北京联通TD-LTE移动通信技术交流

技术资料注意保密北京联通LTE移动通信技术交流北京市电话通信设计院有限公司2012年10月交流提纲•基本概念•LTE基本概念•LTE技术优势•LTE终端产品-1-LTE•产业发展现状•基本原理•标准演进•基本概念•关键技术什么是LTE？LTE=LongTermEvolution=长期演进，是3GPP指定的下一代无线通信标准。TD-LTE=LTE的TDD模式，LTE-FDD=LTE的FDD模式。LTE是以OFDM为核心的技术，为了降低用户面延迟，取消了无线网络控制器（RNC），采用了扁平网络架构。与其说是3G技术的“演进”（evolution），不如说是“革命”（revolution）。什么是LTE?-2-LTE技术需求•高清视频1080P•下行6-8Mbps•视频会议/视频分享•上行：一般2Mbps/•高清6-8Mbps•家庭设备互联•上下行2Mbps•在线互动游戏•时延50ms总体需求1、高速率2、低延时3、高效率4、可变带宽•......-3-LTE模式适应技术发展需求•LTE是3GPP为了保证未来10年3GPP系列技术的生命力，抵御来自非3GPP阵营技术的竞争而启动的最大规模的标准项目。•可变带宽•低时延•高速率•高效率下行:5bit/s/Hz，上行:2.5bit/s/Hz控制面:100ms用户面:10ms下行:100Mbps上行:50Mbps1.4、3.0MHz，5、10、15、20MHzLTE技术优势-4-LTE终端产品－芯片发展-5--6-LTE终端产品－终端业务LTE终端产品－终端业务•-7-交流提纲•企业标志•标准演进•技术标准演进•LTE频段划分LTE•产业发展现状•基本原理•标准演进•基本概念•关键技术-8-技术标准演进•企业标志-9-•200kbps•300kbps-10Mbps•10kbps•50Mbps•50M-1Gbps•数据速率•LTEFDD•UMB•LTE+•UMB+•HSPA+•HSPA•WCDMA•DORevB•DO•Rev0•cdma20001X•GSM•GPRS/EDGE•IS-95•cdmaOne•DORevA•TD-LTE•TDLTE+•HSPA+•HSPA•TD-SCDMA•FDD•TDD•3GPP2•3GPP技术标准演进-10-•1710MHz•1805MHz•1920MHz•75M•75M•60M•60M•2110MHz•2500MHz•2620MHz•70M•70M•…•…•100M•100M•3500MHz•100M•100M•3600MHz•3700MHz•…•1880MHz•40M•15•M•2010MHz•2300MHz•2500MHz•2570MHz•…•70M•50M•70M•…•100M•2620MHz•…•FDDLTE•TD-LTELTE频段划分-11-交流提纲•产业发展现状•产业发展外部环境•LTE产业链现状LTE•产业发展现状•基本原理•标准演进•基本概念•关键技术-12-产业发展外部环境－政策环境•科技部启动TD-LTE规模试验，推动LTE产业尽快成熟，以形成商用能力为目标。•工信部•工信部2011年持续加大信息化建设力度，3G建设总计划投资4000亿，建设基站40万个，提升3G用户数到达1.5亿。依托大唐集团建立的无线移动通信国家重点实验室是目前国内无线移动通信领域唯一一个依托企业简历的国家级重点实验室。-13-产业发展外部环境－用户发展环境•手机用户将超越电脑用户成为互联网上最大的用户群•-14-•手机用户逐渐渗透到互联网的各个领域MobilePhoneSearchIMSNSBusinessMicro-Blog产业发展外部环境－业务发展趋势-15-•手机用户逐渐渗透到互联网的各个领域中国手机网民2010年网络应用调查！产业发展外部环境－业务发展趋势-16-•多终端接入将成为趋势MobileInternetNotebookiPadE-BookSmart-PhonePDAMobileTV没有连接的终端将是孤独的！