第8章 第四代移动通信系统.pptVIP

第8章 第四代移动通信系统  8.1第四代移动通信网概况 8.2 TD-LTE 基本原理及关键技术 8.1第四代移动通信网概况 第四代移动通信系统可称为广带接入和分布式网络，其网络结构将是一个采用全IP的网络结构。4G网络采用许多关键技术来支撑，包括： 正交频率复用技术（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM）；多载波调制技术，自适应调制和编码（Adaptive Modulation and Coding，AMC）技术；MIMO和智能天线技术，基于IP的核心网，软件无线电技术以及网络优化和安全性等。 LTE（Long Term Evolution）是新一代宽带无线移动通信技术。与3G 采用的CDMA技术不同，LTE 以OFDM（正交频分多址）和MIMO（多输入多输出天线）技术为基础，频谱效率是3G 增强技术的2～3 倍。LTE包括FDD和TDD两种制式，即频分双工(Frequency Division Duplexing, FDD) 和时分双工(Time Division Duplexing, TDD) 两种方式，其中TD-LTE=LTE的TDD模式。LTE的增强技术（LTE-Advanced）是国际电联认可的第四代移动通信标准。正因为LTE技术的整体设计都非常适合承载移动互联网业务，因此运营商都非常关注LTE，幵已成为全球运营商网络演迚的主流技术。 LTE的频段 FDD-LTE 主流频段为1.8G/2.6G/及低频段700MHz、800MHz。TD-LTE 主流频段为2.6G/2.3GHz/1.9G。LTE频带和频点如下表8.1。LTE的FDD和TDD技术比较如下表8.2. 8.1.1 TD-LTE网络总体架构 LTE全网架构 网络结构扁平化, E-UTRAN只有一种网元—E-Node B，全IP，媒体面控制面分离，与传统网络互通。如下图8.2所示。 各网元功能如下。 E-Node B（Evolved NodeB）功能: 无线资源管理，IP头压缩和用户数据流加密，UE附着时的MME选择，用户面数据向S-GW的路由，寻呼消息和广播信息的调度和发送，移动性测量和测量报告的配置。 MME（Mobile Management Entity）功能: 分发寻呼信息给eNB，安全控制，空闲状态的移动性管理，SAE 承载控制，非接入层（NAS）信令的加密及完整性保护。 S-GW（Serving GateWay）功能: 终止由于寻呼原因产生的用户平面数据包，支持由于UE移动性产生的用户面切换。 PDN GW（Public Data Network GateWay）功能: 基于用户的包过滤，合法监听，IP地址分配，上下行传输层数据包标记，DHCPv4和DHCPv6（client、relay、server）。 8.2.1 LTE帧结构 LTE无线帧结构分为FDD LTE和TD-LTE两种类型。分别如下图8.3 、图8.4所示。 1 FDD LTE帧结构 每个10ms无线帧被分为10个子帧，每个子帧包含两个时隙，每时隙长0.5ms，Ts=1/(15000*2048) 是基本时间单元， 任何一个子帧即可以作为上行，也可以作为下行。 2 TD-LTE帧结构 TD-LTE帧结构特点：每个10ms无线帧包括2个长度为5ms的半帧，每个半帧由4个数据子帧和1个特殊子帧组成。特殊子帧包括3个特殊时隙：DwPTS，GP和UpPTS，总长度为1ms。和FDD LTE的帧长一样，FDD子帧长度也是1ms。 转换周期为5ms表示每5ms有一个特殊时隙。这类配置因为10ms有两个上下行转换点，所以HARQ的反馈较为及时。适用于对时延要求较高的场景。 8.2.2 逻辑、传输、物理信道 1逻辑信道 逻辑信道定义传送信息的类型，这些数据流是包括所有用户的数据。MAC向RLC以逻辑信道的形式提供服务。逻辑信道由其承载的信息类型所定义，分为CCH和TCH，前者用于传输LTE系统所必需的控制和配置信息，后者用于传输用户数据。LTE规定的逻辑信道类型如下： BCCH信道，广播控制信道，用于传输从网络到小区中所有移动终端的系统控制信息。移动终端需要读取在BCCH上发送的系统信息，如系统带宽等。 PCCH，寻呼控制信道，用于寻呼位于小区级别中的移动终端，终端的位置网络不知道，因此寻呼消息需要发到多个小区。 DCCH，专用控制信道，用于传输来去于网络和移动终端之间的控制信息。该信道用于移动终端单独的配置，诸如不同的切换消息 MCCH，多播控制信道，用于传输请求接收MTCH信息的控制信息。 DTCH，专用业务信道，用于传输来去于网络和移动终端之间的用户数据。这是用于传输所有上行