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TD-LTE基本原理及关键技术•相关概念•关键技术•网络规划•LTETDD/FDD的融合内容LTE背景•LTE表示3GPP长期演进(LongTermEvolution)•2004年11月3GPPTSGRANworkshop启动LTE项目第3代合作伙伴计划（3rdGenerationPartnershipProject,3GPP)•TD-LTE:分时长期演进•TD-LTE和FDDLTE在3GPP标准中的区别很小，主要区别体现在基本的双工方式上移动通信技术的演进路线多种标准共存、汇聚集中多个频段共存移动网络宽带化、IP化趋势2G2.5G2.75G3G3.5G3.75G3.9GGPRSEDGEHSDPAR5HSUPAR6MBMS4GMBMSCDMA20001XEV-DO802.16e802.16mHSDPAHSPA+R7FDD/TDD4GGSMTD-SCDMAWCDMAR99802.16dCDMAIS95CDMA20001xLTEEV-DORev.AEV-DORev.BHSUPAHSPA+R7演进路线：GSM：9.6KbpsGPRS：171.2KbpsEDGE：384KbpsWCDMA：384Kbps~2MbpsHSDPAz：14.4Mbps/HSUPA：5.76MbpsHSDPA+：42Mbps/HSUPA+：22MbpsLTE：300Mbps传输速度GSM-----GPRS---EDGE----WCDMA-------HSPA-----HSPA+-------FDD/TDD-LTELTE的目标•DL上行UL下行•CAPEX&OPEX资金投入，管理支出更好的覆盖峰值速率DL:100MbpsUL:50Mbps低延迟CP:100msUP:5ms更低的CAPEX&OPEX频谱灵活性更高的频谱效率LTE峰值数据率1实现峰值速率的显著提高，峰值速率与系统占用带宽成正比2在20MHz带宽内实现100Mbit/s的下行峰值速率(频谱效率5bit/s/Hz)3在20MHz带宽内实现50Mbit/s的上行峰值速率(频谱效率2.5bit/s/Hz)TD-LTE关键技术频域多址技术—OFDM/SC-FDMAMIMO技术HARQ技术小区间干扰协调ICIC技术LTE多址技术•更大的带宽和带宽灵活性–随着带宽的增加，OFDMA信号仍将保持正交，而CDMA的性能会受到多径的影响.–在同一个系统，使用OFDMA可以灵活处理多个系统带宽.•扁平化架构–当分组调度的功能位于基站时，可以利用快速调度、包括频域调度来提高小区容量。频域调度可通过OFDMA实现，而CDMA无法实现.•便于上行功放的实现–SC-FDMA（上行）相比较OFDMA（下行）可以实现更低的峰均比,有利于终端采用更高效率的功放.•简化多天线操作LTE多址技术的发展OFDM基本思想•OFDM将频域划分为多个子信道，各相邻子信道相互重叠，但不同子信道相互正交。将高速的串行数据流分解成若干并行的子数据流同时传输•OFDM子载波的带宽信道“相干带宽”时，可以认为该信道是“非频率选择性信道”，所经历的衰落是“平坦衰落”•OFDM符号持续时间信道“相干时间”时，信道可以等效为“线性时不变”系统，降低信道时间选择性衰落对传输系统的影响频率频率节省带宽资源传统频分复用(FDM)多载波调制技术正交频分复用(OFDM)多载波调制技术图FDM和OFDM带宽利用率的比较系统带宽大于传输带宽，存在频率间隔系统带宽小于传输带宽，存在频率交叠下行多址技术——OFDM•OFDM调制的各个子载波信号在频域上正交上行多址技术——SC-FDMA•SC-FDMA即DFT-spreadOFDMA单载波频分多址•峰均比小于OFDMA,有利于提高功放效率•传输信号的瞬时功率变化•易于实现频域的低复杂度的高效均衡器•易于对FDMA采用灵活的带宽分配多天线技术-MIMO•多天线技术–MIMO：多入多出(MultipleInputMultipleOutput)–SISO：单入单出(SingleInputSingleOutput)–SIMO：单入多出(SingleInputMultipleOutput)–LTE的基本配置是DL2*2和UL1*2,最大支持4*4MIMO的优点•MIMO技术的基本出发点是将用户数据分解为多个并行的数据流，在指定的带宽内由多个发射天线上同时刻发射，经过无线信道后，由多个接收天线接收，并根据各个并行数据流的空间特性（SpatialSignature），利用解调技术，最终恢复出原数据流。优点：•阵列增益：可以提高发射功率和进行波束形成；•系统的分集特性：可以改善信道衰落造成的干扰；•系统的空间复用增益：可以构造空间正交的信道，从而成倍地增加数据率；因此，充分地利用MIMO系统的这些优秀品质能够大幅度地提高系统容量、获得相当高的频谱利用率，从而可以获得更高的数据率、更好的传输品质或更大的系统覆盖范围。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。混合自动重传请求（HARQ）•FEC：前向纠错编码(ForwardErrorCorrection)•ARQ：自动重传请求(AutomaticRepeatreQuest)•HARQ=FEC+ARQFEC通信系统DataSendingFECCodingChannelFECDecodingDataReceiving优势:更高的系统传输效率;自动错误纠正，无需反馈及重传;低时延.