第十四讲LTE/LTE-A移 动通信系统
第十四讲 LTE/LTE LTE/LTE-A移 动通信系统
LTE基本概念 冬LTE是由3GPP制定的通用移动通信系统(UMTS)技术标准的长期演 进。LTE系统有两种制式：FDD-LTE和TDD-LTE,即频分双工LTE系 统和时分双工LTE系统，二者技术的主要区别在于空中接口的物理层 上（如，帧结构、时分设计、同步等）。 FDD-LTE系统空口上下行传输采用一对对称的频段接收和发送数据， 而TDD-LTE系统上下行则使用相同的频段在不同的时隙上传输，相对 于FDD双工方式，TDD有着较高的频谱利用率。 可变带宽 高速率 高效率 低时延 1.4、3.0、5、10 下行：100Mbps 下行：5bit/s/Hz 控制面：100ms 15、20MHz 上行：50Mbps 上行：2.5bit/s/Hz 用户面：10ms Mobile Communication Theory
LTE基本概念 LTE是由3GPP制定的通用移动通信系统（UMTS）技术标准的长期演 进。LTE系统有两种制式： 系统有两种制式：FDD-LTE和TDD-LTE，即频分双工LTE系 统和时分双工LTE系统，二者技术的主要区别在于空中接口的物理层 上（如，帧结构、时分设计、同步等）。 FDD-LTE系统空口上下行传输采用 对对称的频段接收和发送数据 系统空口上下行传输采用一对对称的频段接收和发送数据， 而TDD-LTE系统上下行则使用相同的频段在不同的时隙上传输，相对 于FDD双工方式，TDD有着较高的频谱利用率。 Mobile Communication Theory 2
LTE的目标 3 GPP LTE的主要性能指标描述如下： (I)通信速率有了提高，下行峰值速率为100Mbps、上行为50Mbps。 (2)提高了频谱效率，下行链路5(bit/s)/Hz,(3-4倍于R6版本的HSDPA)上行链 路2.5(bit/s)/Hz,是R6版本HSUPA的2-3倍。 (3)以分组域业务为主要目标，系统在整体架构上将基于分组交换。 (4)QoS保证，通过系统设计和严格的QoS机制，保证实时业务（如VoIP)的服务质 量。 (5)系统部署灵活，能够支持1.25MHz-20MHz间的多种系统带宽。保证了将来在 系统部署上的灵活性。 (6)降低无线网络时延：子帧长度0.5ms和0.675ms,解决了向下兼容的问题并降 低了网络时延，时延可达用户面<5ms,控制面<100ms (7增加了小区边界比特速率，在保持目前基站位置不变的情况下增加小区边界 比特速率。如MBMS(多媒体广播和组播业务)在小区边界可提供1bit/s/Hz的数 据速率。 (8)强调向下兼容，支持已有的3G系统和非3GPP规范系统的协同运作。 冬与3G相比，LTE更具技术优势，具体体现在：高数据速率、分组传送、延迟 降低、广域覆盖和向下兼容。 Mobile Communication Theory
LTE的目标 3GPP LTE的主要性能指标描述如下： (1) 通信速率有了提高 下行峰值速率为 通信速率有了提高，下行峰值速率为100Mbps 100Mbps、上行为50Mbps。 (2) 提高了频谱效率，下行链路5(bit/s)/Hz，(3--4倍于R6版本的HSDPA);上行链 路2.5(bit/s)/Hz，是R6版本HSUPA的2--3倍。 (3) 以分组域业务为主要目标 系统在整体架构上将基于分组交换 以分组域业务为主要目标，系统在整体架构上将基于分组交换。 (4) QoS保证，通过系统设计和严格的QoS机制，保证实时业务(如VoIP)的服务质 量。 (5) 系统部署灵活，能够支持1.25MHz-20MHz间的多种系统带宽。保证了将来在 系统部署上的灵活性。 ( ) 6 降低无线网络时延：子帧长度0.5ms和0.675ms，解决了向下兼容的问题并降 低了网络时延，时延可达用户面<5ms，控制面<100ms。 (7) 增加了小区边界比特速率，在保持目前基站位置不变的情况下增加小区边界 比特率如 速 。 MBMS(多媒体广播和 播 务 组 业 )在 界 提供 小区边界可提供1bit/s/Hz的数 据速率。 (8) 强调向下兼容，支持已有的3G系统和非3GPP规范系统的协同运作。 与3G相比 LTE更具技术优势 具体体现在：高数据速率 分组传送 延迟 3 与3G相比，LTE更具技术优势，具体体现在：高数据速率、分组传送、延迟 降低、广域覆盖和向下兼容。 Mobile Communication Theory
LTE的关键技术-OFDM FDM与OFDM 系统把整个可用信道频带B划分为W个带宽约为B/W的子信道。把W个串 行码元变换为N个并行的码元，分别调制这W个子信道载波进行同步传输， 这就是频分复用(FDM)。 ·般的FDM多载波信号的功率谱 正交频分复用(OFDM)技 术和FDM技术都是对多路信 号进行频分复用，但是基于 模拟调制的FDM技术为了保 Af OFDM多载波信号的功率谱 证信号之间的分离，两路信 号之间需要需要一定的频域 节省的带宽 间隔，不能有效的利用频谱 资源。而OFDM技术通过将 信道分成若干个正交的子载 图4.15FDM和OFDM带宽的比较 波，使相邻的子载波进行一 部分的重叠，从而更有效的 利用频谱资源。 Mobile Communication Theory
LTE的关键技术-OFDM FDM 与OFDM 系统把整个可用信道频带 系统把整个可用信道频带 Ｂ划分为 N个带宽约为 B /N的子信道 。 把 N个串 行码元变换为 N个并行的码元，分别调制这N个子信道载波进行同步传输， 这就是频分复用（FDM ） 。 正交频分复用（OFDM ） 技 术和FDM技术都是对多路信 号进行频分复用 但是基于 f ， 模拟调制的FDM技术为了保 证信号之间的分离，两路信 号之间需要需要一定的频域 间隔，不能有效的利用频谱 资源。而OFDM技术通过将 信道分成若干个正交的子载 波，使相邻的子载波进行一 部分的重叠，从而更有效的 Mobile Communication Theory 4 利用频谱资源
LTE的关键技术-OFDM OFDM的原理 ODM技术将数据流分成W路子数据流，其中每一路子数据流的符号 长度是原数据流符号长度的N倍；再将W路子数据流调制到不同的子载 波上，如果能够保证不同符号的子载波相互正交，就可以使多路符号 之间不存在干扰。 d(0) + cos@pt cos@nt d(0) 串行数据 必 D(t 信 d(1) d 串 d(n数据 d(n) 变 用 d(1) cos@t cos@t 译码器 好 ☒ d d(1)不cos0v-t lcosN- d(N-) OFDM系统的模拟实现 Mobile Communication Theory 5
LTE的关键技术-OFDM OFDM的原理 OFDM技术将数据流分成 N路子数据流，其中每 路子数据流的符号 其中每 一路子数据流的符号 长度是原数据流符号长度的 N倍；再将N路子数据流调制到不同的子载 波上，如果能够保证不同符号的子载波相互正交，就可以使多路符号 之间不存在干扰。 0 cos t 0 cos t dt dt d(0) dt d n( ) dt d n( ) 1 cos t 1 cos t d(1) 1 cos N t 1 cos N t d N( 1) Mobile Communication Theory 5