TDLTE技术原理及未来发展.ppt

TD-LTE技术原理及未来发展,中国移动通信研究院,2010年5月,1,2,3,4,目录,TD-LTE概述与产业推进情况,概述、推进思路、产业化进展,TD-LTE技术原理介绍,TD-LTE试验初步结果,TD-LTE后续主要工作,1x,LTE成为移动通信产业主流演进方向,HSDPA,HSPA+,WCDMA,HSDPA,7.2Mbps,GSM EDGE120Kbps,384Kbps,1.8/3.6MbpsGSM GERAN240K-2Mbps,HSUPA1.45.8Mbps,TD-LTE/LTE FDDDL:100MbpsUL:50Mbps,LTE+100Mbps1Gbps,TD-SCDMA384Kbpscdma2000153.6kbps,TD-HSDPA2.2MbpsEV-DO Rel.0DL:2.4MbpsUL:153.6kbp,TD-HSUPA2.2MbpsD0 Rel.ADL:3.1MbpsUL:1.8Mbps,HSPA+Do Rev B,2004年11月，3GPP决定要发展全新,的系统，称为长期演进（Long TermEvolution，简称LTE）LTE的目标：对抗WiMAX竞争，打造超越WCDMA和TD-SCDMA的新一代无线通信系统，“确保在未来10年内领先”TD-LTE技术即3GPP LTE技术的TDD版本，既充分体现了我国自主知识产权，又兼顾了与国际主流的LTE FDD的协同发展，已被政府确定为具有民族自主知识产权TD-SCDMA技术的后续演进之路,提高峰值速率和频谱效率减少用户面和控制面时延提高系统容量和覆盖能力降低设备和运营费用满足各种业务的QoS需求网络扁平化、全IP化OFDM、MIMO、智能天线等,TD-LTE概述,继续发挥运营商在国际标准化工作中的主导作用,提升TD-LTE自主知识产权专利水平,创造良好国际氛围，推动TD-LTE走向国际,联合国内外企业，加速TD-LTE产业化进程,政府希望中移动在TD-LTE推进中发挥关键作用,08年3月向奚部长作了专题汇报奚部长对中国移动作出重要指示：,标准融合,共平台,共芯片,共测试认证体系,标准同步,产品同步,测试同步,认证同步,国际化产业链,国际化市场,国际化运作模式,TD-LTE推进思路（1/3）推进思路：打造与LTE FDD融合、同步发展的全球化产业,与FDD融合,与FDD同步,国际化,标准：与FDD形成统一标准，TDD独特部分占整体标准的15%左右共平台：目前全球主要系统厂家的设备均为LTE FDD/TDD共平台共芯片：高通等主流芯片企业均在研发LTE FDD/TDD共芯片的产品测试认证体系：形成了与FDD一体的一致性体系和测试集,标准融合,共平台,共芯片,共测试认证体系,标准同步,产品同步,测试同步,认证同步,国际化产业链,国际化市场,国际化运作模式,TD-LTE推进思路（2/3）推进思路：打造与LTE FDD融合、同步发展的全球化产业,与FDD融合,与FDD同步,国际化,标准：主体标准在09年3月与FDD同期冻结产品：系统设备自09年底以后，基本处于同一水平，不同厂家有差异，部分厂家有一定差距（3-6个月）；芯片已于2010年3月形成第一款流片芯片，不同厂家策略不同，三星在FDD上相对成熟，高通也已经在Verizon网络进行测试，部分WIMAX厂家先研发TDD测试：LSTI国际测试实现了与FDD的同步；在多小区测试方面有半年左右的差距认证：测试集开发基本同步，测试例验证有一定落后（3个月左右）,标准融合,共平台,共芯片,共测试认证体系,标准同步,产品同步,测试同步,认证同步,国际化产业链,国际化市场,国际化运作模式,TD-LTE推进思路（3/3）推进思路：打造与FDD