产业发展外部环境－业务发展趋势-17-•数据业务将呈爆炸性的增长移动网络的带宽将承受很大的压力！产业发展外部环境－业务发展趋势-18-•业务数据化•、分组化、移动•互联网•更高的频段、•更有效的频谱•利用率•网络技术数字•化、宽带化•移动网络的•综合化、全球•一体化•高速率、高•质量、低费用•第四代移动通信技术的发展方向和目标•满足快速增长的宽带、多业•务、高业务数据量需求第四代移动通信发展目标-19-•终端•系统•芯片•TD-LTE•FDD-LTELTE产业链状况-20-TDD与FDD-LTE同步发展-21-LTE试验网情况－国际部分（FDD）-22-LTE试验网情况－国际部分（TDD）-23-24•中移动TD-LTE试验网建设情况TD-LTE上海广州深圳南京杭州厦门北京•经工信部批准，中国移动于去年年底开始，在上海、杭州、南京、广州、深圳、厦门、北京7个城市组织开展TD-LTE规模技术试验。这是继2010年10月TD-LTE增强型成功被国际电联确定为4G国际标准后，我国布局4G的关键性举措。LTE试验网情况－国内部分-24-•中移动TD-LTE试验网建设要求•在上海、南京、杭州、广州、深圳、厦门6个试点城市建设独立EPC核心网测试设备，其中上海、南京、杭州、广州、深圳建设2套独立的核心网测试设备，厦门建设1套独立的核心网测试设备。•升级1~2套SGSN设备满足LTE与2G/TD网络漫游、切换测试的要求。•每套EPC核心网测试设备按照1万用户考虑。第一阶段立足满足工信部测试要求（2010.12～2011.Q3）•在北京、上海、南京、杭州、广州、深圳、厦门7个城市建设预商用试验网络。•EPC网络采用融合组网方式进行建设，根据厂家设备的成熟度，选用现有设备厂家设备进行改造，满足第二阶段要求。•将现网SGSN、GGSN设备的Gn接口割接至IP承载网，EPC网络与SGSN通过IP承载网直接互通。•第二阶段引入DRA试点。•每个城市EPC核心网容量满足10万用户需求，总容量达到70万用户。第二阶段建设预商用试验网（2011.Q4～2012.Q1）LTE试验网情况－国内部分-25-•TDD•FDD•TD-LTE和FDD-LTE具有各自的技术优势，尤其TD-LTE可利用零散的频谱资源，适合不对称的业务。•运营商推动•中国移动积极倡导TD-LTE和LTEFDD的融合,已得到众多海外运营商的支持。•两者在标准和技术实现上存在很大的共性，有利于系统和终端对双模的支持。•互补的技术优势•具备融合的基础•标准、系统设备、芯片、终端、业务等全面融合•中国政府推动•为成为今后4G发展的主导者之一，三大部委支持TD-LTE与FDD-LTE的融合。TD-LTE和LTEFDD的融合是发展趋势-26-交流提纲LTE•产业发展现状•基本原理•关键技术•标准演进•基本概念•基本原理•LTE网络架构•E－UTRAN与EPC•IMS•物理层帧结构-27-•-•EUTRAN（接入网）•MME•SGW/PGW•x2••x2••x2••eNB•eNB••S1••HSS/AAA•PCRF••IMS••EPC（核心网）•ServiceLayer•EUE（用户终端）••eNB•接入网扁平化•核心网全IP化•核心网与业务分离•IMS对业务负责LTE网络架构-28-•-•EUTRAN（无线接入网）•MME•SGW/PGW•x2••x2••x2••eNB•eNB••S1••HSS/AAA•PCRF••IMS••EPC（核心网）•ServiceLayer（业务应用层）•EUE（用户终端）••eNBLTE网络架构-29-•PCRF：负责策略控制的决策，也负责位于P-GW中流量收费功能。