TD-LTE原理介紹

1、TD-LTETD-LTE原理介紹原理介紹20142014年年0101月月移 動 改 變 生 活2 2 LTELTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)移 動 改 變 生 活扁平化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)3 3核心網(wǎng)BSC核心網(wǎng)eNodeBBTSeNodeB 由2G/3G二級轉(zhuǎn)發(fā)變?yōu)橐患夀D(zhuǎn)發(fā)NodeBRNC2G/3G網(wǎng)絡(luò)LTE網(wǎng)絡(luò)移 動 改 變 生 活TD-LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)4 4SGSN2GTDLTEHSSBTSBSC/PCUNodeBRNCeNodeBS1-US6aGxGbIuS1-MMES11SGiMMEPCRFS9InternetPS ServiceServing GWPDN GWS5/8SAE GWS6dS10BOSSCGS

2、4S3AFRxUEE-UTRANEPCEPS負責(zé)無線資源管理負責(zé)移動性管理功能負責(zé)用戶面接入功能提供承載控制、計費、地址分配和非3GPP接入等功能根據(jù)用戶特點和業(yè)務(wù)需求提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)資源管控提供鑒權(quán)和簽約等功能用戶設(shè)備(UE)接入網(wǎng)(E-UTRAN)核心網(wǎng)(EPC)整個TD-LTE系統(tǒng)由3部分組成移 動 改 變 生 活5 5網(wǎng)元功能移 動 改 變 生 活6 6BBU+RRU移 動 改 變 生 活7 7BBU模塊移 動 改 變 生 活8 8LTE主控板-UMPT移 動 改 變 生 活9 9LTE基帶處理板-LBBP移 動 改 變 生 活1010RRU分類移 動 改 變 生 活1111RRU移 動

3、改 變 生 活1212RRU移 動 改 變 生 活1313BBU與RRU連接圖移 動 改 變 生 活1414網(wǎng)絡(luò)拓撲移 動 改 變 生 活1515CSFB介紹CSFB基本概念（基本概念（ Circuit Switched Fallback in Evolved Packet System ） 3GPP定義的電路域回落機制電路域回落機制，保證用戶同時注冊在EPS和傳統(tǒng)電路域網(wǎng)絡(luò)，用戶發(fā)起語音業(yè)務(wù)時，由EPS指示用戶回落到電路域網(wǎng)絡(luò)后再發(fā)起語音呼叫CSFB主要過程主要過程 開機選開機選網(wǎng)駐留網(wǎng)駐留：優(yōu)先駐留在LTE，即終端開機LTE及2G/3G電路域聯(lián)合注冊（確保用戶同時注冊在EPS和GSM電路域

4、網(wǎng)絡(luò)）駐留LTE。該過程是CSFB基本流程。 呼叫呼叫請求回落請求回落：網(wǎng)絡(luò)指示終端先重選回到2/3G，由CS網(wǎng)絡(luò)提供語音服務(wù)。 通話通話結(jié)束返回結(jié)束返回：終端完成呼叫后返回到LTE網(wǎng)絡(luò)駐留。LTE無線接入網(wǎng)無線接入網(wǎng)UE2G/3G無線接入網(wǎng)無線接入網(wǎng)MME（2.2）回落至）回落至2G CS提供語音提供語音MSC Server2G/3G核心網(wǎng)核心網(wǎng)SAESGs（2.1）呼叫請求）呼叫請求(1.2）聯(lián)合注冊）聯(lián)合注冊(1.1）開機選網(wǎng)）開機選網(wǎng)（3）語音結(jié)）語音結(jié)束后返回束后返回LTE移 動 改 變 生 活1616CSFB介紹 CSFB語音解決方案加大LTE對GSM網(wǎng)絡(luò)的依賴程度:1、標準方案：