LTE融合、同步发展的全球化产业,与FDD融合,与FDD同步,国际化,对全球通信格局带来深刻影响产业链：全球主要的国际系统厂家、芯片企业、仪表企业均启动开发市场：对TD-LTE得到国际运营商广泛关注，沃达丰、软银、Devas、Clearwire、法电、德电等国际运营商在深入研究TD-LTE，明年可能5个左右的TD-LTE试验网开通运作模式：建立了基于国际认证机制的终端认证体系,产业化：TD-LTE产业化整体路标,Phase 1,Phase 2,Phase 3,部署需求软件功能,少数重点城市引入TD-LTE，满足网络演示和测试需求，为后续商用做好技术储备20M/15/10/5MHz5ms 2DL:2UL,3DL:1UL,1DL:3ULSFBC/MIMO/单流BF同频/异频切换频率选择性调度及DRX,TD-LTE试验范围扩大，验证端到端技术方案及性能，使网络质量达到商用水平双流BF，上/下行干扰消除技术上行多用户MIMO（MU-MIMO）动态ICIC双模单待的语音互操作方案支持IPV6,进一步扩展TD-LTE覆盖，商用网的用户数及服务类型都将增多，提供语音业务基于多流BF的MU-MIMO上行MIMOeMBMS：增加业务类型基于IMS（SRVCC）的语音互操作方案,基于PS域的2G/3G互操作双模双待的语音互操作方案,基站类型,分布式宏站：2、8通道2010上海示范网 规模试验网,Femto基站支持大带宽(40MHz)宏站2011规模试验第二阶段,一体化宏基站：2通道一体化天线系统2012网络成熟,产业化进展：技术体系日趋完善充分借鉴TD-SCDMA产业化经验，我公司从标准融合到深度介入产业化研发，结合TD-SCDMA技术成果和应用实际，夯实技术体系,标准融合优化终端认证关键方案设备要求,基于TD-SCDMA应用中经验教训，进行优化设计TD-LTE帧格式，优化控制信道设计等创新，并主导完成双流波束赋形等标准化，进一步提升网络容量自08年起投入大量人力、资金推动建立国际认证体系，测试集、TTCN测试代码等工作的完成为体系建立奠定了基础对互操作、室内覆盖、干扰共存等关键问题进行深入研究并形成方案建议。针对TD-LTE话音，提出了由优化的IMS解决方案、双模双待过渡方案等构成的全套策略，并推动NGMN接受基于TD-SCDMA智能天线形式，推动超宽带、双极化、65度等新型天线的创新研发，提出充分发挥TD-LTE技术优势的八通道天线等多天线解决方案，,提出针对不同场景应用的站型要求以及由TD-SCDMA向TD-LTE的研究方案初期针对宽带上网、家庭宽带、行业应用等主要应用场景，推动数据卡、家庭网新型终端和业务 关、个人热点（类Mifi)等多种形态数据设备的研发，推动双待终端研发。研究开发移动采编播、高清视频监控、高清视频会议、三维移动导航特色新型业务,产业化进展：形成广泛的产业链LTE TDD/FDD产业链的融合（国际化）：TD-LTE得到了包括高通、爱立信在内的国际主流企业的支持，将于2010年形成基于数据卡的预商用能力。,TD-LTE,测试仪表厂商主设备厂商,运营商及国际组织,芯片及终端厂商,NGMNLTE TDD/FDD产品的融合（共平台）：多数主流厂家的LTE产品开发将同时支持FDD、TDD双模。基站共基带，芯片基带共芯片，配以不同的射频通,道。,13/60,产业化进展：无线设备整体进展,国际主流厂家,国际Wimax厂,家国内系统厂家,2009,2010,2011,Q3,Q4,Q1,Q2,Q3,Q4,Q1,Q2,Q3,Q4,TD-LTE商用产品初现,09年Q4开始有厂家陆续推出2通道TD-LTE商用产品,TD-LTE商用产品丰富FDD商用产品进程,大部分厂家均在10年Q3推出支持室外8通道智能天线的TD-LTE商用产品从09年Q2起陆续有LTE FDD商用产品推出，大量产品在10年Q2推出,TD-LTE的商用产品进度正逐步接近LTE FDD,*注：8通道：基站与天线间有8个通路，适合于室外应用智能天线及MIMO的场景（类同TD-SCDMA）2通道：基站与天线间有2个通路，适合于室内及室外应用MIMO的场景,产业化进展：终端芯片整体进展,传统FDD芯片企业：,传统Wimax芯片企业：积极投入，有利于更为开放的产业。