《移動通信技術》本科教學PPT課件

《移動通信技術》本科教學PPT課件,移動通信技術,移動,通信,技術,本科,教學,PPT,課件 第第7 7章章 LTE LTE移動通信系統(tǒng)移動通信系統(tǒng)概述概述7.1LTELTE的系統(tǒng)結構的系統(tǒng)結構7.2本章主要內容如下。本章主要內容如下。LTE和和LTE-A的主要特點的主要特點LTE網絡結構網絡結構E-UTRAN的結構，主要網元和接口的的結構，主要網元和接口的功能功能核心網（核心網（EPC）結構，主要網元和接）結構，主要網元和接口的功能口的功能LTE空中接口的協(xié)議結構及各層功能空中接口的協(xié)議結構及各層功能物理信道、傳輸信道、邏輯信道的分物理信道、傳輸信道、邏輯信道的分類及相互間的映射關系類及相互間的映射關系LTE關鍵技術關鍵技術7.1 7.1 概述概述1LTE概念概念按照按照3GPP組織的工作流程，組織的工作流程，3GLTE標準標準化項目基本上可以分為兩個階段：化項目基本上可以分為兩個階段：2004年年12月月到到2006年年9月為研究項目（月為研究項目（StudyItem，SI）階段，）階段，進行技術可行性研究，并提交各種可行性進行技術可行性研究，并提交各種可行性研究報告；研究報告；2006年年9月到月到2007年年9月為工作項目月為工作項目（WorkItem，WI）階段，進行系統(tǒng)技術標準）階段，進行系統(tǒng)技術標準的具體制定和編寫，完成核心技術的規(guī)范工作，的具體制定和編寫，完成核心技術的規(guī)范工作，并提交具體的技術規(guī)范。在并提交具體的技術規(guī)范。在2009年到年到2010年推年推出成熟的商用產品。出成熟的商用產品。2LTE的主要目標的主要目標（1）LTE需求需求這些目標需求主要包括如下幾點。這些目標需求主要包括如下幾點。系統(tǒng)容量。系統(tǒng)容量。數據傳輸時延。數據傳輸時延。終端狀態(tài)間轉換時間。終端狀態(tài)間轉換時間。移動性。移動性。覆蓋范圍。覆蓋范圍。增強的多媒體廣播和多播業(yè)務（增強的多媒體廣播和多播業(yè)務（MBMS）業(yè)務。業(yè)務。（2）LTE主要性能指標主要性能指標3GPPLTE的主要性能指標描述如下。的主要性能指標描述如下。支持支持1.2520MHz帶寬，提供上行帶寬，提供上行50Mbit/s、下行、下行100Mbit/s的峰值數據速率。的峰值數據速率。提高小區(qū)邊緣的比特率，改善小區(qū)邊提高小區(qū)邊緣的比特率，改善小區(qū)邊緣用戶的性能。緣用戶的性能。頻譜效率達到頻譜效率達到3GPPR6的的24倍。倍。降低系統(tǒng)延遲，用戶面延遲（單向）降低系統(tǒng)延遲，用戶面延遲（單向）小于小于5ms，控制面延遲小于，控制面延遲小于100ms。支持與現(xiàn)有支持與現(xiàn)有3GPP和非和非3GPP系統(tǒng)的互操作。系統(tǒng)的互操作。支持增強型的廣播組播（支持增強型的廣播組播（MBMS）業(yè)務。）業(yè)務。實現(xiàn)合理的終端復雜度、成本和耗電。實現(xiàn)合理的終端復雜度、成本和耗電。支持增強的支持增強的IP多媒體子系統(tǒng)（多媒體子系統(tǒng)（IPMultimediaSubsystem，IMS）和核心網。）和核心網。取消取消CS（電路（電路交換交換）域，）域，CS域業(yè)務在域業(yè)務在PS（分（分組組交換交換）域實現(xiàn)，如采用）域實現(xiàn)，如采用VoIP。以盡可能相似的技術同時支持成對和以盡可能相似的技術同時支持成對和非成對頻段。非成對頻段。支持運營商間的簡單鄰頻共存和鄰區(qū)支持運營商間的簡單鄰頻共存和鄰區(qū)域共存。域共存。