LTE 物理层关键技术介绍

LTE物理层关键技术介绍2LTE的3个核心技术OFDMA/SC-FDMAMIMO小区间干扰抑制3OFDMA/SC-FDMA简洁的带宽扩展能力获得高峰值速率的“正交传输”MIMO技术的“最佳搭档”4OFDMOFDM的概念——正交频分复用，本质上就是一个频分系统，是无线通信最朴素的实现方式OFDM和传统FDM的区别传统FDM系统中，载波之间需要很大的保护带，频谱效率很低。OFDM系统允许载波之间紧密相临，甚至部分重合，可以实现很高的频谱效率——子载波。5OFDMOFDM信号的生成IFFT：将大量的窄带（子载波）频域信号（频域上映射的信号），经过IFFT后形成时域信号加入循环前缀（CP）：将每个OFDM符号的尾部一段复制到符号之前6OFDM7OFDMA&OFDMOFDM：一个时隙同时只能有一个用户使用OFDMA：将时隙分成多个子信道，多个用户可以同时使用一个时隙多用户保持正交接入，减少干扰，增加容量灵活的子信道实现，可增加多用户选择性，并增加带宽分配8OFDMA9OFDM的优缺点10OFDM的优缺点11SC-FDMA上行采用了DFT-S-OFDM方式物理层参数和下行保持一致增加DFT预处理过程12SC-FDMA13OFDMOFDM的参数设计频域：子载波间隔、资源块大小CP长度、时隙/子帧长度设计要求受影响的参数宽带扩展性资源块大小传输延时TTI长度，时隙（子帧）长度频谱效率子载波间隔，CP长度覆盖范围CP长度移动速度子载波间隔限制选项的数量尽可能将每个参数的可能值限制在少数几种选择14OFDM频域的设计Δf的大小•不能太小，必须能容忍需要支持的车速下的多普勒频移•不能太大，导致T过小，CP开销过大•典型的Δf值：10-20kHz，LTE采用15kHz(符号长度66.76us)15OFDM时域设计符号长度T=1/ΔfTTI为1ms，快速调度，传输时延小于5msCP长度，考虑到开销和抵消ISI•NormalCP：4.6875us，用于常规小区单播系统•ExtendCP1：16.67us，用于大小取单播或MBMS系统•ExtendCP2：33.33us，用于独立载波MBMS系统16MIMO17MIMO作用：空间分集增益提高数据传输的可靠性空间复用增益提高数据传输速率阵列处理增益提高系统的传输速率，覆盖范围，抗干扰性能等18MIMOMIMO模式空间分集（提高可靠性）•空时分组码STBC•空频分组码SFBC•循环延时分集CDD空间复用（提高速率）•VBLAST波束成形19MIMO—空间分集20MIMO—空频分组码SFBC带传输的符号以分组形式传输每个分组在空间域（天线）及频域（子载波）进行编码21MIMO—空频分组码SFBC22空间复用SM——单用户的空间复用建立正交信道通过不同的天线传输不同的数据流以增加用户输出TxRxh11h12h21h22MIMO信道Tx处理Rx处理数据流1数据流2数据流1数据流2等效MIMO信道数据流1数据流2数据流1数据流223MIMO—空间复用码字（Codeword）：独立进行MCS的数据流优点：不同的码字，可以选择不同的MCS方式，因此可以更好的匹配信道信息，获得更大的系统容量。缺点：码字越多，下行的MCS信息、HARQ信息等越多，上行的CQI、ACK/NACK信息越多，同时UE端解码时所需的存储单元和延迟也越大。结论：最多2个码字秩（Rank）：MIMO信道中可以等效的独立平行子信道数即为MIMO里的秩。层映射(LayerMapping)：码字映射到层发送分集层映射：层数等于天线端口数空间复用层映射：层数对应于信道矩阵的秩24MIMO—空间复用开环空间复用只反馈RI不管信道条件，采用固定的复用流数闭环空间复用反馈RI、PMI掌握先验信息，采用适合无线信道现实条件的复用流数最常用的闭环空间复用技术：预编码（Precoding）技术25MIMO—波束赋形利用较小间距的天线阵元之间的相关性（天线间距通常为λ/2），通过阵元发射的波之间形成干涉，集中能量于某个（或某些）特定方向上，形成波束，从而实现更大的覆盖和干扰抑制效果在TDD系统中，可以不依赖终端来反馈所需信息，来波方向和路损信息可以在基站侧通过测量上行接收信号获得，比FDD系统更有利于波束赋形的使用。26小区间干扰抑制OFDM系统本身不提供小区间多址能力，可以通过几种方法抑制小区间干扰：小区间加扰：包括扩频后加扰，如CDMA干扰协调：相邻小区在小区边缘使用不同的频率资源干扰消除：多用户检测智能天线：自然具有一定干扰回避的效果正交序列：如零相关序列27干扰随机化28干扰消除和智能天线29小区间干扰协调静态半静态（下行）：基于Ｘ2接口动态（上行）：基于Ｘ2接口30基于正交序列的小区间干扰抑制CAZAC序列：多径环境中的零相关/低相关序列Zadoff-Chu序列是最常用的CAZAC序列，采用不同的ZC序列或不同的ZC序列循环位移版本，可以获得低相关性。用于LTE的参考信号、控制信道等。31谢谢各位参加！欢迎探讨