,目前的主要问题是考虑与HSPA+的平衡传统TD芯片企业：在重大专项的推动下启动工作，在协议栈等领域较为薄弱。,国内新型芯片企业：进展迅速，缺乏成功经验,传统终端企业：部分积极投入，Nokia仍然有待推动。,2009,2010,2011,Q3,Q4,Q1,Q2,Q3,Q4,Q1,Q2,Q3,Q4,TD-LTE单模预商用终端开始出现TD-LTE单模终端初步具备商用能力TDD/FDD双模终端具备商用能力,10年Q2开始有预商用芯片陆续出现。WiMAX厂家和国内新兴厂家产品时间略领先；主流芯片厂商很快跟进10年Q4开始出现具备商用能力的单模终端，LTE FDD/TDD商用终端芯片陆续出现11年Q2开始出现具备商用能力的TDD/FDD终端，芯片以及终端类型逐渐丰富,产业化进展：整体测试计划及进展,2008,2009,2010,2011,Q3,Q4,Q1,Q2,Q3,Q4,Q1,Q2,Q3,Q4,Q1,Q2,概念验证测试对TD-LTE关键技术进行验证包含室内和12站点室外8家厂商测试完成小规模（1-2个站）,技术试验-单系统和IOT技术试验-外场实验室:单系统功能/性能/IOT/终端测试外场：每家5站点系统关键技术/组网/IOT测试目前正在进行中中规模（共约50个站）,规模试验面向商用版本，芯片/终端、系统设备全面功能和性能测试目前已启动前期建设、测试准备工作大规模（3个城市，每城市百站规模）,终,端,厂,商,世界最大的 TD-LTE网络室外：覆盖全园5.28平方公里、共建17个宏基站，约51个小区室内：共覆盖9个场馆，约20个小区最广泛、最开放的产业链系统,厂商,具有先进的技术满足3GPP 0903协议版本同时支持20M、10MHz支持同频、异频切换UE支持category 3UE功耗 2.5wUE芯片采用65nm工艺,全球化进展：世博示范网全面展示TD-LTE最新成果,全球化进展：世博示范网全面展示TD-LTE最新成果,世博会TD-LTE业务展示初步规划机器人展示实景导航ferryboatBusLTE CPELTE/SAEService car ofExpo park,国家馆展示,视频监控,即拍即传,camera,业务综合展示车,高清视频,终,端,芯,片,全球化进展：世博示范网全面展示TD-LTE最新成果,主（20MHz)：创毅视讯、Sequans附（10MHz)：高通、STE、三星、AltairCPE华为、海思 主要用于视频监控、移动采编播、高清视频会议、天线海宝等业务第一颗TD-LTE芯片已于3月流片完成,Sequans（宽长）:2272mm创毅视讯（宽长高）：509211mm单个USB供电，峰值功耗小于2.5w,数据卡,1,2,3,4,目录,TD-LTE概述与产业推进情况,TD-LTE技术原理介绍,关键技术、技术创新、组网方案,TD-LTE试验初步结果,TD-LTE后续主要工作,OFDMA(OrthogonalFrequency DivisionMultiple Access，正交频分多址接入)带宽分配更为灵活有效对抗频率选择性衰落,MIMO(Multiple InputMultiple Output,多入多出)有效对抗多径衰落，增加系统的可靠性显著提高传输速率和频谱利用率,OFDMMIMO,LTE物理层的关键技术,TD-SCDMA,时域（时隙）码域（码道）TD-LTE时域（符号）频域（子载波）RB（Radio BLock）：业务资源最小单位，84个RE（Radio Element）CCE（Control