3LTE的基本特點的基本特點（1）只支持分組交換的結構）只支持分組交換的結構（2）完全共享的無線信道）完全共享的無線信道4LTE-AdvancedLTE移動通信系統(tǒng)相對于移動通信系統(tǒng)相對于3G標準在各個方標準在各個方面都有了不少提升，具有相當明顯的面都有了不少提升，具有相當明顯的4G技術特技術特征，但并不能完全滿足征，但并不能完全滿足IMT-Advanced提出的全提出的全部技術要求，因此部技術要求，因此LTE不屬于不屬于4G標準。標準。為了實現(xiàn)為了實現(xiàn)IMT-Advanced的技術要求，的技術要求，在完成了在完成了LTE（R8）版本后，）版本后，3GPP標準化標準化組織在組織在LTE規(guī)范的第二個版本（規(guī)范的第二個版本（R9）中引入）中引入了附加功能，支持多播傳輸、網絡輔助定位了附加功能，支持多播傳輸、網絡輔助定位業(yè)務及在下行鏈路上波束賦形的增強。業(yè)務及在下行鏈路上波束賦形的增強。2010年底完成的年底完成的LTE（R10）版本的主要）版本的主要目標之一是確保目標之一是確保LTE無線接入技術能夠完全無線接入技術能夠完全滿足滿足IMT-Advanced的技術要求，因此增強型的技術要求，因此增強型長期演進（長期演進（LTE-Advanced，LTE-A）這個名）這個名稱常用于稱常用于LTE的第的第10版（版（R10）。）。7.2 LTE7.2 LTE的系統(tǒng)結構的系統(tǒng)結構7.2.1LTE/SAE的網絡結構的網絡結構LTE/SAE的整個網絡結構圖如圖的整個網絡結構圖如圖7-1所示所示。圖圖7-1LTE/SAE的網絡結構圖的網絡結構圖7.2.2E-UTRAN的結構及接口的結構及接口1E-UTRAN結構與結構與UTRAN結構的比較結構的比較2E-UTRAN主要網元的功能及接口主要網元的功能及接口（1）eNodeB實現(xiàn)的功能實現(xiàn)的功能無線資源管理（無線資源管理（RadioResourceManagement，RRM）方面包括無線承載控制（）方面包括無線承載控制（RadioBearerControl）、無線接納控制（）、無線接納控制（RadioAdmissionControl）、連接移動性控制（）、連接移動性控制（ConnectionMobilityControl）和）和UE的上行的上行/下行動態(tài)資源分配；下行動態(tài)資源分配；用戶數據流的用戶數據流的IP頭壓縮和加密；頭壓縮和加密；當終端附著時選擇當終端附著時選擇MME，無路由信息利，無路由信息利用時，可以根據用時，可以根據UE提供的信息來間接確定到提供的信息來間接確定到達達MME的路徑；的路徑；路由用戶平面數據到路由用戶平面數據到S-GW；調度和傳輸尋呼消息（來自調度和傳輸尋呼消息（來自MME）；）；調度和傳輸廣播信息（來自調度和傳輸廣播信息（來自MME或者或者OM）；）；用于移動和調度的測量和測量報告的配用于移動和調度的測量和測量報告的配置。置。（2）E-UTRAN主要的開放接口主要的開放接口X2接口：實現(xiàn)接口：實現(xiàn)eNodeB之間的互連。之間的互連。X2接口的主要目的是為了減少由于終端接口的主要目的是為了減少由于終端的移動引起的數據丟失，即當終端從一的移動引起的數據丟失，即當終端從一個個eNodeB移動到另一個移動到另一個eNodeB時，存時，存儲在原來儲在原來eNodeB中的數據可以通過中的數據可以通過X2接接口被轉發(fā)到正在為終端服務的口被轉發(fā)到正在為終端服務的eNodeB上。上。Sl接口：連接接口：連接E-UTRAN與與CN。開放的。開放的S1接口，使得接口，使得E-UTRAN的運營商有可能采用的運營商有可能采用不同的廠商設備來構建不同的廠商設備來構建E-UTRAN與與CN。LTE-Uu接口：接口：Uu是是UE接入到系統(tǒng)固定接入到系統(tǒng)固定部分的接口，是終端用戶能夠移動的重要接部分的接口，是終端用戶能夠移動的重要接口?？凇?E-UTRAN通用協(xié)議模型通用協(xié)議模型E-UTRAN接口的通用協(xié)議模型如圖接口的通用協(xié)議模型如圖7-3所示所示。