性能比较完备，国内厂商仅在矢量网络分析仪和部分射频类仪表投入研发，总体与国际厂商差距较大网规网优类网规网优类厂家厂家研发类研发类厂家厂家路测终端路测终端海思、创毅、重邮、中兴微海思、创毅、重邮、中兴微、高通

27、、Sequans、Altair性能测试工具性能测试工具/协议仿真协议仿真仪表仪表EXFO+Aeroflex、IXIA、PRISMA、Artiza路测软件路测软件鼎利、惠捷朗、华星、开闻、中兴鼎利、惠捷朗、华星、开闻、中兴、TEMS、ACCUVER、JDSU信号发生器信号发生器安捷伦、R&S、安立扫频仪扫频仪北方烽火、卓信北方烽火、卓信、JDSU、上海创远上海创远、PCTEL、RS 终端仿真工具终端仿真工具ERCOM、PRISMA（多用户）、Aeroflex空口监测仪表空口监测仪表鼎利、鼎利、Sanjole、Abit无线信道仿真工具无线信道仿真工具伊莱比特、思博伦、Azimuth便携式频谱分析仪

28、便携式频谱分析仪安捷伦、R&S、JDSU（便携式）、安立（便携式）射频矢量网络分析仪射频矢量网络分析仪上海创远、上海创远、安捷伦、RS、安立信令监测仪信令监测仪湾流湾流、中创信测、重邮、中创信测、重邮、JDSU、泰克、EXFO、RADCOM、终端测试仪终端测试仪星河亮点、星河亮点、安立、安捷伦、安奈特、RS、Aeroflex无线信道测量工具无线信道测量工具伊莱比特LTE IRLTE IR监测仪表监测仪表无无注：蓝色字体标注国内厂商注：蓝色字体标注国内厂商TD-LTETD-LTE测试仪表进展情况测试仪表进展情况目录TD-LTETD-LTE发发展情况展情况LTELTE全球发展情况全球发展情况TD-

29、LTETD-LTE的关键技术的关键技术LTE-ALTE-A技术技术LTELTE需求需求 减少系统时延减少系统时延 提高系统及边界吞吐量，提高频谱效率提高系统及边界吞吐量，提高频谱效率 实现对现有带宽和新增带宽中频谱的灵活使用实现对现有带宽和新增带宽中频谱的灵活使用 简化网络结构简化网络结构TR.25.913中定义的中定义的LTE系统需求指标系统需求指标LTELTE需求需求 需求项需求项绝对需求绝对需求相比相比R6下下行行峰值传输速率峰值传输速率 100Mbps 7*14.4Mbps 峰值频谱效率峰值频谱效率 5bps/Hz 3bps/Hz 小区平均频谱效率小区平均频谱效率 1.62.1bps/

30、Hz/cell(34)*0.53bps/Hz/cell 小区边缘频谱效率小区边缘频谱效率 0.040.06bps/Hz/user(23)*0.02bps/Hz 上上行行 峰值传输速率峰值传输速率 50Mbps 5*11Mbps 峰值频谱效率峰值频谱效率 2.5bps/Hz 2bps/Hz 小区平均频谱效率小区平均频谱效率 0.661.0bps/Hz/cell(23)*0.33bps/Hz/cell 小区边缘频谱效率小区边缘频谱效率 0.020.03bps/Hz/user(23)*0.01bps/Hz/user 系系统统 用户面时延用户面时延 10ms 1/5 建立连接时延建立连接时延 60se

31、ssions/MHz/cell-LTELTE技术特点技术特点Short TTI=1 msTransmission time intervalAdvanced Scheduling Time&Freq.(Frequency Selective Scheduling)TXRXTxRxMIMOChannelDL:OFDMAUL:SC-FDMAscalableHARQ:Hybrid Automatic Repeat Request64QAMModulation1221NACKACKRx BufferCombined decodingFast Link Adaptationdue to channel

