LTE關(guān)鍵技術(shù)分析

LTE關(guān)鍵技術(shù)Createdbygaochao高階調(diào)制技術(shù)HARQ技術(shù)快速M(fèi)AC調(diào)度技術(shù)頻域多址技術(shù)—OFDM/SC-FDMAMIMO技術(shù)鏈路自適應(yīng)技術(shù)—AMC目錄

LTE的調(diào)制方式TD-LTE制定了多種調(diào)制方案，其下行主要采用QPSK、16QAM和64QAM三種調(diào)制方式，上行主要采用位移BPSK、QPSK、16QAM和64QAM四種調(diào)制方式。HARQ混合自動(dòng)重傳請(qǐng)求HARQ的關(guān)鍵詞是存儲(chǔ)、請(qǐng)求重傳、合并解調(diào)。接收方在解碼失敗的情況下，保存接收到的數(shù)據(jù)，并要求發(fā)送方重傳數(shù)據(jù)，接收方將重傳的數(shù)據(jù)和先前接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行合并后再解碼。這里面就有一定的分集增益，減少了重傳次數(shù)，進(jìn)而減少了時(shí)延。而傳統(tǒng)的ARQ技術(shù)簡(jiǎn)單地拋棄錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)，不做存儲(chǔ)，也就不存在合并的過(guò)程，自然沒(méi)有分集增益，往往需要過(guò)多地重傳、過(guò)長(zhǎng)時(shí)間地等待。混合自動(dòng)重傳請(qǐng)求（HybridAutomaticRepeatreQuest，HARQ），是一種將前向糾錯(cuò)編碼（FEC）和自動(dòng)重傳請(qǐng)求（ARQ）相結(jié)合而形成的技術(shù)。HARQ混合自動(dòng)重傳H-ARQ不同類(lèi)型重傳機(jī)制：多進(jìn)程“停-等”MAC快速調(diào)度在LTE中，資源的分配是以資源塊RB給誰(shuí)用來(lái)決定的，那么就牽扯到一個(gè)誰(shuí)先用誰(shuí)后用，誰(shuí)用的多和誰(shuí)用的少的問(wèn)題，這就需要ENB中的MAC調(diào)度算法來(lái)決定。快速調(diào)度算法是在動(dòng)態(tài)復(fù)雜的無(wú)線(xiàn)環(huán)境下，確定應(yīng)該給哪些用戶(hù)、以多大速率發(fā)送數(shù)據(jù)，使多用戶(hù)更有效地使用無(wú)線(xiàn)資源，提高整個(gè)扇區(qū)的吞吐量。調(diào)度算法功能實(shí)現(xiàn)于基站。需要考慮兩個(gè)重要因素：吞吐量和公平性。調(diào)度基本原則：在短期內(nèi)，以信道條件為主；在長(zhǎng)期內(nèi)，應(yīng)兼顧到對(duì)所有用戶(hù)的吞吐量和公平性常用的動(dòng)態(tài)調(diào)度算法輪尋算法RoundRobin(RR)： “大鍋飯”最大載干比算法(MaxC/I)： “強(qiáng)者更強(qiáng)”正比公平算法ProportionalFair(PF)：“和諧社會(huì)”調(diào)度分類(lèi)持續(xù)調(diào)度半持續(xù)調(diào)度動(dòng)態(tài)調(diào)度常用的三種調(diào)度方法都是動(dòng)態(tài)調(diào)度的細(xì)分。調(diào)度根據(jù)時(shí)間分配上還分為持續(xù)調(diào)度和半持續(xù)調(diào)度。其中持續(xù)調(diào)度是電路域的思想，將資源一直給一個(gè)用戶(hù)，在LTE里是不用的。而半持續(xù)調(diào)度在LTE里是使用的，就是將一段很長(zhǎng)時(shí)間的RB都分給一個(gè)用戶(hù)，比較典型的業(yè)務(wù)就是VOIP，至少要保證通話(huà)這段時(shí)間我的RB分配。輪詢(xún)算法RR小區(qū)內(nèi)的用戶(hù)按照某種確定的順序，循環(huán)占用無(wú)線(xiàn)資源來(lái)進(jìn)行通信優(yōu)點(diǎn)：不僅可以保證用戶(hù)間的長(zhǎng)期公平性，還可以保證用戶(hù)的短期公平性，而且算法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單缺點(diǎn)：由于沒(méi)有考慮到不同用戶(hù)無(wú)線(xiàn)信道的具體情況，因此系統(tǒng)吞吐量很低RR算法具有公平性的上界和算法性能的下界UE2UE2UE1UE1UE2UE2UE1UE1UE1UE2對(duì)所有待服務(wù)移動(dòng)臺(tái)依據(jù)其接收信號(hào)C/I預(yù)測(cè)值進(jìn)行排序，并按照從大到小的順序進(jìn)行發(fā)送優(yōu)點(diǎn)：整體小區(qū)吞吐量最大，效率最高，特別適用于服務(wù)用戶(hù)集中在NodeB附近的場(chǎng)景缺點(diǎn)：處于小區(qū)邊緣的用戶(hù)的由于C/I較低，將得不到服務(wù)機(jī)會(huì)，甚至出現(xiàn)所謂“餓死現(xiàn)象”最大C/I算法所得到的系統(tǒng)吞吐量可以作為其它調(diào)度算法的上界UE2UE1UE1UE1UE1UE1UE1UE1UE1UE2最大C/I算法UE1UE2吞吐量公平性根據(jù)用戶(hù)的信道條件和其平均吞吐量進(jìn)行優(yōu)先權(quán)設(shè)置，兼顧系統(tǒng)“效率”與用戶(hù)“公平”從統(tǒng)計(jì)意義上來(lái)看，每個(gè)用戶(hù)分配的資源是相同的，而系統(tǒng)容量高于RR，接近MaxC/I，適合于大部分應(yīng)用場(chǎng)景正比公平法PF比例公平算法的初衷是既要考慮到用戶(hù)所處的C/I，保證一些優(yōu)質(zhì)用戶(hù)的網(wǎng)速，同時(shí)又要兼顧分配的公平，保證人人都有RB分U代表這個(gè)用戶(hù)的權(quán)重，T代表這個(gè)用戶(hù)的吞吐量，β是我自己添加的，代表了用戶(hù)的Qos等級(jí)。也就是說(shuō)這個(gè)用戶(hù)的權(quán)重和C/I成正比，和一定時(shí)期內(nèi)的歷史吞吐量成反比正比公平法PFOFDM正交頻分復(fù)用：它把系統(tǒng)帶寬分成多個(gè)的相互正交的子載波，在多個(gè)子載波上并行數(shù)據(jù)傳輸。OFDMOFDM技術(shù)帶來(lái)挑戰(zhàn)1、較高的峰均比(PAPR)，對(duì)RF功率放大器要求高2、受頻率偏差的影響:子載波間干擾(ICI）3、受時(shí)間偏差的影響:ISI(符號(hào)間干擾）