圖圖7-3E-UTRAN通用協(xié)議模型通用協(xié)議模型7.2.3核心網（核心網（EPC）結構及接口）結構及接口1SAE架構的演進架構的演進演進的演進的SAE架構示意圖如圖架構示意圖如圖7-8所示。所示。圖圖7-8演進的演進的SAE架構架構2EPC主要網元的功能主要網元的功能（1）移動管理實體（）移動管理實體（MME）MME主要負責與用戶平面相關的用主要負責與用戶平面相關的用戶和會話管理，具有三個功能：戶和會話管理，具有三個功能：安全管理功能，包括用戶驗證、初始安全管理功能，包括用戶驗證、初始化、協(xié)商用戶使用的加密算法等；化、協(xié)商用戶使用的加密算法等；會話管理功能，包括協(xié)商相關的鏈路會話管理功能，包括協(xié)商相關的鏈路參數和建立數據通信鏈路的所有信令流參數和建立數據通信鏈路的所有信令流程；程；空閑狀態(tài)的終端管理功能，主要是為空閑狀態(tài)的終端管理功能，主要是為了使得移動終端能夠加入網絡中，并對了使得移動終端能夠加入網絡中，并對這些終端進行管理。這些終端進行管理。（2）服務網關（）服務網關（S-GW）S-GW具體實現(xiàn)的主要功能如下：具體實現(xiàn)的主要功能如下：3GPP間的移動性管理，建立移動安全間的移動性管理，建立移動安全機制；機制；在在E-UTRAN的的IDLE模式下，下行分模式下，下行分組緩沖和網絡初始化；組緩沖和網絡初始化；授權偵聽；授權偵聽；分組路由和前向轉移；分組路由和前向轉移；在在UE和和PDN間、運營商之間交換用戶間、運營商之間交換用戶和和QoS類別標識的有關計費信息。類別標識的有關計費信息。（3）分組交換網關（）分組交換網關（P-GW）與服務網關類似，與服務網關類似，P-GW主要是充當主要是充當與外部數據網絡交互數據的錨點。與外部數據網絡交互數據的錨點。P-GW具體實現(xiàn)的主要功能如下：具體實現(xiàn)的主要功能如下：用戶的分組過濾；用戶的分組過濾；授權偵聽；授權偵聽；UE的的IP地址分配；地址分配；上下行服務管理和計費；上下行服務管理和計費；基于總最大位速率（基于總最大位速率（AggregateMaximumBitRate，AMBR）的下行速率控制。）的下行速率控制。（4）策略和計費規(guī)則實體（）策略和計費規(guī)則實體（PCRF）策略控制的主要功能是決定如何使策略控制的主要功能是決定如何使用可用的資源，計費規(guī)則實體主要負責用可用的資源，計費規(guī)則實體主要負責用戶的計費信息管理。用戶的計費信息管理。（5）歸屬用戶服務器（）歸屬用戶服務器（HSS）歸屬用戶服務器（歸屬用戶服務器（HomeSubscriberServer，HSS）是）是3G和和LTE中的核心節(jié)點，中的核心節(jié)點，主要存儲用戶的注冊信息，由歸屬位置寄主要存儲用戶的注冊信息，由歸屬位置寄存器（存器（HLR）和鑒權中心（）和鑒權中心（AUC）組成。）組成。HLR中主要存儲所管轄用戶的簽約中主要存儲所管轄用戶的簽約數據及移動用戶的位置信息，可為至某數據及移動用戶的位置信息，可為至某終端的呼叫提供路由信息。終端的呼叫提供路由信息。AUC存儲用以保護移動用戶通信不存儲用以保護移動用戶通信不受侵犯的必要信息。受侵犯的必要信息。7.3 LTE7.3 LTE的空中接口的空中接口7.3.1空中接口協(xié)議空中接口協(xié)議與與R99/R4協(xié)議層的分層結構基本一致，協(xié)議層的分層結構基本一致，空口接口的協(xié)議結構分為兩面三層，垂直方空口接口的協(xié)議結構分為兩面三層，垂直方向分為控制平面和用戶平面，控制平面用來向分為控制平面和用戶平面，控制平面用來傳送信令信息，用戶平面用來傳送語音和數傳送信令信息，用戶平面用來傳送語音和數據；水平方向分為三層：據；水平方向分為三層：第一層（第一層（L1）：物理層；）：物理層；第二層（第二層（L2）：數據鏈路層；）：數據鏈路層；第三層（第三層（L3）：網絡層。）