32、behaviourLTELTE天线技术天线技术 提高效率，延长电池续航力提高效率，延长电池续航力 改善小区边缘性能改善小区边缘性能 降低终端实现难度降低终端实现难度Uplink:SC-FDMA 上下行峰值速率分别是上下行峰值速率分别是58Mbps和和173Mbps*可可扩扩展展带宽带宽:1.4/3/5/10/15/20 MHz,也允许在较低频段部署也允许在较低频段部署 短时延短时延:10 20 ms*提高频谱效率提高频谱效率 降低干扰降低干扰 与与MIMO配合提高吞吐量配合提高吞吐量Downlink:OFDMA*At 20 MHz bandwidth,FDD,2 Tx,2 Rx,DL MIMO

33、,PHY layer gross bit rate *roundtrip ping delay(server near RAN)LTELTE产业中产业中TDDTDD和和FDDFDD二种模式协调发展二种模式协调发展3GPP R8 3GPP R8 开始，即是一个开始，即是一个LTE FDDLTE FDD和和TD-LTETD-LTE的共同版本。此版本中：的共同版本。此版本中：-没有关于没有关于TD-LTETD-LTE标准的特别或独立的文档。标准的特别或独立的文档。-LTE FDDLTE FDD和和TD-LTETD-LTE的标准中的标准中95%95%都是相同的，主要的区别集中在物理层定义中都是相同的，

34、主要的区别集中在物理层定义中 (36.21x).(36.21x).-TD-LTE TD-LTE 在标准中被定义为在标准中被定义为LTELTE框架的一种选项，而不是一种独立的系统。框架的一种选项，而不是一种独立的系统。-LTE FDDLTE FDD与与TD-LTETD-LTE标准得到了最大限度的共同性。在条件允许时，推荐使用标准得到了最大限度的共同性。在条件允许时，推荐使用FDD/TDD FDD/TDD 共建方案。共建方案。标准标准 LTE TDD和LTE FDD可以共平台开发 LTE TDD和LTE FDD产品的差异化约在20左右，主要集中在物理层相关的硬件和软件产品产品LTELTE版本演进版

35、本演进Rel-8Introduction of LTESAE“All-IP”Rel-9TM8LTE-A study itemsRegulatory VoicePositioning PWSMBMSFunc.freeze 12/09ASN.1 freeze 03/10 Rel-10LTE-AdvancedASN.1 freeze03/2009Func.freeze 03/11ASN.1 freeze 06/11 LTE FDDLTE FDD和和TDDTDD在在3GPPT3GPPT规范中的差异总结规范中的差异总结Layer3GPP SpecificationsGeneralTDD-specific

36、L136.211,PHY&Structure88%12%36.212 Channel coding 100%0%仅有少数标志（flags）有区别36.213 PHY procedures85%15%36.214 Measurements 100%0%L2/L336.300 E-UTRAN Architecture100%0%36.306 UE capabilities95%5%多模36.321 MAC 100%0%36.331 RRC 99%1%TDD 特殊的 SIB 参数RAN 336.41x S1100%0%36.42x X2100%0%RAN 436.101 UE RF requirem

37、ents80%20%TDD RF36.104 eNB RF requirements 95%5%TDD RF36.141 eNB conformance test 95%5%TDD RFLTE TDD LTE TDD 和和FDDFDD帧结构比较帧结构比较TDD中，10ms的无线帧包含有1或2个特殊子帧，其余为普通子帧。普通子帧包含两个0.5ms的slot，特殊子帧由3个特殊时隙（UpPTS、GP和DwPTS）组成，其中DwPTS主要用来传输下行同步信号，也能传下行数据，UpPTS上承载接入信道以及上行sounding信道。FDD中，10ms的无线帧分为10个长度为1ms的子帧（Subframe

38、），每个子帧由两个长度为0.5ms的slot组成。用于用于FDD用于用于TDDLTE在空口上支持两种帧结构，无线帧长度均为10msTD LTE TD LTE 独有的智能天线技术独有的智能天线技术 智能天线智能天线:主波束自适应地跟踪用户主信号到达方向主波束自适应地跟踪用户主信号到达方向 旁瓣或零陷对准干扰信号到达方向旁瓣或零陷对准干扰信号到达方向智能天线在移动通信系统的应用：扩大系统的覆盖区域；提高系统容量；提高频谱利用效率；降低基站发射功率，节省系统 成本，减少信号间干扰充分高效利用移动用户信号并删除或抑制干扰信号充分高效利用移动用户信号并删除或抑制干扰信号LTE FDDLTE FDD和和T

