LTE基础知识培训PPT课件下载推荐.ppt
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19.2MbpsDL:
100MbpsUL:
50MbpsHSPA+DL40MBps;
UL10Mbps2010年年2008年年2009年年MobileWiMAXWave115MbpsEV-DORel.0DL:
2.4MbpsUL:
153.6kbpscdma20001x153.6kbpsD0Rel.ADL:
3.1MbpsUL:
1.8MbpsDoRevB(多载波DO)DL:
46.5MbpsUL:
27MbpsUMBDL:
50MbpsGREAN600kbpsMobileWiMAXWave230MbpsTD-HSDPA2.88.4MbpsTD-HSUPA2.26.6MbpsWCDMA384KbpsHSDPA1.8/3.6MbpsHSDPA7.2MbpsHSUPA1.45.8MbpsGPRS/EDGE200kbpsLTE-TDDDL:
50MbpsLTETDD+16m100Mbps1GbpsITUIMT-Advanced(4G)UMB100Mbps-1Gbps100Mbps1GbpsLTE+B3GLTEFDDLTE概述概述n是是3GPP在在R8中提出的一种新的宽带中提出的一种新的宽带无线空中接口技术,可分为无线空中接口技术,可分为FDD和和TDD两种模式两种模式nTD-LTE是我国具有自主知识产权的第是我国具有自主知识产权的第三代移动通信技术三代移动通信技术TD-SCDMA标准的标准的后续演进技术后续演进技术后续演进技术后续演进技术nLTE能够支持大于能够支持大于100公里半径的小区公里半径的小区覆盖,在覆盖,在20MHz频谱带宽下提供频谱带宽下提供DL100Mbps/UL50Mbps的峰值速率,的峰值速率,并明显改善小区边缘用户性能并明显改善小区边缘用户性能LTE(LongTermEvolution)长期演进技术长期演进技术LTE背景和发展背景和发展2004年12月,研究项目,研究项目(SI)立项,立项,3GPP需要开发需要开发一套系统与一套系统与WiMAX抗衡抗衡20092009年年11月至今,月至今,R8的完善和进一步优化(R9)20062006年年6969月月,SI阶段结束,进入工作项目(WI)阶段20082008年年1212月,月,标准化已经进入尾声,标准基本冻结LTELongTermEvolution20082008年年44月至今,月至今,LTE-ALTE-A的的StudyItemStudyItemLTE帧结构帧结构用于用于FDD用于用于TDD在TDD中,5ms半帧由有4个普通的子帧和1个特殊子帧组成特殊子帧包括3个特殊时隙:
UpPTS、GP和DwPTS空口上支持FDD和TDD两种帧结构,无线帧长度均为10msLTE系统架构系统架构在LTE系统架构中,RAN将演进成E-UTRAN且只有一个结点:
eNodeBMME/S-GWMME/S-GWeNodeBeNodeBeNodeBS1EPCE-UTRANX2X2X2EPSLTE系统需求系统需求1.25MHz-20MHz可变带宽可变带宽带带宽宽需需求求降低传输时延降低传输时延用户面延迟(单用户面延迟(单向)小于向)小于5ms控制面延迟小于控制面延迟小于100ms5km内的小区半径优化内的小区半径优化5km到到30km:
可接受的:
可接受的性能下降性能下降支持支持100km范围的小区范围的小区传传输输时时延延数数据据速速率率基站基站A基站基站B覆覆盖盖范范围围建建网网成成本本更高的带宽,更大的容量更高的带宽,更大的容量更高的数据传输速率更高的数据传输速率更低的传输时延更低的传输时延更低的运营成本更低的运营成本对对0到到15km/h的低的低速环境优化速环境优化对对15到到120km/h保保持高性能持高性能对对120到到350甚至甚至500km/h保持连接保持连接移移动动性性支支持持上行峰值速率上行峰值速率50Mbps下行峰值速率下行峰值速率100Mbps频谱效率达到频谱效率达到3GPPR6的的2-4倍倍提高小区边缘用户的数据提高小区边缘用户的数据传输速率传输速率3G/TD-LTE3G/TD-LTE关关关关键键技技技技术术比比比比较汇总较汇总CDMA/TDMA更高的频谱利用率更加简单的接收机OFDMA/SC-FDMASIMO/智能天线提高传输速率MIMO16QAM更高的调制,更精细的AMC64QAM单载波1.6MHz实际组网5MHz更大的传输带宽更高的峰值速率支持20MHz电路域更加高效的资源利用基于分组域,全IP垂直网络结构,有RNC更小的传输时延优化网络结构扁平的网络结构,无RNC硬切换简化切换过程软切换多小区干扰抑制OFDM系统小区内不存在干扰多用户检测优化简化FDD/TDD独立帧结构保证共存,提高效率简化FDD/TDD双模设备实现优化的帧结构3主要内容主要内容TD-LTETD-LTE系统性能仿真和评估系统性能仿真和评估22TD-LTETD-LTETD-LTETD-LTE物理层关键技术物理层关键技术物理层关键技术物理层关键技术4TD-LTETD-LTE在上海世博会中的应用在上海世博会中的应用1TD-LTETD-LTE概述概述nOFDMnMIMOn其它其它为什么为什么OFDM?