：網絡層。其中第二層又分為幾個子層：媒體接入其中第二層又分為幾個子層：媒體接入控制（控制（MAC）子層、無線鏈路控制（）子層、無線鏈路控制（RLC）子層、分組數據匯聚協(xié)議（子層、分組數據匯聚協(xié)議（PDCP）子層和廣）子層和廣播播/多播控制（多播控制（BMC）子層。）子層。7.3.2物理層物理層1物理層的功能物理層的功能物理層向高層提供數據傳輸服務，可物理層向高層提供數據傳輸服務，可以通過以通過MAC子層并使用傳輸信道來接入這子層并使用傳輸信道來接入這些服務。些服務。物理層提供功能如下：物理層提供功能如下：（1）傳輸信道的錯誤檢測并向高層提供指示；）傳輸信道的錯誤檢測并向高層提供指示；（2）傳輸信道的前向糾錯（）傳輸信道的前向糾錯（FEC）編解碼；）編解碼；（3）混合自動重傳請求（）混合自動重傳請求（HARQ）及軟合并實）及軟合并實現(xiàn)；現(xiàn)；（4）傳輸信道與物理信道之間的速率匹配）傳輸信道與物理信道之間的速率匹配和映射；和映射；（5）物理信道的功率控制；）物理信道的功率控制；（6）物理信道的調制）物理信道的調制/解調；解調；（7）頻率和時間同步；）頻率和時間同步；（8）無線特性測量并向高層提供指示；）無線特性測量并向高層提供指示；（9）多入多出（）多入多出（MIMO）天線處理；）天線處理；（10）傳輸分集；）傳輸分集；（11）波束賦形；）波束賦形；（12）射頻處理等。）射頻處理等。2傳輸信道傳輸信道（1）下行傳輸信道）下行傳輸信道廣播信道廣播信道下行共享信道下行共享信道尋呼信道尋呼信道多播信道多播信道（2）上行傳輸信道）上行傳輸信道上行共享信道上行共享信道隨機接入信道隨機接入信道3物理信道物理信道（1）幀結構）幀結構LTE公布了兩種類型的無線幀結構：公布了兩種類型的無線幀結構：類型類型1，也稱做通用（，也稱做通用（Generic）幀結構，）幀結構，應用在應用在FDD模式和模式和TDD模式下；類型模式下；類型2，也稱做可選（也稱做可選（Alternative）幀結構，僅應）幀結構，僅應用在用在TDD模式下。模式下。類型類型1幀結構。類型幀結構。類型1幀結構如圖幀結構如圖7-13所示。所示。類型類型2幀結構。類型幀結構。類型2幀結構如圖幀結構如圖7-14所示。所示。圖圖7-13類型類型1幀結構幀結構圖圖7-14類型類型2的結構的結構（2）物理信道的分類）物理信道的分類下行物理信道。下行物理信道。l物理廣播信道物理廣播信道l物理控制格式指示信道物理控制格式指示信道l物理下行控制信道物理下行控制信道l物理下行共享信道物理下行共享信道l物理多播信道物理多播信道上行物理信道。上行物理信道。l物理上行控制信道物理上行控制信道l物理上行共享信道物理上行共享信道l物理混合自動請求重傳指示信道物理混合自動請求重傳指示信道l物理隨機接入信道物理隨機接入信道4傳輸信道與物理信道映射傳輸信道與物理信道映射傳輸信道與物理信道的映射關系如傳輸信道與物理信道的映射關系如圖圖7-15和圖和圖7-16所示。所示。圖圖7-15下行傳輸信道與物理信道映射圖下行傳輸信道與物理信道映射圖圖圖7-16上行傳輸信道與物理信道映射圖上行傳輸信道與物理信道映射圖7.3.3數據鏈路層數據鏈路層數據鏈路層（層數據鏈路層（層2）主要由）主要由MAC、RLC以及以及PDCP等子層組成。等子層組成。層層2標準的制定沒有考慮標準的制定沒有考慮FDD和和TDD的差異。的差異。LTE的協(xié)議結構進行了簡化，的協(xié)議結構進行了簡化，RLC和和MAC層都位于層都位于eNodeB。1數據鏈路層（層數據鏈路層（層2）結構）結構2MAC層層（1）MAC的功能的功能MAC層向高層提供數據傳輸和無線層向高層提供數據傳輸和無線資源配置服務，可以通過資源配置服務，可以通過RLC子層并使子層并使用邏輯信道來接入這些服務，用邏輯信道來接入這些服務，MAC層提層提供功能如下。供功能如下。邏輯信道與傳輸信道之間的映射。邏輯信道與傳輸信道之間的映射。