39、DDTDD技术对比技术对比TDDTDDFDDFDD频频 谱谱频谱对称频谱对称不需要对称频谱，提高频谱利用效率需要成对频谱频率资源频率资源全球频率分布较少全球FDD频谱丰富性能性能频谱效率频谱效率平均频谱效率TDD与FDD相当峰值速率峰值速率TDD使用部分时隙资源分别作上下行传输，峰值速率约为FDD一半FDD使用全部时隙资源分别做上下行传输，峰值速率为TDD两倍组组 网网上下行配比上下行配比可灵活配置上下行的时隙比例，适应不同上下行业务比例，并灵活支持多播组播类业务上下行也可支持不等带宽时域保护间隔时域保护间隔 在上下行时隙之间需要保护时间间隔，且随覆盖半径的不同而不同上下行之间不需要保护时隙，

40、覆盖半径灵活；频率保护间隔频率保护间隔 无要求上下行之间需要保护带多运营商部署多运营商部署 多运营商部署需要协同，邻频部署需要上下行时隙切换点对齐多运营商的部署不需要协同，无需时隙对齐网络同步网络同步要求全网同步；全网可同步或非同步方式；设备设备实现实现双工器双工器不需要笨重的双工器，减少设备复杂度需要FDD双工器，较单工方式成本提升时延时延上下行不连续发送,系统时延较FDD高。上下行可以连续发送，系统提供的业务时延较TDD低关键关键技术技术多天线技术多天线技术可以利用上下行信道的对称性，采用先进的无线技术如智能天线、更精确的预编码方案等，提高系统覆盖质量，提升整体吞吐量上下行使用不同的频率，

41、很难利用信道的对称性核心网架构核心网架构扁平化的全扁平化的全IPIP网络网络SAE GWEPCLMTOMCE-NBE-NBIPoEX2EnvironmentmonitorE-UTRANS1-uS1-uSAEGWPower supplyMMES1-cItf-sApplication Server&Platform 全IP的SAE核心网：控制面网元MME 用户面网元SAE GWHSS等网元扁平化的LTE无线网络eNB为唯一的无线接入设备通过X2相互连接组成E-UTRAN网通过S1接口接入核心网OFDMOFDM概述概述 正交频分复用技术，多载波调制的一种。将一个宽频信道分成若干正交子信道，将高速数据

42、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。概念概念频域波形f宽频信道宽频信道正交子信道正交子信道LTELTE多址方式多址方式-下行下行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。因为子载波相互正交，所以小区内用户之间没有干扰。时域波形tpower峰均比示意图下行多址方式下行多址方式OFDMAOFDMA下行多址方式特点下行多址方式特点同相位的子载波的波形在时域上直接叠加。因子载波数量多，造成峰均比(PAPR)较高，调制信号的动态范围大，提高了对功放的要求。分布式：分配给用户的分布式：分配给用户的RBRB不连续不连续集中式：连续集中式：连续R

43、BRB分给一个用户分给一个用户 优点：调度开销小 优点：频选调度增益较大频率时间用户A用户B用户C子载波在这个调度周期中，用户A是分布式，用户B是集中式LTELTE多址方式多址方式-上行上行和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。注意不同的是：任一终端使用的子载波必须连续上行多址方式上行多址方式SC-FDMASC-FDMA上行多址方式特点上行多址方式特点考虑到多载波带来的高PAPR会影响终端的射频成本和电池寿命，LTE上行采用Single Carrier-FDMA（即SC-FDMA）以改善峰均比。SC-FDMA的特点是，在采用IFF

44、T将子载波转换为时域信号之前，先对信号进行了FFT转换，从而引入部分单载波特性，降低了峰均比。频率时间用户A用户B用户C子载波在任一调度周期中，一个用户分得的子载波必须是连续的上下行资源单位上下行资源单位信道类型信道名称资源调度单位资源位置控制信道PCFICHPCFICHREGREG占用占用4 4个个REGREG，系统全带宽平均分配，系统全带宽平均分配 时域：下行子帧的第一个时域：下行子帧的第一个OFDMOFDM符号符号PHICHPHICHREGREG最少占用最少占用3 3个个REGREG时域：下行子帧的第一或前三个时域：下行子帧的第一或前三个OFDMOFDM符号符号PDCCHPDCCHCCE

