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1、LTE基础知识问题解答,TD-LTE背景简介,LTE是英文Long Term Evolution的缩写。LTE也被通俗的称为3.9G,具有100Mbps的数据下载能力,被视作从3G向4G演进的主流技术。 LTE(Long Term Evolution)是指3GPP组织推行的蜂窝技术在无线接入方面的最新演进,对应核心网的演进就是SAE(System Architecture Evolution)。之所以需要从3G演进到LTE,是由于近年来移动用户对高速率数据业务的要求,同时新型无线宽带接入系统的快速发展,如WiMax的出现,给3G系统设备商和运营商造成了很大的压力。LTE的研究,包含了一些普遍认
2、为很重要的部分,如等待时间的减少、更高的用户数据速率、系统容量和覆盖的改善以及运营成本的降低。 3GPP长期演进(LTE)项目是近两年来3GPP启动的最大的新技术研发项目,这种以OFDM/FDMA为核心的技术可以被看作“准4G”技术。3GPP LTE项目的主要性能目标包括:在20MHz频谱带宽能够提供下行100Mbps、上行50Mbps的峰值速率;改善小区边缘用户的性能;提高小区容量;降低系统延迟,用户平面内部单向传输时延低于5ms,控制平面从睡眠状态到激活状态迁移时间低于50ms,从驻留状态到激活状态的迁移时间小于100ms;支持100Km半径的小区覆盖;能够为350Km/h高速移动用户提供
3、100kbps的接入服务;支持成对或非成对频谱,并可灵活配置1.25 MHz到20MHz多种带宽。,无线网络的演进路线,LTE的目标和需求,在LTE系统设计之初,其目标和需求就非常明确:降低时延、提高用户传输数据速率、提高系统容量和覆盖范围、降低运营成本:显著的提高峰值传输数据速率,例如下行链路达到100Mb/s,上行链路达到50Mb/s;在保持目前基站位置不变的情况下,提高小区边缘比特速率;显著的提高频谱效率,例如达到3GPP R6版本的24倍;无线接入网的时延低于10ms;显著的降低控制面时延(从空闲态跃迁到激活态时延小于100ms(不包括寻呼时间);支持灵活的系统带宽配置,支持1.4MH
4、z、3MHz、5MHz、10MHz、15MHz、20MHz带宽,支持成对和非成对频谱;支持现有3G系统和非3G系统与LTE系统网络间的互连互通;更好的支持增强型MBMS;系统不仅能为低速移动终端提供最优服务,并且也应支持高速移动终端,能为速度350km/h的用户提供100kbps的接入服务;实现合理的终端复杂度、成本、功耗;取消CS域,CS域业务在PS域实现,如VOIP。,TD-LTE与其他系统工作频段,中国移动各系统工作频段:GSM900:890-909MHz,935-954MHz;DCS1800:1710-1730MHz,1805-1825MHz;TD-SCDMA:1880-1900MHz
5、(F频段);2010-2025MHz(A频段);23202350MHz(E频段)TD-LTE:室内:2300-2400MHz;室外:2570-2620MHz频段。中国联通各系统工作频段:GSM900:909-915MHz,954-960MHz;DCS1800:1745-1755MHz,1840-1850MHz;WCDMA:1940-1955MHz,2130-2145MHz。中国电信各系统工作频段:CDMA 1X:825-835MHz,870-880MHz;CDMA EV-DO: 1920-1935MHz,2110-2125MHz。WLAN:WLAN属于开放频段,目前较成熟的标准有802.11b