5、通過SGs接口聯(lián)合注冊實現(xiàn)開機選網(wǎng)駐留；開機選網(wǎng)駐留；基于R8重定向?qū)崿F(xiàn)呼叫請求回落呼叫請求回落至GSM網(wǎng)絡(luò)；通過小區(qū)重選完成通話結(jié)束返回通話結(jié)束返回至4G。（15-20s）2、簡化方案：與標準方案的差別在通話結(jié)束返回通話結(jié)束返回，不通過小區(qū)重選從2G直接返回到4G，而是終端空閑態(tài)從2G-3G-4G(30-50s)，或者依靠終端自主FR方案返回4G網(wǎng)絡(luò)(幾秒內(nèi)）。移 動 改 變 生 活1717CSFB介紹網(wǎng)絡(luò)改造方面的區(qū)別1、標準方案：標準CSFB部署的方案需要對大量GSM核心網(wǎng)及接入網(wǎng)設(shè)備進行升級2、簡化方案：在2G BSC不配置4G鄰小區(qū)關(guān)系，空閑態(tài)終端通過3G橋接方式由2G重選返回4G，

6、CSFB通話結(jié)束后通過終端自主FR方案返回4G網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)元功能標準方案簡化方案MSCMSCCSFBCSFB基本功能、SGsSGs接口（聯(lián)合位置更新、短信）全面升級或2 2臺/Pool/Pool1 1臺/Pool/PoolMMEMME全部支持CSFBCSFB功能、SGsSGs接口全部支持CSFBCSFB、SGsSGs接口BSCBSC小區(qū)重選返回全面改造升級不需改動eNBeNBR8R8回落至2G2G支持CSFBCSFB功能支持CSFBCSFB功能網(wǎng)絡(luò)配置與優(yōu)化方面的區(qū)別1、標準方案：不僅要求4G準確配置2G鄰區(qū)信息，而且要求2G準確配置4G鄰區(qū)信息。無線網(wǎng)絡(luò)配置復(fù)雜，優(yōu)化工作量大。2、簡化方案：不要

7、求2G配置4G鄰區(qū)信息。 注：作為跨系統(tǒng)互操作基本要求，2G與3G之間應(yīng)互配鄰區(qū)信息、3G與4G之間應(yīng)互配鄰區(qū)信息移 動 改 變 生 活1818LTE信令采集信令采集以信令軟采數(shù)據(jù)（Uu）和信令硬采數(shù)據(jù)（S1 MME、S1-U、S6a、S11）為基礎(chǔ)進行探討。UEE-UTRANLTE-Uu華為ATAE服務(wù)器（SCA）（西區(qū)2樞602）MMES-GW/P-GW合設(shè)HSSS1-MMES11S1-US6a硬采集服務(wù)器（東區(qū)402）解析服務(wù)器及應(yīng)用服務(wù)器LTE信令采集拓撲圖：采集接口數(shù)據(jù)說明和設(shè)備說明： 信令軟采數(shù)據(jù)由華為按規(guī)范采集上報，采集數(shù)據(jù)包括信令面消息和相關(guān)無線MR測量項； 信令硬采數(shù)據(jù)由中興

8、完成采集； 軟采數(shù)據(jù)和硬采數(shù)據(jù)的解析和關(guān)聯(lián)由中興、鼎利、西塔三家同時完成解析和對比分析 注：采集S6A、S11口用于用戶的IMSI號的跟蹤及NAS層消 息的解密移 動 改 變 生 活提綱1919 LTELTE特點與關(guān)特點與關(guān)鍵技術(shù)鍵技術(shù)移 動 改 變 生 活LTE的特點2020移 動 改 變 生 活LTE的關(guān)鍵技術(shù)LTE的多址方式 下行: OFDMA 上行: SC-FDMA先進的天線解決方案 發(fā)射分集 MIMO 波束賦形靈活的帶寬配置 6種可用帶寬可選的雙工方式 TDD&FDD2121SC-FDMAOFDMATXTX101520 MHz31.45fDLfULfDL/UL移 動 改 變

9、生 活OFDM技術(shù) 正交頻分復(fù)用技術(shù)，多載波調(diào)制的一種。將一個寬頻信道分成若干正交子信道，將高速數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換成并行的低速子數(shù)據(jù)流，調(diào)制到每個子信道上進行傳輸。頻域波形f寬頻信道正交子信道頻域調(diào)度顆粒度?。l域調(diào)度顆粒度?。?80kHz）子載波顆粒度?。ㄗ虞d波顆粒度小（15kHz）移 動 改 變 生 活OFDM優(yōu)勢-對比 FDM 傳統(tǒng)傳統(tǒng)FDM:為避免載波間干擾，需要在相鄰的載波間保留一定保護間為避免載波間干擾，需要在相鄰的載波間保留一定保護間隔，大大降低了頻譜效率。隔，大大降低了頻譜效率。 FDMOFDM OFDM:各子載波各子載波重疊排列，同時重疊排列，同時保持子載波保持子載波的的正交特性。