45、CCE下行子帧中前下行子帧中前1/2/31/2/3个符号中除了个符号中除了PCFICHPCFICH、PHICHPHICH、参考信号所占用的资源参考信号所占用的资源PBCHPBCHN/AN/A频域：频点中间的频域：频点中间的7272个子载波个子载波时域：每无线帧时域：每无线帧subframe 0subframe 0第二个第二个slotslotPUCCHPUCCH位于上行子帧的频域两边边带上位于上行子帧的频域两边边带上业务信道PDSCHPUSCHPDSCHPUSCHRBRB除了分配给控制信道及参考信号的资源除了分配给控制信道及参考信号的资源频率CCE：Control Channel Element

46、。CCE=9 REGREG：RE group，资源粒子组。REG=4 RERE：Resource Element。LTE最小的时频资源单位。频域上占一个子载波（15kHz)，时域上占一个OFDM符号(1/14ms)RB：Resource Block。LTE系统最常见的调度单位，上下行业务信道都以RB为单位进行调度。RB=84RE。左图即为一个RB。时域上占7个OFDM符号，频域上占12个子载波时间1个OFDM符号1个子载波LTE RB资源示意图多路信道传输同样信息多路信道同时传输不同信息多路天线阵列赋形成单路信号传输包括时间分集，空间分集和频率分集提高接收的可靠性和提高覆盖适用于需要保证可靠性

47、或覆盖的环境理论上成倍提高峰值速率适合密集城区信号散射多地区，不适合有直射信号的情况最大比合并最小均方误差或串行干扰删除波束赋形（波束赋形（BeamformingBeamforming）发射分集发射分集 分集合并通过对信道的准确估计，针对用户形成波束，降低用户间干扰可以提高覆盖能力，同时降低小区内干扰，提升系统吞吐量空间复用空间复用多天线技术：分集、空间复用和波束赋形多天线技术：分集、空间复用和波束赋形MIMO MIMO 技术总览技术总览多天线智能天线技术引入了多天线智能天线技术引入了MIMO(Multiple Input/Multiple output):单用户下行单用户下行 MIMO发射分

48、集发射分集空间复用空间复用 多用户多用户 MIMO 虚拟虚拟 MIMO(UL MIMO)发射分集发射分集每个天线发送一样的信息发射分集技术本身并不能提升速率，但是在信道条件差的情况下，可以提高信道的传输效率空间复用空间复用每个天线发送不同的信息空间复用技术可以大幅提高传输速率此技术要求在信干噪比（SINR）条件好的情况下使用预编码预编码Precoding/Precoding/开环开环 Open Loop/Open Loop/闭环闭环Close LoopClose Loop预编码是通过把多路信号以傅里叶变换分布到频率或时间上发射的方式，实现降低信号间的干扰和提高接收的可靠性。PrecodingC

49、W1CW2Stream 1矩阵矩阵Stream n开环开环：固定预编码矩阵。闭环闭环：基于码本（矩阵来自规范的约定，使用既有码本）和不基于码本（矩阵来自终端测量信道质量后回传信道指标，eNB计算矩阵）。*CW:Code WordLTELTE传输模式传输模式TM1TM1（单天线）（单天线）单根天线发射，一根或者两根天线接收。两根天线接收时又称为接收分集（终端算法）。无预编码。LTELTE传输模式传输模式TM2TM2（双天线）（双天线）发射分集开环SFBC（空频块编码）矩阵Same Data Stream LTELTE传输模式传输模式TM3TM3（双天线）双天线）空间复用双流*开环大延迟CDD（循

50、环延迟分集）矩阵Data stream 1Data stream 2*自TM3以后都支持模内转换为发射分集（单流）的能力LTELTE传输模式传输模式TM4TM4（双天线）双天线）闭环空间复用预编码矩阵来自终端反馈Data stream 1Data stream 2信道质量信息信道质量信息/预编码矩阵预编码矩阵LTELTE传输模式传输模式TM5TM5（双天线）双天线）空间复用闭环TM4的延伸-多用户Data stream a1Data stream b2Data stream a2Data stream b1LTELTE传输模式传输模式TM6TM6（双天线）双天线）空间复用闭环TM4的简化 单流

