TD-LTE原理及关键技术个人笔记(1)TD-LTE概述
TD-LTE概述
- TD-LTE概述
- 基础理解
- LTE需求
- 重点指标要求
- 系统部署和无线资源管理需求
- LTE核心技术
- 功能划分
- E-UTRAN控制面协议栈
- LTE频段
TD-LTE概述
基础理解
2G：TDMA； 话音连续性（不再局限于固定位置）
3G：CDMA； 数据速率 WCDMA、TD-SCDMA、CDMA 2000（3GPP2）
3.9G：OFDM； LTE TDD（峰值速率10M/110Mbps） LTE FDD（峰值速率50M/150Mbps）
4G：OFDM； LTE-Adv（峰值速率500M-1Gbps） 大带宽，高速率
标准演进路线：
Mobile WiMAX 802.16e（峰值速率75Mbps）
Mobile WiMAX 802.16m（峰值速率500M-1Gbps）
用户体验：
1、速率——香农公式：提高带宽（TD-SCDMA-1.6M 2G-200k LTE-20M） 提升信噪比（波束成形、信道编码）
2、时延
FDD 频分双工，上下行处于不同频段；
TDD 时分双工，上下行处于相同频段，帧结构具有差异性。
LTE Long Term Evolution，长期演进 LTE FDD TD-LTE（3G：TD-SCDMA）
以OFDMA为核心的技术，为降低用户面延迟，取消了无线网络控制器（RNC），采用扁平网络架构。核心网只有PS域，将CS域去除，在PS域上进行数据交互，CS域中：控制与承载相分离，应用于PS域中。Revolution
LTE需求
系统容量、无线资源管理、复杂度 系统性能越优越好，更广的覆盖、更大的容量、更低的成本；
重点指标要求
系统容量和性能需求
峰值数据率：20MHz系统带宽下，下行瞬间峰值速率100Mbps（频谱效率5bps/Hz），上行瞬间峰值速率50Mbps（频谱效率2.5bps/Hz）64QAM 帧结构——3:1、10:2:2
控制面延迟：
Idle态、连接态（RRC连接建立成功）
从驻留状态转换到激活状态的时延小于100ms
从睡眠状态转换到激活状态的时延小于50ms
用户面延迟：零负载（单用户、单数据流）、小IP分组条件下时延小于5ms
控制面容量：每个小区在5MHz带宽下最少支持200个用户
用户吞吐量：下行每MHz平均用户吞吐量为R6 HSDPA的3-4倍；上行每MHz平均用户吞吐量为R6 HSUPA的2-3倍
频谱效率：每赫兹情况下用户速率达到的数值，最能够体现网络优劣的条件，在真实负载的网络中，下行频谱效率为R6 HSDPA的3-4倍，上行频谱效率为R6 HSUPA的2-3倍
移动性：0-15km/h低速移动优化，15-120km/h高速移动下实现高性能，在120-350km/h（某些频段支持500km/h）下保持蜂窝网络的移动性。
覆盖：吞吐率、频谱效率、移动性指标在半径5km以下的小区应全面满足，在半径30km的小区中性能小幅下降，不应排除半径达到100km的小区（PRACH format3）。PRACH（物理随机接入）
增强MBMS：为降低终端复杂度，应和单播操作采用相同的调制编码和多址方法。
系统部署和无线资源管理需求
频谱灵活性：支持不同大小的频带尺寸，1.4-20MHz；支持成对和非成对频谱中的部署。
与3GPP无线接入技术的共存和互操作：不同系统的切换，中断时间小于300ms
系统架构和演进：单一基于分组的E-UTRAN系统架构，通过分组架构最大限度避免单点失败；通过分组架构支持端到端QoS（用户到对端服务器链路上所有节点均能保证提供同样的服务质量的承载通道）；优化回转（Backhaul）通信协议
无线资源管理：增强端到端QoS；有效支持高层传输；支持不同无线接入技术之间的负载均衡和政策管理；
复杂度：尽可能减少选项，避免多余的必选特性；降低多模UE复杂度。
LTE核心技术
四种核心技术
扁平网络：UE-终端，eNode B-基站，基站间组成无线接入网E-UTRAN，EPC-核心网（MME/SGW（SAE Gateway））。
去除RNC（中央控制节点），只保留一层RAN节点-eNode B，基站之上直接核心网，减少接口数量，减少设备投入，增强端到端QoS，时延降低。
UE与eNode B-Uu接口
eNode B与eNode B-X2接口
eNode B与EPC-S1接口
端到端的服务承载（默认承载，专用承载（Default无法满足需求））
UE业务类型：话音（电话）、交互类（游戏）、流类（电影）、背景类（电子邮件）
不同业务所需指标不同。
功能划分
E-UTRAN：
PHY：数据传输，处理过程：调制解调、交织等
MAX：媒体接入控制层：将数据映射到物理层，信道复用解复用
RLC：无线链路控制层，将数据更好地适配MAX层传输，分段和级联
PDCP：加密解密，完整性保护，安全性工作
RRC：无线资源控制，系统消息传递，寻呼消息传递，测量等
eNode B功能：小区间RRM、无线承载控制、连接移动性控制、无线许可控制、eNode B测量配置与提供、动态资源分配（调度集）
EPC：
MME：NAS安全性、Idle状态移动性管理（TAU更新）、EPS承载控制
S-GW：移动性锚定
P-GW（接APN（业务））：UE IP地址分配、包过滤
E-UTRAN控制面协议栈
物理层、传输网络层、无线网络层；控制面、用户面
UE与eNode B：RRC、PDCP、RLC、MAC、PHY
UE与eNode B：NAS
干扰抑制技术ICIC：同频组网过程中，确定干扰较高的资源，小区分配时避免；资源功率协调分布，避免高干扰
频分多址系统：频谱具有足够的保护间隔——浪费，正交特性，子载波相互不干扰，频谱利用率高；
MIMO技术：波束成形，天线主波瓣能量对准业务用户，有效提升信噪比，降低干扰，提升覆盖。
LTE频段
TDD：33-64频段 现网中，常用38、39、40
38：2570-2620 MHz
39：1880-1920 MHz
40：2300-2400 MHz
中心频点，绝对频点号
E-ARFCN=10(中心频点NDL-起始频点FDL_low)+偏移N-offs(38350))
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