10、正交特性。從而在相從而在相同帶寬內(nèi)容納數(shù)量同帶寬內(nèi)容納數(shù)量更多子載波更多子載波，提升頻譜效率。，提升頻譜效率。移 動 改 變 生 活高階調(diào)制2424移 動 改 變 生 活調(diào)制方式2525移 動 改 變 生 活調(diào)制方式2626移 動 改 變 生 活多天線技術(shù)2727移 動 改 變 生 活多天線技術(shù)2828移 動 改 變 生 活傳輸模式2929移 動 改 變 生 活傳輸模式30301. TM1， 單天線端口傳輸：主要應(yīng)用于單天線傳輸?shù)膱龊?。為普通單天線傳輸模式。 2. TM2，發(fā)送分集(Diversity)：適合于小區(qū)邊緣信道情況比較復(fù)雜，干擾較大的情況，有時候也用于高速的情況，分集能夠提供分集增

11、益.用來提高信號傳輸?shù)目煽啃?，主要是針對小區(qū)邊緣用戶。3. TM3，開環(huán)空間分集(MIMO)：合適于終端（UE）高速移動的情況。4. TM4，閉環(huán)空間分集：適合于信道條件較好的場合，用于提供高的數(shù)據(jù)率傳輸。5. TM5，MU-MIMO傳輸模式：主要用來提高小區(qū)的容量。 6. TM6，Rank1的傳輸：主要適合于小區(qū)邊緣的情況。FDD7. TM7，Port5的單流Beamforming模式：主要也是小區(qū)邊緣，能夠有效對抗干擾。TDD8. TM8，雙流Beamforming模式：可以用于小區(qū)邊緣也可以應(yīng)用于其他場景。 9. TM9, 傳輸模式9是LTE-A中新增加的一種模式，可以支持最大到8層的傳

12、輸，主要為了提升數(shù)據(jù)傳輸速率。移 動 改 變 生 活UE能力3131現(xiàn)網(wǎng)UE為類型3.上下行差別大的原因主要是上行沒有MIMO。2,3,4基本一致，主要差異是手機緩存，也是影響速率的主要原因。移 動 改 變 生 活3232自優(yōu)化移 動 改 變 生 活3333ANR移 動 改 變 生 活3434峰值速率移 動 改 變 生 活提綱3535 LTELTE幀結(jié)構(gòu)幀結(jié)構(gòu)移 動 改 變 生 活LTE幀結(jié)構(gòu)FDD LTE幀結(jié)構(gòu)TD-LTE幀結(jié)構(gòu)#0幀: 10ms子幀: 1ms時隙0.5ms#1#2#3#4#5#6#7#8#9#19子幀: 1ms時隙0.5ms#0DwPTS特殊子幀: 1ms#2#3#4半幀:

13、 5ms半幀: 5ms幀: 10msGPUpPTSLTE的兩種無線幀結(jié)構(gòu)ssspss移 動 改 變 生 活TD-LTE幀結(jié)構(gòu)兩種幀結(jié)構(gòu)的異同點LTE雙工方式相同點不同點無線幀長度子幀長度時隙半幀特殊子幀TDD10ms1ms0.5ms5msDwPTS、GP、UpPTSFDDN/AN/A移 動 改 變 生 活時隙概念3838移 動 改 變 生 活CP概念3939CP可以消除多徑帶來的符號間的干擾和子載波間的干擾。CP過大會占用系統(tǒng)資源。移 動 改 變 生 活LTE幀結(jié)構(gòu)4040移 動 改 變 生 活LTE特殊子幀4141現(xiàn)網(wǎng)配置，與TDS干擾最小，且可以傳送數(shù)據(jù)移 動 改 變 生 活LTE特殊子幀