51、Same Data stream LTELTE传输模式传输模式TM7TM7（八天线水平波束赋性）（八天线水平波束赋性）单流通过“探测信号”Sounding Signal获知用户方位LTELTE传输模式传输模式TM8TM8（八天线水平波束赋性）八天线水平波束赋性）双流通过“探测信号”Sounding Signal获知用户方位LTELTE传输模式传输模式-概述概述Mode传输模式技术描述应用场景1单天线传输单天线传输信息通过单天线进行发送信息通过单天线进行发送无法布放双通道室分系统无法布放双通道室分系统的室内站的室内站2发射分集发射分集同一信息的多个信号副本分别通过多个衰落特性相互独立同一信息的多

52、个信号副本分别通过多个衰落特性相互独立的信道进行发送的信道进行发送信道质量不好时，如小区信道质量不好时，如小区边缘边缘3开环空间复用开环空间复用 终端不反馈信道信息，发射端根据预定义的信道信息来确终端不反馈信道信息，发射端根据预定义的信道信息来确定发射信号定发射信号信道质量高且空间独立性信道质量高且空间独立性强时强时4闭环空间复用闭环空间复用 需要终端反馈信道信息，发射端采用该信息进行信号预处需要终端反馈信道信息，发射端采用该信息进行信号预处理以产生空间独立性理以产生空间独立性信道质量高且空间独立性信道质量高且空间独立性强时。终端静止时性能好强时。终端静止时性能好5多用户多用户MIMO MIM

53、O 基站使用相同时频资源将多个数据流发送给不同用户，接基站使用相同时频资源将多个数据流发送给不同用户，接收端利用多根天线对干扰数据流进行取消和零陷。收端利用多根天线对干扰数据流进行取消和零陷。6单层闭环单层闭环空间复用空间复用 终端反馈终端反馈RI=1时，发射端采用单层预编码，使其适应当前时，发射端采用单层预编码，使其适应当前的信道的信道7单流单流Beamforming发射端利用上行信号来估计下行信道的特征，在下行信号发射端利用上行信号来估计下行信道的特征，在下行信号发送时，每根天线上乘以相应的特征权值，使其天线阵发发送时，每根天线上乘以相应的特征权值，使其天线阵发射信号具有波束赋形效果射信号

54、具有波束赋形效果信道质量不好时，如小区信道质量不好时，如小区边缘边缘8双流双流Beamforming结合复用和智能天线技术，进行多路波束赋形发送，既提结合复用和智能天线技术，进行多路波束赋形发送，既提高用户信号强度，又提高用户的峰值和均值速率高用户信号强度，又提高用户的峰值和均值速率信道质量较高且具有一定信道质量较高且具有一定空间独立性时（信道质量空间独立性时（信道质量介于单流介于单流beamforming与空与空间复用之间）间复用之间）传输模式是针对单个终端的。同小区不同终端可以有不同传输模式 eNB自行决定某一时刻对某一终端采用什么传输模式，并通过RRC信令通知终端 模式3到模式8中均含有

55、发射分集。当信道质量快速恶化时，eNB可以快速切换到模式内发射分集模式水平赋性与垂直赋性水平赋性与垂直赋性波束波束赋赋型的意型的意义义在于在于让让能量集中在特定的方向，提升能量集中在特定的方向，提升终终端的接受效率。端的接受效率。两通道天两通道天线线通通过给过给垂直方向排列的振子垂直方向排列的振子赋赋予不同予不同权值权值，使得波束分，使得波束分别别指向距离基站不同指向距离基站不同远远近的用近的用户户。八通道天八通道天线线通通过给过给水平方向排列的振子水平方向排列的振子赋赋予不同予不同权值权值，使得波束分，使得波束分别别指向不同水平角度指向不同水平角度的用的用户户。垂直波束赋型垂直波束赋型平视图