從理論上思考，精確正交無(wú)干擾，但由于電子工藝、復(fù)雜無(wú)線(xiàn)環(huán)境還是不可避免地有各種類(lèi)型干擾。LTE多址方式-下行LTE多址方式-上行MIMO廣義定義：MIMO=Multiple-InputMultiple-Output=多進(jìn)多出，即俗稱(chēng)的“多天線(xiàn)技術(shù)”:多個(gè)輸入和多個(gè)輸出既可以來(lái)自于多個(gè)數(shù)據(jù)流，也可以來(lái)自于一個(gè)數(shù)據(jù)流的多個(gè)版本。按照這個(gè)定義，各種多天線(xiàn)技術(shù)都可以算作MIMO技術(shù)狹義定義：多流MIMO——提高峰值速率：多流MIMO,多個(gè)信號(hào)流在空中并行傳輸.按照這個(gè)定義，只有空間復(fù)用和空分多址可以算作MIMO特例：SIMO（單進(jìn)多出）和MISO（多進(jìn)單出）空間分集（發(fā)射分集、傳輸分集）：利用較大間距的天線(xiàn)陣元之間或賦形波束之間的不相關(guān)性，發(fā)射或接收一個(gè)數(shù)據(jù)流，避免單個(gè)信道衰落對(duì)整個(gè)鏈路的影響。空間復(fù)用：利用較大間距的天線(xiàn)陣元之間或賦形波束之間的不相關(guān)性，向一個(gè)終端/基站并行發(fā)射多個(gè)數(shù)據(jù)流，以提高鏈路容量（峰值速率）。波束賦形：利用較小間距的天線(xiàn)陣元之間的相關(guān)性，通過(guò)陣元發(fā)射的波之間形成干涉，集中能量于某個(gè)（或某些）特定方向上，形成波束，從而實(shí)現(xiàn)更大的覆蓋和干擾抑制效果。單流波束賦形波束賦形多址多流波束賦形MIMO的效果分類(lèi)鏈路自適應(yīng)AMC原理LTE支持BPSK、QPSK、16QAM和64QAM4種調(diào)制方式和卷積、turbo等編碼方式，自適應(yīng)編碼就是可以根據(jù)無(wú)線(xiàn)環(huán)境和數(shù)據(jù)本身的要求來(lái)自動(dòng)選擇調(diào)制和編碼方式。4G摒棄了之前通過(guò)功率控制方式來(lái)改善無(wú)線(xiàn)信道的做法，而采用了速率控制，也就是說(shuō)既然功率無(wú)法改變，那么無(wú)線(xiàn)信道衰落了我怎么補(bǔ)償呢？就是通過(guò)不同的調(diào)制和解碼方式來(lái)適應(yīng)信道環(huán)境。改主動(dòng)改變信道環(huán)境為去適應(yīng)信道環(huán)境。鏈路自適應(yīng)AMC原理信道質(zhì)量的信息反饋，即ChannelQualityIndicator