14、4242TD-SCDMATD-LTE0.7ms0.675ms1ms= 1.475ms共存要求：上下行沒有交疊（圖中Tb Ta） 。 則TD-LTE的DwPTS必須小于0.525ms（16128Ts)，只能采用3:9:2的配置TD-S = 4:2 根據(jù)計算，此時TD-LTE下行扇區(qū)吞吐量為28Mbps左右（為避免干擾，特殊時隙只能采用3:9:2，無法用來傳輸業(yè)務(wù)。經(jīng)計算，為和TD-SCDMA時隙對齊引起的容量損失約為20% ）計算方法：TS36.213規(guī)定，特殊時隙DwPTS如果用于傳輸數(shù)據(jù)，那么吞吐量按照正常下行時隙的0.75倍傳輸。如果采用10:2:2配置，則下行容量為3個正常時隙吞吐量+0

15、.75倍正常時隙吞吐量。如果丟失此0.75倍傳輸機會，則損失的吞吐量為0.75/3.75 = 20%TD-LTE = 3:1 + 3:9:2移 動 改 變 生 活LTE特殊子幀4343GP要求大于2倍的上下行傳輸時延之和小區(qū)覆蓋范圍=(GP/2)*光速移 動 改 變 生 活不同CP的特殊子幀配置4444移 動 改 變 生 活RB4545移 動 改 變 生 活RE4646移 動 改 變 生 活RB4747移 動 改 變 生 活TD-LTE整體協(xié)議棧結(jié)構(gòu)4848沒有沒有RNC，空中接口的控制平面（，空中接口的控制平面（RRC）功能由）功能由eNodeB進行管理和控制進行管理和控制控制面協(xié)議棧控制面

16、協(xié)議棧用戶面和控制面協(xié)議棧均包含用戶面和控制面協(xié)議棧均包含PHY,MAC,RLC和和PDCP層，控制面向上還包含層，控制面向上還包含RRC層和層和NAS層層沒有了沒有了RNC，空中接口的用戶平面（，空中接口的用戶平面（MAC/RLC）功能由）功能由eNodeB進行管理和控制進行管理和控制 用戶面協(xié)議棧用戶面協(xié)議棧移 動 改 變 生 活TD-LTE整體協(xié)議棧結(jié)構(gòu)4949移 動 改 變 生 活5050TD-LTE整體協(xié)議棧結(jié)構(gòu)移 動 改 變 生 活5151移 動 改 變 生 活 LTE支持頻段5252移 動 改 變 生 活中國移動TDD頻段頻段頻段范圍范圍帶寬帶寬目前應(yīng)用情況目前應(yīng)用情況F頻段（b

17、and 39）1880-1900MHz20M室外E頻段（band40）2320-2370MHz50M室內(nèi)D頻段（band 38）2575-2635MHz60M室外目前中國移動目前中國移動TDDTDD頻率資源情況頻率資源情況移 動 改 變 生 活中國移動TDD頻段5454Channel bandwidth BWChannel MHz1.43 5101520Transmission bandwidth configuration NRB615 255075100移 動 改 變 生 活LTE頻率與頻點轉(zhuǎn)換5555E-UTRA OperatingBandDownlinkUplinkFDL_low (M

18、Hz)NOffs-DLFUL_low (MHz)NOffs-UL3319003600036000 36199 19003600036000 361993420103620036200 3634920103620036200 36349 3518503635036350 3694918503635036350 369493619303695036950 3754919303695036950 375493719103755037550 3774919103755037550 377493918803825038250-3864918803825038250-3864940230038650386

19、50-3964923003865038650-39649NOTE: The channel numbers that designate carrier frequencies so close to the operating band edges that the carrier extends beyond the operating band edge shall not be used. This implies that the first 7, 15, 25, 50, 75 and 100 channel numbers at the lower operating band e

20、dge and the last 6, 14, 24, 49, 74 and 99 channel numbers at the upper operating band edge shall not be used for channel bandwidths of 1.4, 3, 5, 10, 15 and 20 MHz respectively.FDL = FDL_low + 0.1(NDL NOffs-DL)FUL = FUL_low + 0.1(NUL NOffs-UL)省略了FDD部分（FDD同TDD)：使用頻率= Flow + 0.1(使用頻點 NOffs-DL)移 動 改 變