RLC協(xié)議數據單元（協(xié)議數據單元（ProtocolDataUnit，PDU）的復用與解復用，通過傳輸信道復用）的復用與解復用，通過傳輸信道復用至物理層；對來自物理層的傳輸塊解復用，至物理層；對來自物理層的傳輸塊解復用，通過邏輯信道至通過邏輯信道至RLC層。層。業(yè)務量測量與上報。業(yè)務量測量與上報。通過通過HARQ對數據傳送進行錯誤糾正。對數據傳送進行錯誤糾正。同一個同一個UE不同邏輯信道之間的優(yōu)先級管不同邏輯信道之間的優(yōu)先級管理。理。通過動態(tài)調度進行的通過動態(tài)調度進行的UE之間的優(yōu)先級之間的優(yōu)先級管理。管理。傳輸格式選擇。傳輸格式選擇。邏輯信道優(yōu)先級管理。邏輯信道優(yōu)先級管理。（2）邏輯信道）邏輯信道控制信道?？刂菩诺?。業(yè)務信道。業(yè)務信道。（3）邏輯信道與傳輸信道的映射）邏輯信道與傳輸信道的映射3RLC層主要功能層主要功能（1）對上層）對上層PDU的數據傳輸支持確認模的數據傳輸支持確認模式（式（AM）、非確認模式（）、非確認模式（UM）和透明）和透明模式（模式（TM）。）。（2）通過）通過ARQ機制進行錯誤修正。機制進行錯誤修正。（3）根據傳輸塊（）根據傳輸塊（TB）大小對本層數據進行）大小對本層數據進行動態(tài)分段和重組。動態(tài)分段和重組。（4）實現(xiàn)同一無線承載的多個業(yè)務數據單元）實現(xiàn)同一無線承載的多個業(yè)務數據單元（ServiceDataUnit，SDU）的串接（）的串接（FFS）。）。（5）順序傳送上層的）順序傳送上層的PDU（切換時除外）。（切換時除外）。（6）數據的重復檢測和底層協(xié)議錯誤的）數據的重復檢測和底層協(xié)議錯誤的檢測與恢復。檢測與恢復。（7）eNodeB和和UE間的流量控制等。間的流量控制等。4PDCP層主要功能層主要功能（1）協(xié)議頭壓縮與解壓縮，只支持）協(xié)議頭壓縮與解壓縮，只支持ROHC壓縮算法。壓縮算法。（2）NAS層與層與RLC層間用戶面數據傳輸。層間用戶面數據傳輸。（3）用戶面數據和控制面數據加密。）用戶面數據和控制面數據加密。（4）控制面）控制面NAS信令信息的完整性保護。信令信息的完整性保護。7.3.4RRC層層1RRC層提供的服務與功能層提供的服務與功能（1）廣播）廣播NAS層和接入層（層和接入層（AS層）的系層）的系統(tǒng)消息。統(tǒng)消息。（2）尋呼。）尋呼。（3）RRC連接建立、保持和釋放。連接建立、保持和釋放。（4）安全功能，包括）安全功能，包括RRC消息的加密和完消息的加密和完整性保護。整性保護。（5）點對點無線承載（）點對點無線承載（RB）的建立、修）的建立、修改和釋放。改和釋放。（6）移動管理功能，包括）移動管理功能，包括UE測量報告、測量報告、為了小區(qū)間和網絡間移動進行的報告控為了小區(qū)間和網絡間移動進行的報告控制、小區(qū)間切換、制、小區(qū)間切換、UE小區(qū)選擇和重選及小區(qū)選擇和重選及控制、控制、eNodeB間上下文的傳輸。間上下文的傳輸。（7）QoS管理。管理。（8）廣播）廣播/組播業(yè)務的通知和控制。組播業(yè)務的通知和控制。（9）用戶和網絡側）用戶和網絡側NAS消息的傳輸。消息的傳輸。2RRC協(xié)議狀態(tài)以及狀態(tài)遷移協(xié)議狀態(tài)以及狀態(tài)遷移7.4 LTE7.4 LTE關鍵技術關鍵技術7.4.1OFDM技術技術正交頻分復用技術（正交頻分復用技術（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，OFDM）是一種特殊的）是一種特殊的多載波調制（多載波調制（Multi-CarrierModulation，MCM）技術，能夠有效地減少多徑效應對信號的影響。技術，能夠有效地減少多徑效應對信號的影響。