（CQI）UE測(cè)量信道質(zhì)量，并報(bào)告（每1ms或者是更長(zhǎng)的周期）給eNodeBeNodeB基于CQI來(lái)選擇調(diào)制方式，數(shù)據(jù)塊的大小和數(shù)據(jù)速率AMC原理UE會(huì)周期性的測(cè)量無(wú)線(xiàn)信道，并上報(bào)CQI（信道質(zhì)量的信息反饋），PCI和RANK（步驟1）,其中CQI就是UE對(duì)無(wú)線(xiàn)環(huán)境的一個(gè)判斷，ENB會(huì)根據(jù)上報(bào)的CQI選擇相應(yīng)的調(diào)制和編碼方式，同時(shí)兼顧緩存中的數(shù)據(jù)量（步驟2和3），最后決定調(diào)制方式，HARQ，資源塊大小等發(fā)射給終端（步驟4和5）。CQICQI的選取準(zhǔn)則是UE接收到的傳輸塊的誤碼率不超過(guò)10％。因此，UE上報(bào)的CQI不僅與下行參考信號(hào)的SINR有關(guān)，還與UE接收機(jī)的靈敏度有關(guān)頻譜效率sinr信號(hào)與干擾加噪聲比（SignaltoInterferenceplusNoiseRatio）是指接收到的有用信號(hào)的強(qiáng)度與接收到的干擾信號(hào)（噪聲和干擾）的強(qiáng)度的比值；可以簡(jiǎn)單的理解為“信噪比”。SINR=Signal/(Interference+Noise);S：測(cè)量到的有用信號(hào)的功率，主要關(guān)注的信號(hào)和信道包括：RS、PDSCH；I：測(cè)量到的信號(hào)或信道干擾信號(hào)的功率，包括本系統(tǒng)其他小區(qū)的干擾，以及異系統(tǒng)的干擾：N：低噪，與具體測(cè)量帶寬和接收機(jī)噪聲系數(shù)有關(guān)。SINR與調(diào)制方式和速率的對(duì)應(yīng)關(guān)系協(xié)議沒(méi)有規(guī)定SINR與CQI之間的關(guān)系，由芯片廠(chǎng)家自有算法決定。仿真結(jié)果MCS:調(diào)制與編碼策略L(fǎng)TE中速率的配置通過(guò)MCS（ModulationandCodingScheme，調(diào)制與編碼策略）索引值實(shí)現(xiàn).也就是說(shuō)，實(shí)際上，是通過(guò)MCS來(lái)選擇調(diào)制方式CQI通過(guò)芯片廠(chǎng)家自定義的映射關(guān)系獲得MCS。BLER大于10%，MCS需要降低保障傳輸可靠性CQI對(duì)MCS仿真結(jié)果TBS-TransportBlockSet傳輸塊大小表示1個(gè)子幀的傳輸速率。。。。。。。。Howmuchbitsaretransferred

inthis1mstransportblocksize?

TBSOne-layertotwo-layerTBStranslationtableTBS_L1TBS_L2TBS_L1TBS_L2TBS_L1TBS_L2TBS_L1TBS_L2154431123752748010296206162833657336160832403880773610680213842929659256167233684008799211064221523057661664173634964136824811448229203170463776180036244264850411832236883285666592186437524392876012216244963400868808192838804584914412576254563516071112199240084776952812960254563669673712202440084968991213536273763788876208208841365160102961411228336392327870421524264535210680146882929640576811762216439255441106415264305764236884760228045845736114481584031704438168793623444776599211832164163285645352908162408477662001257616992340084688893800247249686456129601756835160489369789625365160671213536183363669651024101840260051606968141121908037888527521055282664535272241468819848392325505611013627285544748014688206164057657336115040279255447736152642138442368592561198162856573679921584022152438166166412446429845992824816416229204535263776128496311262008504169922368846888665921332083240645687601756824496489366880