Channel Element）：PDCCH（物理下行控制信道）资源最小单位，36个RE不同载波带宽RB、CCE个数不同,12个子载波(1215KHz180KHz),0.5 ms=7 个符号,1 RE=1子载波1符号,1个RB,载波带宽(MHz)RB个数,1.46,315,525,1050,1575,20100,OFDMA的资源分配及多址接入方式,TD-LTE无线帧结构,每个10ms无线帧包括2个长度为5ms的半帧,每个5ms半帧由4个普通子帧和1个特殊子帧组成特殊子帧包括：DwPTS、UpPTS、GP，总长1ms,DwPTS、UpPTS、GP的长度可配置：DwPTS的长度为312个OFDM符号；UpPTS,的长度为12个OFDM符号；GP长度为110个OFDM符号,5ms和10ms两种上下行切换周期7种不同上下行时隙配比方式,5ms切换周期：1DL:3UL,2DL:2UL,3DL:1UL,10ms切换周期：6DL:3UL,7DL:2UL,8DL:1UL,3DL:5UL,复用增益,智能天线-Beamforming 扩大系统的覆盖区域 提高频谱利用率 提高接收信噪比利用天线阵间的相关性阵列（波束赋型）增益,MIMO,多路数据流并行发送提高数据传输速率提高系统有效性要求天线间相关性小分集增益 多个子信道信号有效合并 提高数据的可靠性 要求天线间相关性小,多天线技术-分类,面向TD-LTE应用的技术创新,借鉴TD-SCDMA技术优势及应用问题 充分发挥LTE系统技术优势 整体考虑LTE引入中各环节关键问题，全面开展TD-LTE技术创新TD-LTE&TD-SCDMA,帧结构智能天线干扰消除组网互操作,基于TD-SCDMA帧格式，以及应用中经验教训，优化设计TD-LTE帧格式基于TD-SCDMA智能天线形式，同时兼顾空间复用以及波束赋形利用LTE子载波带宽窄、信道估计准确等优势，引入干扰消除算法，提升性能探索OFDM系统同频组网应用方案，充分发挥TD-LTE吞吐量、覆盖等承载能力优势借鉴2/3G互操作经验教训，设计完善的LTE语音以及数据业务互操作方案，确保近、远期需求,基于TD-SCDMA帧格式的系统优化,TDD/FDD帧格式统一统一帧格式，使得TD-LTE与LTE FDD具有高度一致性（80以上实现方案相同），奠定了网络、终端的产业融合和规模量产的坚实基础,规避远端基站干扰TDD系统由于上下行同频，存在固有的远端基站干扰问题TD-LTE在系统设计中已考虑：GP长度调整：最多可规避约200Km内基站间干扰在Up shifting的基础上，进一步可进行频率shifting,与TD-SCDMA共存借助特殊子帧的灵活配置，使TD-LTE与TD-SCDMA的上下行转化点相同，以支持两者同时同频段工作,扩展UpPts的使用方式保留UpPts上发送先导码的方式，主要应用于密集城区场景扩展发送信道估计序列（SRS），大大提高特殊时隙的资源利用率,整体工作进展相关工作标准化工作已全部在R8协议中完成网络及终端芯片产品日趋成熟，将在2010 Q2左右具备预商用能力,90%,65%,70%,40%,30.56%,10%,DL(avg.),DL(edg.),UL,基于TD-SCDMA智能天线的多天线技术创新和发展,TD-TLE对智能天线的继承和发展借鉴智能天线技术在TD-SCDMA中的成功应用，TD-LTE中将沿用智能天线技术复用TD-SCDMA宽带双极化天线复用无线网络主设备硬件平台及部分基带算法扩展MIMO技术，在智能天线基础上引入空间复用基于对宽带双极化天线不同极化方向之间非相关性的研究，应用空间复用空间复用将成倍提升峰值速率，凸显LTE性能优势赋形+分集/复用,TDD扩展智能天线技术vsFDD传统MIMO技术85%仿真显示：8通道扩80%展智能天线技术60%（8*2）比2通道传统50%技术（2*2）增益30%为：20%下行性能整体提升0%30%，边界60%上行性能提升70%90%整体工作进展智能天线单流波束赋形发送的标准化工作已全部在R8协议中完成，多流赋形将在R9（10 