21、生 活提綱5656 LTELTE物理層介紹物理層介紹移 動 改 變 生 活LTE信道5757LTE的信道分為邏輯信道，傳輸信道與物理信道三種：的信道分為邏輯信道，傳輸信道與物理信道三種：邏輯信道 MAC通過邏輯信道為上層提供數(shù)據(jù)傳送服務(wù)。傳輸信道物理層通過傳輸信道為上層提供數(shù)據(jù)傳送服務(wù)。物理信道映射在物理層的信道。 移 動 改 變 生 活LTE信道映射5858傳輸信道物理信道物理信號移 動 改 變 生 活物理信道5959移 動 改 變 生 活6060移 動 改 變 生 活下行同步信號6161PSS:半幀同步（5ms)，Cell IDSSS:幀同步(10ms)，Cell ID Group均只有下

22、行PCI的個數(shù)=3*168移 動 改 變 生 活下行同步信號6262移 動 改 變 生 活小區(qū)物理ID(PCI)6363PCI MOD 3 不能相同：參考信號，主同步PCI MOD 6 不能相同：參考信號偏移PCI MOD 30 不能相同：上行解調(diào)參考信號移 動 改 變 生 活6464移 動 改 變 生 活PBCH與下行同步信號位置6565PBCH 72子載波PSS,SSS 62子載波（10個不使用）移 動 改 變 生 活PBCH信道6666移 動 改 變 生 活LTE系統(tǒng)消息6767系統(tǒng)消息的組成 MasterInformationBlock(MIB) 多個SystemInformation

23、Blocks (SIBs)MIB 承載于BCCH BCH P-BCH上 包括有限個用以讀取其他小區(qū)信息的最重要、最常用的傳輸參數(shù)（系統(tǒng)帶寬，系統(tǒng)幀號，PHICH配置信息）注:系統(tǒng)幀號以無線幀為單位計算 時域：緊鄰?fù)叫诺?，?0ms為周期重傳4次 頻域：位于系統(tǒng)帶寬中央的72個子載波LTE系統(tǒng)消息系統(tǒng)消息移 動 改 變 生 活LTE系統(tǒng)消息6868SIBs 除除MIB以外的系統(tǒng)消息，包括以外的系統(tǒng)消息，包括SIB1-SIB13 除除SIB1以外，以外，SIB2-SIB13均由均由SI (System Information)承載承載 SIB1是除是除MIB外最重要的系統(tǒng)消息，固定以外最重要的系

24、統(tǒng)消息，固定以20ms為周期重傳為周期重傳4次，即次，即SIB1在每兩個無線幀（在每兩個無線幀（20ms）的子幀）的子幀#5中重傳（中重傳（SFN mod 2 = 0，SFN mod 8 0）一次，如果滿足）一次，如果滿足SFN mod 8 = 0時，時，SIB1的內(nèi)容可能改變，新傳一次。的內(nèi)容可能改變，新傳一次。 SIB1和所有和所有SI消息均傳輸在消息均傳輸在BCCH DL-SCH PDSCH上上 SIB1的傳輸通過攜帶的傳輸通過攜帶SI-RNTI（SI-RNTI每個小區(qū)都是相同的每個小區(qū)都是相同的）的）的PDCCH調(diào)度完成調(diào)度完成 SIB1中的中的SchedulingInfoList攜帶所有攜帶所有SI的調(diào)度信息，接收的調(diào)度信息，接收SIB1以后，即可接收其他以后，即可接收其他SI消息消息LTE系統(tǒng)消息系統(tǒng)消息移 動 改 變 生 活LTE系統(tǒng)消息6969MIB: 下行帶寬，PHICH的配置(Physical Hybrid ARQ Indicator CHannel),SFN幀號SIB1: PLMN ID, 小區(qū)全球ID, Cell禁止狀態(tài), 小區(qū)選擇參數(shù), SI調(diào)度信息, valuetag.（小區(qū)選擇）SIB2: 上行頻率,上行帶寬，公