劣势:可靠性较低;对信道的自适应能力较低为保证更高的可靠性需要较长的码，因此编码效率较低，复杂度和成本较高ARQ通信系统DataSendingChannelDataReceivingACK/NACK优势:复杂性较低;可靠性较高;适应性较高;劣势:连续性和实时性较低;传输效率较低;小区间干扰协调ICIC技术小区内干扰LTE特有的OFDMA接入方式，使本小区内的用户信息承载在相互正交的不同载波上小区间干扰（InterCellInterference—ICI）所有的干扰来自于其他小区LTE同频组网时，小区间干扰比较严重，导致位于小区边缘的用户数据吞吐量急剧下降。用户感受差。小区间干扰是LTE同频组网面临的现实问题小区边界干扰严重LTE同频组网时小区间干扰比较严重LTE同频组网：干扰解决途径小区间干扰随机化（ICIRandomization）不能降低干扰的能量，但能通过给干扰信号加扰的方式将干扰随机化为“白噪声”，从而抑制小区间干扰。利用干扰的统计特性对干扰进行抑制，误差较大。小区间干扰消除（ICICancellation）通过将干扰信号解调/解码后，对该干扰信号进行重构，然后从接收信号中减去可以显著改善小区边缘的系统性能，获得较高的频谱效率。对于带宽较小的业务(如VolP)则不太适用，在OFDMA系统中实现也比较复杂。小区间干扰协调（ICICoordination—ICIC）通过管理无线资源使得小区间干扰得到控制是一种考虑多个小区中资源使用和负载等情况而进行的多小区无线资源管理方案。是目前研究的一项热门技术，实现简单，可以应用于各种带宽的业务。并对于干扰抑制有很好的效果。TD-LTE网络规划流程详细规划预规划前期准备•覆盖规划•容量仿真•参数规划•性能评估•覆盖估算•容量估算•站址规划•需求分析•业务分布模拟•传播模型校正TD-LTE规划的重点在于：覆盖规划、容量仿真和参数规划三个环节。频率规划F频段E频段D频段室内室外注：1.F频段后20M（1900—1920MHz）被PHS占用，2.D频段前后需各留5M保护带，可用带宽为40MHz（2575—2615MHz）F频段用于室内时，将造成室内室外较强同频干扰。建议F频段只应用于室内无法进行E频段改造区域室内无源器件只支持到E频段，D频段建设投资成本大，不建议将D频段用于室内无法用于室外（军队占用）1880-1900MHz2320-2370MHz2570-2620MHz与TD-SCDMA共用50MHz带宽•室内以E频段为主，部分无法部署E频段的室内可考虑F频段•F频段仅20MHz可用，室外连续覆盖并采用同频组网方式•室外D频段带宽大于20MHz，室外热点以及部分区域连续覆盖频率室外连续覆盖应用频率目前仅20MHz可用，采用同频组网室外热点以及部分区域连续覆盖频率目前共40MHz可用TD-LTE网络规划指标场强与吞吐量TD-LTE与LTEFDD技术综合对比技术体制TD-LTELTEFDD采用的相同的关键技术信道带宽灵活配置1.4M，3M，5M，10M，15M，20M1.4M，3M，5M，10M，15M，20M帧长10ms(半帧5ms，子帧1ms)10ms(子帧1ms)信道编码卷积码、Turbo码卷积码、Turbo码调制方式QPSK，16QAM，64QAMQPSK，16QAM，64QAM功率控制开环结合闭环开环结合闭环MIMO多天线技术支持支持技术差异双工方式TDDFDD子帧上下行配置无线帧中多种子帧上下行配置方式无线帧全部上行或者下行配置HARQ个数与延时随上下行配置方式不同而不同个数与延时固定调度周期随上下行配置方式不同而不同，最小1ms1msTD-LTE的优势•频谱配置更具优势•支持非对称业务•智能天线的使用–TD-LTE系统能有效的降低终端的处理复杂性–具有上下行信道互易性（reciprocity），能够更好的采用发射端预处理技术，如预RAKE技术、联合传输(JointTransmission)技术、智能天线技术等，能有效地降低终端接收机的处理复杂性GSM900TDDTDDFDDFDDTDDFDDGSM1800FDD17101755178518051850188019201980201020252110217023002400MHzTD-LTE的不足•使用HARQ技术时，TD-LTE使用的控制信令比LTEFDD更复杂，且平均RTT（往返时延）稍长于LTEFDD的8ms•由于上下行信道占用同一频段的不同时隙，为了保证上下行帧的准确接收，系统对终端和基站的同步要求很高•为了补偿TD-LTE系统的不足，TD-LTE系统采用了一些新技术，如：TDD支持在微小区使用更短的PRACH，以提高频谱利用率；采用multi-ACK/NACK的方式，反馈多个子帧，节约信令开销等•要求全网同步LTETDD/FDD的融合•在现阶段全球兴起的LTE网络建设热潮中，大部分网络首先选择了FDD制式，但随着其网络建设逐步推进，频率资源不足、容量不足、网络建设成本过高等问题逐渐凸显出来。•LTETDD/FDD的融合正是缓解FDD频谱紧张问题的有效手段之一。在全球很多地区，FDD频谱资源相对稀缺且价格昂贵，很多运营商无法获得足够多优质且连续的频谱资源，这加大了FDD网络建设的难度，网络容量也因此受到限制；而TDD频谱成本则相对较低并且资源丰富，因此GSMA（全球移动通信系统协会）在GTI峰会上倡导产业界充分利用TDD频谱，做好TD-LTE的国际化推广。谢谢信科10-1