6、、802.11g,工作在24002483.5MHz。,扁平网络架构,l LTE的接入网E-UTRAN由eNodeB组成,提供用户面和控制面;l LTE的核心网EPC(Evolved Packet Core)由MME,S-GW和P-GW组成;l eNodeB间通过X2接口相互连接,支持数据和信令的直接传输;l S1接口连接eNodeB与核心网EPC。其中,S1-MME是eNodeB连接MME的控制面接口,S1-U是eNodeB连接S-GW 的用户面接口;,相对于3G来说,LTE采用了哪些关键技术?,采用OFDM技术采用MIMO(Multiple-Input Multiple Output)技术调
7、度和链路自适应小区干扰控制,OFDM技术,OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)属于调制复用技术,它把系统带宽分成多个的相互正交的子载波,在多个子载波上并行数据传输; 各个子载波的正交性是由基带IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)实现的。由于子载波带宽较(15kHz),多径时延将导致符号间干扰ISI,破坏子载波之间的正交性。为此,在OFDM符号间插入保护间隔,通常采用循环前缀CP来实现; 下行多址接入技术OFDMA,上行多址接入技术SC-FDMA(Single Carrier-FDMA);,MIMO
8、技术,1:LTE下行支持MIMO技术进行空间维度的复用。2:受限于终端的成本和功耗,实现单个终端上行多路射频发射和功放的难度较大。因此,LTE正研究在上行采用多个单天线用户联合进行MIMO传输的方法,称为Virtual-MIMO。,调度和链路自适应,LTE支持时间和频率两个维度的链路自适应,根据时频域信道质量信息对不同的时频资源选择不同的调制编码方式。功率控制在CDMA系统中是一项重要的链路自适应技术,可以避免远近效应带来的多址干扰。在LTE系统中,上下行均采用正交的OFDM技术对多用户进行复用。因此,功控主要用来降低对邻小区上行的干扰,补偿链路损耗,也是一种慢速的链路自适应机制。,小区干扰控
9、制,LTE系统中,系统中各小区采用相同的频率进行发送和接收。与CDMA系统不同的是,LTE系统并不能通过合并不同小区的信号来降低邻小区信号的影响。因此必将在小区间产生干扰,小区边缘干扰尤为严重。通过干扰随机化,干扰对消,干扰抑制,干扰协调等来实现小区干扰控制。,OFDM基本原理,OFDM也是一种频分复用的多载波传输方式,只是复用的各路信号(各路载波)是正交的。OFDM技术也是通过串/并转换将高速的数据流变成多路并行的低速数据流,再将它们分配到若干个不同频率的子载波上的子信道中传输。不同的是OFDM技术利用了相互正交的子载波,从而子载波的频谱是重叠的,而传统的FDM多载波调制系统中子载波间需要保
10、护间隔,从而OFDM技术大大的提高了频谱利用率。,OFDM系统优点,通过把高速率数据流进行串并转换,使得每个子载波上的数据符号持续长度相对增加,从而有效地减少由于无线信道时间弥散所带来地ISI,进而减少了接收机内均衡器地复杂度,有时甚至可以不采用均衡器,而仅仅通过插入循环前缀地方法消除ISI的不利影响。OFDM技术可用有效的抑制无线多径信道的频率选择性衰落。可以最大限度的利用频谱资源。传输效率提高了,速率变高了。,OFDM系统缺点,易受频率偏差的影响。存在较高的峰值平均功率比。,LTE FDD和TDD帧结构是什么?,FDD:帧长10ms,包括20个时隙(slot)和10个子帧(subframe
11、)。每个子帧包括2个时隙。LTE的TTI为1个子帧1ms。TDD:帧长10ms,分为两个长为5ms的半帧,每个半帧包含8个长为0.5ms的时隙和3个特殊时隙(域):DwPTS、GP和UpPTS 。DwPTS和UpPTS的长度是可配置的,但是DwPTS、UpPTS和GP的总长度为1ms。子帧1和6包含DwPTS,GP和UpPTS;子帧0和子帧5只能用于下行传输。支持灵活的上下行配置,支持5ms和10ms的切换点周期。,LTE FDD的帧结构如下图所示。,LTE TDD的帧结构如下图所示。,LTE中RB、RE及子载波概念,子载波:LTE采用的是OFDM技术,不同于WCDMA采用的扩频技术,每个sy