56、平视图水平波束赋型水平波束赋型俯视图俯视图动态赋性、静态赋性与半静态赋性动态赋性、静态赋性与半静态赋性动态赋型即PDSCH使用的根据UE反馈的信道质量信息，即时调整波束赋型的矩阵，实现针对单个用户的波束赋型。静态赋型是用于广播信道（控制信道）的赋型，根据站点实际链路损耗等传播环境预设定的参数，对广播波束进行赋型，获得最优覆盖，通常是规划优化的手段。半静态赋型是周期性或者根据小区内UE分布等阈值进行判断实现的赋型调整（PDCCH）。赋型变动周期长。接收机使用来自多个信道的副本信息能比较正确的恢复出原发送信号，从而获得分集增益。手机受电池容量限制，因此在上行链路中采用接收分集也可有效降低手机发射功

57、率LTELTE上行天线技术：接收分集上行天线技术：接收分集 MRC（最大比合并）线性合并后的信噪比达到最大化 相干合并：信号相加时相位是对齐的 越强的信号采用越高的权重适用场景：白噪或干扰无方向性的场景原理 IRC（干扰抑制合并）（干扰抑制合并）合并后的SINR达到最大化 有用信号方向得到高的增益 干扰信号方向得到低的增益 适用场景：干扰具有较强方向性的场景。接收分集的主要算法：MRC&IRC 由于IRC在最大化有用信号接收的同时能最小化干扰信号，故通常情况IRC优于MRC 天线数越多及干扰越强时，天线数越多及干扰越强时，IRC增益越大增益越大 IRC需进行干扰估计，计算复杂度较大需进行干扰估

58、计，计算复杂度较大性能比较初期引入建议：初期引入建议：IRC性能较好，故建议厂商支持IRC 鉴于IRC复杂度较大，厂商初期可能较难支持，故同时要求MRC TD-LTETD-LTE帧结构帧结构子帧:1ms时隙0.5ms#0DwPTS特殊子帧:1ms#2#3#4半帧:5ms半帧:5ms帧帧:10msGPUpPTSTD-LTE帧结构特点：无论是正常子帧还是特殊子帧，长度均为1ms。FDD子帧长度也是1ms。一个无线帧分为两个5ms半帧，帧长10ms。和FDD LTE的帧长一样。特殊子帧 DwPTS+GP+UpPTS=1msDL-UL ConfigurationSwitch-point periodi

59、citySubframe number012345678905 msDSUUUDSUUU15 msDSUUDDSUUD25 msDSUDDDSUDD310 msDSUUUDDDDD410 msDSUUDDDDDD510 msDSUDDDDDDD65 msDSUUUDSUUD TD-LTE上下行配比表转换周期为5ms表示每5ms有一个特殊时隙。转换周期为10ms表示每10ms有一个特殊时隙。TD-LTETD-LTE和和TD-SCDMATD-SCDMA邻邻频频共存共存（1 1）TD-S=3:3根据仿真结果，此时TD-LTE下行扇区吞吐量为26Mbps左右（采用10:2:2，特殊时隙可以用来传输业务

60、）TD-LTE=2:2+10:2:2TD-SCDMA时隙=675usDwPTS=75us GP=75us UpPTS=125usTD-LTE子帧=1ms=30720Ts10:2:2=21952Ts:4384Ts:4384Ts3:9:2=6592Ts:19744Ts:4384TsTD-SCDMATD-LTE1.025ms=2.15ms特殊时隙特殊时隙共存要求：上下行没有交叠（图中Tb Ta）。则TD-LTE的DwPTS必须小于0.85ms（26112Ts)。可以采用10:2:2的配置0.675ms1msTD-SCDMATD-LTETD-SCDMA时隙=675usDwPTS=75us GP=75u

61、s UpPTS=125usTD-LTE子帧=1ms=30720Ts10:2:2=21952Ts:4384Ts:4384Ts3:9:2=6592Ts:19744Ts:4384Ts0.7ms0.675ms1ms=1.475ms共存要求：上下行没有交叠（图中Tb Ta）。则TD-LTE的DwPTS必须小于0.525ms（16128Ts)，只能采用3:9:2的配置TD-S=4:2 根据计算，此时TD-LTE下行扇区吞吐量为28Mbps左右（为避免干扰，特殊时隙只能采用3:9:2，无法用来传输业务。经计算，为和TD-SCDMA时隙对齐引起的容量损失约为20%）计算方法：TS36.213规定，特殊时隙Dw