PCRF提供QoS授权（QoS等级标识和比特率）EPS网元和接口-30-E-UTRAN，由eNB构成EPC(EvolvedPacketCore)，由MME(MobilityManagementEntity)、S-GW(ServingGateway)及P-GW(PDNGateway)构成eNBMME/S-GWMME/S-GWeNBeNBS1S1S1S1X2X2X2E-UTRAN•相对UMTS的网络结构而言，LTE的网络结构进行了大幅度简化。E-UTRAN与EPC-31-•全IP化多媒体服务结构•基于IETF协议(SIP,RTP,RTSP,COPS,DIAMETER,etc.)•基于无线和有线接入网络设计•服务透明化解决方案•PDN•SGW•VisitedPSdomainbackbone•BG•PSDomainInterworking•BG•PDN•SGW•HomePSdomainbackbone•SGi•VisitedIPMultimediaSystem(IMS)•IPMultimediaDomainInterworking•HomeIPMultimediaSystem（IMS）•BG•BG•I/S-CSCF•HSS•P-CSCF•PDF•P-CSCF•PDFIMS架构-32-FDD帧结构一个长度为10ms的无线帧由10个长度为1ms的子帧构成；每个子帧由两个长度为0.5ms的时隙构成；#0#1#2#3#19#18Oneradioframe,Tf=307200Ts=10msOneslot,Tslot=15360Ts=0.5msOnesubframe10LTEFDD帧结构-33-一个长度为10ms的无线帧由2个长度为5ms的半帧构成•每个半帧由5个长度为1ms的子帧构成常规子帧：由两个长度为0.5ms的时隙构成特殊子帧：由DwPTS、GP以及UpPTS构成•支持5ms和10msDLUL切换点周期11•子帧:1ms•时隙•0.5ms•#0•DwPTS•特殊子帧:1ms•#2•#3•#4•半帧:5ms•半帧:5ms•帧:10ms•GP•UpPTSLTETDD帧结构-34-TDD帧结构-上下行配置DL:UL=2:3DL:UL=3:2DL:UL=4:1DL:UL=7:3DL:UL=8:2DL:UL=9:15ms周期10ms周期1ms10ms下行上行DL:UL=5:512LTETDD帧结构上下行配置-35-•无线帧•OFDM符号•天线端口•基本时间单位•时隙-slot•子帧•物理资源•接收机用来区分资源在•空间上的差别，包括三•类天线端口：•CRS：天线端口0~3•MBSFN：天线端口4•DRS：天线端口5物理资源概念秒2048150001sTLTE物理层资源-36-7symbolsOneSlotNcsubcarriers12subcarriersRB(12x7RE)REResourceGrid(Example)资源单位RE对于每一个天线端口，一个OFDM或者SC-FDMA符号上的一个子载波对应的一个单元叫做资源单元；资源单位RB一个时隙中，频域上连续的宽度为180kHz的物理资源称为一个资源块；15LTE物理层资源-37-下行物理信道的RE映射PDCCH、PCFICH以及PHICH映射到子帧中的控制区域上PCFICH用于指示在一个子帧中传输PDCCH所使用的OFDM个数21LTE物理信道映射（下行为例）-38-信道映射27LTE信道映射关系-39-交流提纲LTE•产业发展现状•基本原理•关键技术•标准演进•基本概念•关键技术•OFDM技术•MIMO技术•LTE技术创新-40-频分多址系统•下行OFDM：用户在一定时间内独享一段“干净”的带宽•上行SC-FDMA：具有单载波特性的改进OFDM系统（低峰平比）MIMO（多天线技术）•下行MIMO：发射分集：空间复用：波束赋形：空间多址：•上行MIMO：空间多址：扁平网络•取消RNC（中央控制节点），只保留一层RAN节点——eNodeB•NodeB和核心网采用基于IP路由的灵活多重连接——S1-flex接口•相邻eNodeB采用Mesh连接——X2接口eNBMME/SAEGatewayMME/SAEGateway