12、mbol占用的带宽都是3.84M,通过扩频增益来对抗干扰。OFDM则是每个Symbol都对应一个正交的子载波,通过载波间的正交性来对抗干扰。协议规定,通常情况下子载波间隔15khz,Normal CP(Cyclic Prefix)情况下,每个子载波一个slot有7个symbol;Extend CP情况下,每个子载波一个slot有6个symbol。RB(Resource Block):频率上连续12个子载波,时域上一个slot,称为1个RB。RE(Resource Element):频率上一个子载波及时域上一个symbol,称为一个RE,,帧结构,LTE支持的带宽及表示方式,LTE的工作带宽最小
13、可以工作在1.4M,最大工作带宽可以是20M。协议和实际产品的配置都是通过RB个数来对带宽进行配置的。对应关系如下表所示:大家可能觉得RB个数乘以180k和实际带宽还是有些差距,这个主要由于OFDM信号旁瓣衰落较慢,通常需要留10%的保护带。和WCDMA占用5M带宽但实际信号带宽只有3.84M的原因是类似的。,LTE支持的带宽及表示方式,衡量LTE覆盖和信号质量基本测量量是什么?,RSRP(Reference Signal Received Power)主要用来衡量下行参考信号的功率,和WCDMA中CPICH的RSCP作用类似,可以用来衡量下行的覆盖。区别在于协议规定RSRP指的是每RE的能量
14、,这点和RSCP指的是全带宽能量有些差别;RSRQ (Reference Signal Received Quality)主要衡量下行特定小区参考信号的接收质量。和WCDMA中CPICH Ec/Io作用类似。二者的定义也类似,RSRQ = RSRP * RB Number/RSSI,差别仅在于协议规定RSRQ相对于每RB进行测量的。RSSI(Received Signal Strength Indicator)指的是手机接收到的总功率,包括有用信号、干扰和底噪,和UMTS中的RSSI概念是一致的;SINR(Signal-to-Interference plus Noise Ratio)也就是信
15、号干扰噪声比,顾名思义就是信号能量除以干扰加噪声的能量;,后台关注哪些指标?,接通率(分CS域和PS域、再分RRC和RAB)、掉话率、掉线率、23G切换成功率(分CS域和PS域)、RNC内切换成功率(细分接力切换和硬切换、再分同频和异频)、RNC切换成功率,LTE最高速率多少?,下行链路的立即峰值数据速率在20MHz下行链路频谱分配的条件下,可以达到100Mbps(5 bps/Hz)(网络侧2发射天线,UE侧2接收天线条件下);上行链路的立即峰值数据速率在20MHz上行链路频谱分配的条件下,可以达到50Mbps(2.5 bps/Hz)(UE侧一发射天线情况下),弱覆盖是哪些原因引起?,附近无规
16、划站点。功率设置过低。基站硬件故障。无线环境阻挡。,23G切换成功率低如何分析处理?,硬件告警。参数设置问题。邻区是否合理。2G侧小区是否存在上行干扰 质差等。,单站验证要做哪些?,3a是什么事件?,TD往2G异系统间切换事件。,RRC建立失败如何处理?,判断是否弱场起呼导致。UPPCH是否存在干扰。RRU是否存在故障。驻波比是否过高。,对LTE了解多少?LTE的调制方式是什么?跟TD的主要区别是什么?,可以从架构上去描述;QPSK、16QAM和64QAM;区别主要是了少了RNC,功能下派到eNB,没有CS域,只存在PS域,全网走IP,传输是PTN传输,简述EPC核心网的主要网元和功能,移动性管理实体(MME), MME用于SAE网络,也接入网接入核心网的第一个控制平面节点,用于本地接入的控制。服务网关(Serving-GW), 负责UE用户平面数据的传送、转发和路由切换等分组数据网网关(PDN-GW), 是分组数据接口的终接点,与各分组数据网络进行连接。 它提供与外部分组数据网络会话的定位功能策略计费功能实体(PCRF), 是支持业务数据流检测、策略实施和基于流量计费的功能实体的总称,