Q1）完成标准化工作宽带双极化天线已在TD三期大规模使用具备相应功能的无线网络设备和终端芯片将在2010 Q4具备预商用条件,利用LTE子载波带宽窄、信道估计准确优势，引入干扰消除技术,TD-LTE智能天线概述智能天线除通过主瓣对准期望用户而获得赋形增益外，还能利用零陷点对准干扰源从而获得干扰消除效果零陷点干扰消除能力与系统带宽有关，基于子载波的赋形，比TD-S基于单载波全带宽的赋形精度更高。TD-LTE相比TD-SCDMA而言，更适用于引入基于波束赋形的干扰消除技术整体工作进展初期理论验证工作已完成具备高精度的无线网络产品正在研发中相关测试准备工作已启动,实现方案以及设备要求基带实现干扰消除算法，且由于针对每个窄带子载波进行零陷处理，故处理量将非常大，对硬件处理能力要求高由于上下行互易性准确性对干扰消除能力影响较大，故对产品稳定度以及设备软、硬件的校准角度要求较高零陷点精确对准干扰源，大大抑制系统干扰在系统负荷为80%的情况下，引入干扰消除约有10dB的增益，预期系统吞吐量提升30%,边缘用户,占用带宽,探索TD-LTE系统组网方案，充分发挥TD-LTE承载能力优势,TD-LTE组网方案概述TD-LTE具备同频组网能力广播信道采用低编码速率，可基本克服同频干扰公共控制信道采用加扰、交织、频域资源错开等方式基本抑制同频干扰业务信道采用跳频、功控、频率选择性调度、小区干扰消除/协调等方案大大降低同频干扰采用31位的长扰码序列进行干扰随机化，邻区干扰白噪化更理想同频组网性能见右表,TD-LTE与TD-SCDMA的覆盖能力比较基于TD-LTE与TD-SCDMA基站共址的前提，对两者进行覆盖能力比较研究在相同系统配置条件（2.3GHz、8天线）下，TD-LTE覆盖能力优于TD-SCDMATD-LTE TD-SCDMA1.8M(10PRB)1.6M(单载波)时隙配比 2：2 3：3上行边缘速率 400kbps 64kbps下行边缘速率 900kbps 400kbpsTD-LTE随着边缘用户占用带宽的增加，边缘速率也将增加TD-LTE系统吞吐量仿真结果（20M DL：UL=2:2，天线配置2*2 MIMO）,单位：Mbps下行吞吐量指标,峰值80,均值(异频组网)38,均值(同频组网)26.5,随着双流BF、干扰消除算法的引入，上/下行吞吐量将进一步提升60-70%,上行吞吐量指标频谱效率(b/s/Hz),207.1/2.3,91.1/0.34,7.22.4/0.82,GSM/EDGE,小区,CCO,重选,TD-LTE,小区,PS HO,重选,TD-SCDMA,2G,借鉴2/3G互操作经验教训，设计完善的LTE语音以及数据业务互操作方案，确保近、远期需求,背景及策略随着后续LTE技术的引入，运营商将面临异常复杂的多网间互操作问题，必须制定合理的策略才能保证网络资源的互补和共赢方案制定充分借鉴2/3G互操作的经验教训，既考虑当前产业情况，又兼顾未来发展策略，满足远、近期需求空闲态 数据业务 语音业务GSM/EDGE小区 目标：SRVCC重选 双模双待终端过渡TD-LTE目标：SRVCC双模双待终端过渡TD-SCDMA近期数据业务互操作方案方案制定以减少网络改造和开销，同时保证数据业务性能为原则借鉴2/3G互操作经验，推动标准实现基于系统间优先级和基于绝对门限的重选机制推动系统及终端厂家实现，预计2010 Q2具备预商用条件SRVCC：Single Radio Voice Call Continuity,LTE共赢3G语音业务互操作方案方案制定以确保话音业务质量为核心要求，尽可能降低网络改造，同时兼顾近中期产业要求在3GPP中发起并推动SRVCC、CS Fallback等话音互操作方案优化积极研究双待机方案、开机优选2/3G网络方案，以弥补现有标准方案的不足,TD-LTE室外覆盖的特性,1.