1OFDM信號的生成信號的生成在介紹在介紹OFDM信號的生成前，我們信號的生成前，我們先介紹多載波傳輸技術。先介紹多載波傳輸技術。（1）多載波傳輸）多載波傳輸多載波傳輸，就是將寬帶信號分成多載波傳輸，就是將寬帶信號分成一些帶寬較窄的信號并行傳輸，多載波一些帶寬較窄的信號并行傳輸，多載波傳輸方案示意圖如圖傳輸方案示意圖如圖7-22所示。所示。圖圖7-22多載波傳輸多載波傳輸（2）OFDM子載波與多載波傳輸的主要區(qū)別子載波與多載波傳輸的主要區(qū)別子載波的數量非常多，子載波的帶寬子載波的數量非常多，子載波的帶寬較窄較窄。如圖如圖7-23所示，所示，OFDM的子載波間有的子載波間有一些重疊（但是它們之間是正交的），一些重疊（但是它們之間是正交的），這就意味著這就意味著OFDM的頻譜效率要高于多的頻譜效率要高于多載波傳輸技術。載波傳輸技術。圖圖7-23OFDM子載波間隔示意圖子載波間隔示意圖由于由于OFDM中子載波的數量非常多，中子載波的數量非常多，每個子載波的帶寬很小，那么就能很好每個子載波的帶寬很小，那么就能很好地對抗頻率選擇性衰落，并且均衡的復地對抗頻率選擇性衰落，并且均衡的復雜度較低，在子載波帶寬較窄時甚至可雜度較低，在子載波帶寬較窄時甚至可以不用均衡。以不用均衡。（3）OFDM調制原理調制原理OFDM調制的基本原理如圖調制的基本原理如圖7-24所示所示。OFDM原理示意如圖原理示意如圖7-26所示。所示。圖圖7-24OFDM調制的基本原理調制的基本原理圖圖7-26OFDM原理示意圖原理示意圖2保護時間和循環(huán)前綴保護時間和循環(huán)前綴圖圖7-27受多徑效應影響的收端信號受多徑效應影響的收端信號圖圖7-28子載波間干擾子載波間干擾7.4.2MIMO技術技術圖圖7-31是是MIMO系統(tǒng)示意圖，系統(tǒng)示意圖，MIMO系統(tǒng)系統(tǒng)將一個單數據符號流通過一定的映射方式（圖將一個單數據符號流通過一定的映射方式（圖中的中的完成數據處理功能，比如調制、編碼等）完成數據處理功能，比如調制、編碼等）生成多個數據符號流，相應的接收端通過反變生成多個數據符號流，相應的接收端通過反變換（圖中的換（圖中的完成數據處理功能，解調、譯完成數據處理功能，解調、譯碼等）恢復出原始的單數據符號流。碼等）恢復出原始的單數據符號流。圖圖7-31MIMO系統(tǒng)示意圖系統(tǒng)示意圖7.4.3干擾抑制技術干擾抑制技術小區(qū)干擾抑制技術主要有波束賦形小區(qū)干擾抑制技術主要有波束賦形天線技術、干擾隨機化技術、干擾消除天線技術、干擾隨機化技術、干擾消除技術及小區(qū)間干擾協(xié)調技術。技術及小區(qū)間干擾協(xié)調技術。1波束賦形天線技術波束賦形天線技術普通的扇區(qū)天線波束是固定的，且普通的扇區(qū)天線波束是固定的，且覆蓋整個扇區(qū)方向，因此會和相鄰小區(qū)覆蓋整個扇區(qū)方向，因此會和相鄰小區(qū)的天線波束重疊，引起小區(qū)間干擾。的天線波束重疊，引起小區(qū)間干擾。波束賦形天線的波束為指向活動波束賦形天線的波束為指向活動UE的窄波束，只有在相鄰小區(qū)的波束發(fā)生的窄波束，只有在相鄰小區(qū)的波束發(fā)生碰撞時才會造成小區(qū)間干擾，其他時候碰撞時才會造成小區(qū)間干擾，其他時候就可以有效地規(guī)避小區(qū)間干擾。就可以有效地規(guī)避小區(qū)間干擾。但是隨著小區(qū)中用戶數的增加，以但是隨著小區(qū)中用戶數的增加，以及用戶位置的隨機性，波束發(fā)生碰撞的及用戶位置的隨機性，波束發(fā)生碰撞的概率增加，波束賦形對于小區(qū)間干擾的概率增加，波束賦形對于小區(qū)間干擾的抑制效果也會降低。抑制效果也會降低。2干擾隨機化技術干擾隨機化技術干擾隨機化就是將干擾信號隨機化。干擾隨機化就是將干擾信號隨機化。主要的方法有加擾、交織和跳頻等。主要的方法有加擾、交織和跳頻等。