nCDMAn自干扰系统,但多用户检测可以消除部分小区内干扰自干扰系统,但多用户检测可以消除部分小区内干扰n更好的抗多普勒频移效果更好的抗多普勒频移效果n支持更高带宽时检测和均衡复杂度高支持更高带宽时检测和均衡复杂度高nMIMOCDMA的检测复杂度高的检测复杂度高nOFDMA/SC-FDMAn小区内正交小区内正交n频选调度频选调度/AMCn多用户频域分集多用户频域分集nMIMOOFDM的检测简单、灵活的检测简单、灵活OFDM技术的发展历史技术的发展历史2000s1990s1980s1960sOFDM在高速调制器中的应用开始研究OFDM应用在高频军事系统OFDM应用于宽带数据通信和广播等OFDM应用于802.11a,WiMAX,LTEOFDM技术原理技术原理OFDM的频谱的频谱nOFDM调制的调制的效率很高效率很高n不同子载波的不同子载波的频谱互相交叠频谱互相交叠n但不同子载波但不同子载波之间正交之间正交OFDM系统中的保护间隔系统中的保护间隔OFDM符号2保护时间FFT积分周期OFDM符号1无保护间隔时,多径会造成ISI和ICI有保护间隔,但保护间隔不传输任何信号可以消除多径的ISI,但仍然存在ICI为了完全消除ISI,每个OFDM符号需要引入一个循环前缀作为保护时间.保护时间间隔的应尽可能地小,但需要大于信道的时延扩展通常可以采用循环前缀的方式来实现每个OFDM符号的保护时间间隔,同时可以避免ICI保护间隔的选择保护间隔的选择为了完全消除ISI和ICI,引入CP作为保护.但是CP的引入会降低传输的效率:
CP应尽可能地小,但需要大于信道的时延扩展.通常可以采用循环前缀的方式来实现每个OFDM符号保护时间间隔,同时可以避免ICI宽带信道的频域信道冲击响应宽带信道的频域信道冲击响应OFDM中的自适应调制中的自适应调制32QAM,5bit/s/Hz16QAM,4bit/s/Hz8QAM,3bit/s/HzQPSK,2bit/s/HzBPSK,1bit/s/HzThresholdLevelsSNRdBBPSK8QAM16QAMQPSKtimeExcessSNR功率控制向速率控制的转变!
频域多用户调度和分集增益频域多用户调度和分集增益基于基于OFDM的灵活多址方式的灵活多址方式n码字/时间/频率域的3维多址方式:
OFDMA/CDMA/TDMATimeFrequencyOFDM-TDMATimeFrequencyUser1User2MC-CDMA/OFCDMTimeFrequencyOFDM-FDMAUser1User2NotusedTimeFrequencyOFDMA/TDMA广义称为OFDMAWiFiMobileWimax,WiBro,FLASH-OFDMOFDM的优势与不足的优势与不足可以有效的抗多径时延扩展(频率选择性衰落)更大的符号周期:
M个子载波并行传输,符号周期扩大M倍;
增加保护间隔CP:
有效地抗多径效应高频谱效率子载波频谱相互重叠;
多用户频域调度;
容易实现,在基带可以全数字FFT实现优优点点对频偏的敏感。
频偏会导致期望符号的幅度的降低,引入ICI.由于每个符号的时间周期扩大,OFDM受时间选择性衰落的影响(多普勒扩展和频移)较大.峰均比(PAPR/CM)较大,其对功放的非线性特性比较敏感,会降低功率的利用效率,且提高终端的功放成本缺缺点点LTE系统上行和下行多址方案系统上行和下行多址方案下行使用下行使用OFDMAOFDMA高PAPR,功放成本高性能方面有优势,2dB左右载波分配非常灵活,可以适应非连续的频带分配上行使用上行使用SC-FDMASC-FDMA低PAPR,对功放要求低由于载波间正交性被破坏有一定的性能损失载波分配不够灵活时域产生信号,M点DFT变换到频域多址技术多址技术多址技术多址技术:
上行上行上行上行SC-FDMASC-FDMASC-FDMASC-FDMASC-FDMA发射机结构LowPAPRLowPAPRHighPAPR每个子载波上的信号为M个符号的迭加OFDMA与与SC-FDMA性能比较性能比较3dBlossSC-FDMAOFDMA假设假设:
指数衰减信道指数衰减信道性能性能:
在达到目标在达到目标PER时时(0.1或或0.01),OFDMA比比SC-FDMA好好3dB原因原因:
频选衰落,频选衰落,使使SC-FDMA的正交的正交性被破坏性被破坏结论结论:
OFDMA有更有更好的链路性能好的链路性能假设假设:
IFFT的尺寸为的尺寸为512,研究占用的子载波,研究占用的子载波数数/DFT的大小。
的大小。
OFDMA:
不同的调制不同的调制方式以及方式以及sub-carriers的的分配对分配对PAPR/CM的影响的影响很小很小,随着随着sub-carriers的的增加增加PAPR趋近于同一个趋近于同一个值值;
SC-OFDM:
SC-FDMA的的PAPR要比要比OFDMA低低1.52dB。
OFDMA与与SC-FDMA的的PAPR比较比较OFDM基本特征总结基本特征总结n时域循环前缀,抑制多径引起的时域循环前缀,抑制多径引起的ISIn频域分成多个子载波,与信道编码结频域分成多个子载波,与信道编码结合对抗多径衰落合对抗多径衰落n子载波相互正交,提高频谱利用率子载波相互正交,提高频谱利用率n时时-频二维调度,提高系统性能频二维调度,提高系统性能n可扩展可扩展OFDMA,使系统在移动环境,使系统在移动环境中灵活适应信道中灵活适应信道带宽变化带宽变化含含CPCP的的OFDMAOFDMA符号时域结构符号时域结构含含CPCP的的OFDMAOFDMA符号频域子载波结构符号频域子载波结构3主要内容主要内容TD-LTETD-LTE系统性能仿真和评估系统性能仿真和评估22TD-LTETD-LTETD-LTETD-LTE物理层关键技术物
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