LTE系统原理(华为)

很好的LTE入门课程,详细的介绍了LTE原理、网络结构、协议栈、物理层介绍等。适合初学者

2013-6-28

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LTE原理

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了解LTE产生的背景及网络架构 掌握LTE物理层和物理层的基本过程 了解LTE空口关键技术

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Charter 1 LTE背景介绍Charter 2 LTE网络架构及协议栈介绍 Charter 3 LTE物理层结构介绍 Charter 4 LTE层2结构介绍

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Charter 1 LTE背景介绍1.1 LTE的概念 1.2 LTE设计目标 1.3 LTE的关键技术介绍

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什么是LTE,为什么需要LTE

什么是LTE?

长期演进LTE (Long Term Evolution) 是3GPP主导的无线通信技术的演进 LTE与SAE是3GPP当年的两大演进计划， LTE负责无线空口技术演进，SAE (System Architecture Evolution)负责整个 网络架构的演进

E-UTRAN: Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network,LTE的接入网 EPC: Evolved Package Core,LTE的核心 网 EPS: Evolved Packet System,演进的分 组系统 狭义来讲： LTE=E-UTRAN, SAE = EPC EPS = E-UTRAN + EPC(概念难严格区分，理解就好)

为什么需要LTE?

保持 3GPP与WIMAX/3GPP2的竞争优势

顺应宽带移动数据业务的发展需要

移动通信数据化，宽带化，IP化 高吞吐率 = 高频谱效率 + 大带宽 低时延 = 扁平化的网络架构

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LTE设计目标

带宽灵活配置：支持1.25MHz-20MHz带宽

实际支持1.4MHz, 3MHz, 5MHz, 10Mhz, 15Mhz, 20MHz 实际实现峰值速率比目标高

峰值速率(20MHz带宽):下行100Mbps,上行50Mbps

控制面时延小于100ms,用户面时延(单向)小于5ms 能为速度>350km/h的用户提供100kbps的接入服务

支持增强型MBMS(E-MBMS)取消CS域，CS域业务在PS域实现，如VOIP 支持与现有3GPP和非3GPP系统的互操作 系统结构简单化，低成本建网3GPP的目标是打造新一代无线通信系统，超越现有无线接入能力，全面支撑 高性能数据业务的，“确保在未来10年内领先”。

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LTE关键组网技术与物理层关键技术关键组网技术HetNet (异构网) Relay CA

描述标准化的PICO/FEMTO特性，提升系统容量的同时，更利于互联互通 无线中继技术，更灵活的网络覆盖方案 Carrier Aggregation,载波聚合技术使得系统可以支持更大的系统带宽，实现更好的用 户高速业务体验

关键物理层技术OFDMA & SC-FDMA MIMO & Beamforming HARQ AMC ICIC& Comp 更好地支持更大系统带宽 小区覆盖与容量增益的最重要来源 更鲁棒的链路性能

描述

Adaptive Modulation and Coding,充分利用信道质量，引入高阶调制，提升小区容量 Inter-Cell-Interference-Coo

rdination, 更好的同频干扰控制性能与覆盖提升

FSSPower control Semi-persistent TTI bundling

Frequency Selective Scheduling,更好提升覆盖/容量性能更鲁棒的链路性能 节省下行VOIP调度的信令开销，提高VOIP容量 上行覆盖增强 Huawei Confidential

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LTE关键技术Overview

MIMO

64QAM

LTEOFDMASystem Bandwidth Sub-carriers

SC-FDMASystem Bandwidth Single Carrier Sub-frame

Sub-frame

FrequencyFrequencyTime frequency resource for User 1Time frequency resource for User 1 Time frequency resource for User 2

Time frequency resource for User 2

Time

Time frequency resource for User 3

Time

Time frequency resource for User 3

0

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传统多载波R/N b/s QAM QAMfilter

d 0(t) d 1(t) d N-1(t) f0 RF f1 fN-1 D(t)

Transmitter

R/N b/s

filter

R/N b/s

QAM

filter

Bandlimited signalsf0

f1

f2

filter f0 filter f1

QAM f0 QAM f1

Receiver

RF

filter f N-1

QAM fN-1 Page 9

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OFDM基本概念OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing

传统多载波的缺陷

Requires filter bank

Spectrally inefficient

OFDM 通过子载波交叠的方式提升频谱效率 正交性通过以下方式实现：f n f o n f , f N Tu

f0 DfHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.

f1

f2

f3

f4

f

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OFDM符号的调制OFDM调制利用IFFT/FFT代替传统多载波的逐个载波调制解调QAM modulator

. . .QAM modulator

e j t0

s(t)

Tu

. . .QAM modulator

e j tn

1 1 66.7 s f 15KHz

Symbol rate = 1/ symbols/sec

Tus

e

j N 1t

n n 1 f , 2 (m+1)Tu

n [0, N 1]

mTu

time

a(mN + 0) a(mN + 1) a(mN + 2) mTutime

(m+1)Tu

frequency

. . .

IFFT

sm(0), sm(1), sm(2), …, sm(N-1) sm

a(mN + N-1)

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OFDM保护间隔

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