這種隨機化不能降低干擾的總能量，而這種隨機化不能降低干擾的總能量，而是通過改變干擾的頻域或時域特性，使得干是通過改變干擾的頻域或時域特性，使得干擾具有類似擾具有類似“白噪聲白噪聲”的均勻特性，使得終的均勻特性，使得終端可以通過處理增益對干擾進行抑制。端可以通過處理增益對干擾進行抑制。3干擾消除技術干擾消除技術小區(qū)間干擾消除原理一般指對干擾小區(qū)間干擾消除原理一般指對干擾小區(qū)的干擾信號進行一定程度的解調或小區(qū)的干擾信號進行一定程度的解調或解碼，然后利用接收機的處理從接收信解碼，然后利用接收機的處理從接收信號中消除干擾信號分量。號中消除干擾信號分量。干擾消除技術主要指基于多天線接干擾消除技術主要指基于多天線接收終端的空間干擾抑制技術和基于重構收終端的空間干擾抑制技術和基于重構/減去的干擾消除技術。減去的干擾消除技術。4小區(qū)間干擾協(xié)調技術小區(qū)間干擾協(xié)調技術小區(qū)間干擾協(xié)調就是指在相鄰小區(qū)小區(qū)間干擾協(xié)調就是指在相鄰小區(qū)存在同時傳輸的情況下，避免調度去往存在同時傳輸的情況下，避免調度去往/來自小區(qū)邊緣終端的傳輸，從而避免了來自小區(qū)邊緣終端的傳輸，從而避免了最壞的干擾情況。最壞的干擾情況。為了支持小區(qū)間干擾協(xié)調，為了支持小區(qū)間干擾協(xié)調，LTE不同不同版本的規(guī)范中均進行了約定。版本的規(guī)范中均進行了約定。7.4.4自動化網絡技術自動化網絡技術為了降低為了降低LTE網絡部署和運營的成本，網絡部署和運營的成本，充分利用各項關鍵技術的優(yōu)勢優(yōu)化系統(tǒng)的充分利用各項關鍵技術的優(yōu)勢優(yōu)化系統(tǒng)的整體性能，整體性能，LTE系統(tǒng)引入了自優(yōu)化網絡技系統(tǒng)引入了自優(yōu)化網絡技術（術（Self-OptimizingNetwork，SON）的）的概念，通過無線網絡的自配置、自優(yōu)化和概念，通過無線網絡的自配置、自優(yōu)化和自愈功能來提高網絡的自組織能力，減少自愈功能來提高網絡的自組織能力，減少網絡建設和運營人員的高成本人工，從而網絡建設和運營人員的高成本人工，從而有效降低網絡的部署和運營成本。有效降低網絡的部署和運營成本。7.4.5載波聚合技術載波聚合技術1載波聚合技術的特點載波聚合技術的特點載波聚合（載波聚合（CarrierAggregation，CA），即），即通過聯(lián)合調度和使用多個成員載波（通過聯(lián)合調度和使用多個成員載波（ComponentCarrier，CC）上的資源，使得）上的資源，使得LTE-A系統(tǒng)可以系統(tǒng)可以支持最大支持最大100MHz的帶寬，從而能夠實現(xiàn)更高的的帶寬，從而能夠實現(xiàn)更高的系統(tǒng)峰值速率。系統(tǒng)峰值速率。如圖如圖7-32所示，將可配置的系統(tǒng)載波定義所示，將可配置的系統(tǒng)載波定義為成員載波，每個成員載波的帶寬都不大于之為成員載波，每個成員載波的帶寬都不大于之前前LTER8系統(tǒng)所支持的上限（系統(tǒng)所支持的上限（20MHz）。）。為了滿足峰值速率的要求，組合多個成員為了滿足峰值速率的要求，組合多個成員載波，允許配置帶寬最高可高達載波，允許配置帶寬最高可高達100MHz，實現(xiàn)，實現(xiàn)上下行峰值目標速率分別為上下行峰值目標速率分別為500Mbit/s和和1Gbit/s，與此同時為合法用戶提供后向兼容。與此同時為合法用戶提供后向兼容。