62、PTS如果用于传输数据，那么吞吐量按照正常下行时隙的0.75倍传输。如果采用10:2:2配置，则下行容量为3个正常时隙吞吐量+0.75倍正常时隙吞吐量。如果丢失此0.75倍传输机会，则损失的吞吐量为0.75/3.75=20%TD-LTE=3:1+3:9:2TD-LTETD-LTE和和TD-SCDMATD-SCDMA邻邻频频共存共存（2 2）TD-LTETD-LTE和和TD-SCDMATD-SCDMA邻频共存（邻频共存（3 3）TD-SCDMA与TD-LTE邻频共存时，需要严格时隙对齐，当TD-SCDMA配置为2UL:4DL时，TD-LTE需用配置1UL:3DL，特殊时隙3:9:2或3:10:1

63、与其匹配 DwPTS均仅占用3个符号，无法传输业务信道，为了提高业务信道的容量，又满足邻频共存时两个TDD系统的GP对齐，建议增加DWPTS的符号数，在短CP情况下，增加新的特殊时隙配比6:6:2；在长CP下情况下，增加新的特殊时隙配比5:5:2 增加新的特殊时隙配比需要修改标准，目前已经将该要求写入增加新的特殊时隙配比需要修改标准，目前已经将该要求写入R11版本，版本，后续将考虑如何在后续将考虑如何在R9版本中引入该要求。版本中引入该要求。特殊子帧特殊子帧 TD-LTE特殊子帧继承了TD-SCDMA的特殊子帧设计思路，由DwPTS，GP和UpPTS组成。TD-LTE的特殊子帧可以有多种配置，

64、用以改变DwPTS，GP和UpPTS的长度。但无论如何改变，DwPTS+GP+UpPTS永远等于1ms特殊子特殊子帧配置帧配置Normal CPDwPTSGPUpPTS0310119412103131121412115392693271022811121msGPDwPTSUpPTS1msGPDwPTSUpPTS TD-LTE的特殊子帧配置和上下行时隙配置没有制约关系，可以相对独立的进行配置 目前厂家支持10:2:2（以提高下行吞吐量为目的）和3:9:2（以避免远距离同频干扰或某些TD-S配置引起的干扰为目的），随着产品的成熟，更多的特殊子帧配置会得到支持 主同步信号主同步信号PSS在在DwPT

65、S上进行传输上进行传输 DwPTS上最多能传两个上最多能传两个PDCCH OFDM符号（正常时隙能传最多符号（正常时隙能传最多3个）个）只要只要DwPTS的符号数大于等于的符号数大于等于6，就能传输数据（参照上页特殊子帧配置），就能传输数据（参照上页特殊子帧配置）TD-SCDMA的的DwPTS承载下行同步信道承载下行同步信道DwPCH，采用规定功率覆盖整个小区，采用规定功率覆盖整个小区，UE从从DwPTS上获得与小区的同步上获得与小区的同步 TD-SCDMA的的DwPTS无法传输数据，所以无法传输数据，所以TD-LTE在这方面是有提高的。如果小区覆盖距在这方面是有提高的。如果小区覆盖距离和远距

66、离同频干扰不构成限制因素（在这种情况下应该采用较大的离和远距离同频干扰不构成限制因素（在这种情况下应该采用较大的GP配置），推荐配置），推荐将将DwPTS配置为能够传输数据配置为能够传输数据DwPTSDwPTSUpPTSUpPTSUpPTSUpPTS可以发送短可以发送短RACHRACH（做随机接入用）和（做随机接入用）和SRSSRS（SoundingSounding参考信号）参考信号）根据系统配置，是否发送短根据系统配置，是否发送短RACHRACH或者或者SRSSRS都可以用独立的开关控制都可以用独立的开关控制因为资源有限（最多仅占两个因为资源有限（最多仅占两个OFDMOFDM符号），符号），UpPTSUpPTS不能传输上行信令或数据不能传输上行信令或数据TD-SCDMATD-SCDMA的的UpPTSUpPTS承载承载UppchUppch，用来进行随机接入，用来进行随机接入逻辑、传输、物理信道逻辑、传输、物理信道下行信道映射关系下行信道映射关系上行信道映射关系上行信道映射关系 逻辑信道逻辑信道定义传送信息的类型，这些数据流是包括所有用户的数据。传输信道传输信道是在对逻辑信道信息进行特定