圖圖7-32載波聚合示意圖載波聚合示意圖載波聚合技術具有如下特點載波聚合技術具有如下特點:成員載波的帶寬不大于成員載波的帶寬不大于LTE系統(tǒng)所支系統(tǒng)所支持的上限（持的上限（20MHz）；）；成員載波可以頻率連續(xù)，也可以非連成員載波可以頻率連續(xù)，也可以非連續(xù)，可提供靈活的帶寬擴展方案；續(xù)，可提供靈活的帶寬擴展方案；支持最大支持最大100MHz帶寬，系統(tǒng)帶寬，系統(tǒng)/終端最終端最大峰值速率可達大峰值速率可達1Gbit/s；提供跨載波調度增益，包括頻率選擇提供跨載波調度增益，包括頻率選擇性增益和多服務隊列聯(lián)合調度增益；性增益和多服務隊列聯(lián)合調度增益；提供跨載波干擾避免能力，頻譜充裕提供跨載波干擾避免能力，頻譜充裕時可以有效減少小區(qū)間干擾。時可以有效減少小區(qū)間干擾。2載波聚合的方式載波聚合的方式3載波聚合應用場景載波聚合應用場景4載波管理載波管理7.4.6無線中繼技術無線中繼技術3GPP在在LTE-A啟動了中繼技術來啟動了中繼技術來解決上述問題，提供無線的回程鏈路解解決上述問題，提供無線的回程鏈路解決方案。決方案。1中繼技術的特點及應用場景中繼技術的特點及應用場景（1）技術特點）技術特點通過中繼站，對基站信號進行接力傳通過中繼站，對基站信號進行接力傳輸，可擴展和改善網絡覆蓋，提高中高輸，可擴展和改善網絡覆蓋，提高中高數據速率的應用范圍；數據速率的應用范圍；可增加網絡容量，提高小區(qū)吞吐量，尤可增加網絡容量，提高小區(qū)吞吐量，尤其是邊緣吞吐量，提升系統(tǒng)頻譜效率；其是邊緣吞吐量，提升系統(tǒng)頻譜效率；相較于使用傳統(tǒng)的直放站，可抑制網絡相較于使用傳統(tǒng)的直放站，可抑制網絡干擾；干擾；部署靈活，不需要光纖與機房；部署靈活，不需要光纖與機房；相較于通過小區(qū)分裂技術增加基站密相較于通過小區(qū)分裂技術增加基站密度的方法，運營和維護成本低。度的方法，運營和維護成本低。（2）應用場景）應用場景中繼主要的應用場景參見表中繼主要的應用場景參見表7-1所示。所示。常常見應見應用用場場景景主要技主要技術優(yōu)勢術優(yōu)勢密集城區(qū)密集城區(qū)部署中部署中繼繼提高高速提高高速業(yè)務業(yè)務覆蓋覆蓋鄉(xiāng)鄉(xiāng)村村環(huán)環(huán)境境通通過過中中繼擴繼擴展網展網絡絡覆蓋，降低覆蓋，降低對對光光纖纖或微波依或微波依賴賴室內室內環(huán)環(huán)境境克服穿透克服穿透損損耗，提升覆蓋與容量，耗，提升覆蓋與容量，擺擺脫光脫光纖纖制制約約城市盲點城市盲點解決覆蓋解決覆蓋補補盲，降低網盲，降低網絡絡建建設設成本成本高速高速鐵鐵路路高速率接入，避免高速率接入，避免終終端端頻頻繁切繁切換換，降低，降低資資源開源開銷銷表表7-1LTE-Advanced中繼的應用場景中繼的應用場景2無線中繼技術（無線中繼技術（Relay）在在LTE-A研究過程中，研究過程中，3GPP按照中按照中繼是否具有獨立的繼是否具有獨立的CellID，是否可以被，是否可以被UE識別，區(qū)分出兩種主要的類型。識別，區(qū)分出兩種主要的類型。（1）類型）類型1、la和和lbRN這些類型的這些類型的RN是層是層3RN，具有獨立的，具有獨立的CellID，能夠發(fā)射所有控制和數據信道。，能夠發(fā)射所有控制和數據信道。UE從從RN接收如物理層下行鏈路控制信接收如物理層下行鏈路控制信道（道（PDCCH）等調度信息，向）等調度信息，向RN發(fā)送如信發(fā)送如信道狀態(tài)信息（道狀態(tài)信息（CSI）和）和ACK/NACK等反饋信等反饋信息。息。切換和小區(qū)重選過程與切換和小區(qū)重選過程與R-8相同，且調度相同，且調度器位于器位于RN中以便快速響應中以便快速響應UE的反饋。的反饋。（2）類型）類型2RN類型類型2RN是層是層2RN。它們只發(fā)射物理下行共享信道（它們只發(fā)射物理下行共享信道（PDSCH），），而且調度器存在于而且調度器存在于eNodeB中，不發(fā)射控制信道中，不發(fā)射控制信道或者沒有它們自己的物理層小區(qū)標識（或者沒有它們自己的物理層小區(qū)標識（PhysicalCellIdentity，PCI），不能夠被），不能夠被UE識別。識別。