覆盖目标业务为一定速率的数据业务,2.用户分配的资源数将影响覆盖,3.多样的调制编码方式对覆盖的影响更复杂,4.天线类型对覆盖的影响更复杂,在R4业务中，电路域CS64k是3G的特色业务，覆盖能力最,TD-SCDMATD-LTE,低，一般以CS64K业务作为连续覆盖的目标业务 CS64k解调门限也是固定的，再由确定的解调门限通过链路预算的方式，获得系统的覆盖半径 不存在电路域业务 不同数据速率的覆盖能力不同；若对TD-LTE单独进行覆盖规划时，需首先确定边缘用户数据速率目标。如：128kbps/500kbps/1Mbps,小区边缘相同路损情况下，速率比较（TD-SCDMA：单载波1.6M；TD-LTE：10个RB1.8M）,相同业务速率（64K），单站覆盖距离比较（TD-S：单载波1.6M；TD-LTE：10个RB1.8M）,TD-S8*164Kbps,HSDPA8*1484Kbps,TD-LTE8*2864Kbps,TD-SCDMA8*1853,TD-LTE8*22739,覆盖目标业务为一定速率的数据业务,对于电路域及R4数据业务，用户分配的时隙数、码道数、调,TD-SCDMATD-LTE,制编码固定，覆盖能力固定对于R5的HSPA数据业务，当调制编码固定时，覆盖能力固定 分配的业务资源RB个数、控制资源CCE个数多少均影响覆盖 业务：上行，调制编码方式固定时，占用RB个数越多，数据速率越高，每RB上的发射功率越小，覆盖越小 控制：下行CCE越多，SINR需求越低，覆盖越大LTE下行控制信道（2Tx2Rx发射分集）,控制信道配置的资源与1CCE覆盖能力差(dB),PDCCH1CCE0,PDCCH2CCE3.5,PDCCH4CCE7,PDCCH8CCE10,设备规范要求PDCCH物理下行控制信道：链路自适应，基于无线环境灵活调整占用的CCE数PUCCH物理上行控制信道：占用资源数根据信道情况可以半静态调整,用户分配的资源数将影响覆盖,设备规范要求：自适应天线方式选择，可基于信道质量、UE移动速度、,UE能力等因素在发射分集、Beamforming、复用等天线模式中自动选择,在HSPA标准之前，仅有Beamforming一种天线方式,TD-SCDMATD-LTE,HSPA标准中，有基于复用的MIMO天线方式，但增益较小具有发射分集、Bemforming、复用等多种天线方式 SFBC等发射分集天线方式提供了分集的覆盖增益 Beamforming天线方式提供了赋型的覆盖增益,复用方式覆盖能力相对较弱，但提供了容量增益,天线类型对覆盖的影响更复杂,室外覆盖特性小结及规划方法建议,LTE的覆盖目标业务为一定速率的数据业务。,用户分配的RB(Radio Block)资源、多样的调制编码方式、天线类型,等对LTE系统的覆盖性能产生了不同的影响。,TD-LTE下行受限于控制信道PDCCH，上行覆盖受限情况与所要求的业务速率相关。TD-LTE业务信道中上行覆盖受限，相同速率时下行覆盖距离高于上行，在相同覆盖处，下行速率约为上行的3-6倍。,在对业务信道覆盖规划分析中，可根据需求，采用确定TD-LTE边缘速率求小区覆盖半径或者根据覆盖半径求TD-LTE边缘速率两种方式进行规划。,使用MIMO方式MU-MIMO方式（多用户MIMO）（类似TD的室内空分复用）方案：天线点设置不改变，不同楼层用不同,的通道，由于空间隔离，不同楼层的用户可以空分复用优点：不改变现有的分布式天线结构，施工方便；系统容量可以提升缺点：无法提升用户的峰值速率SU-MIMO方式（单用户MIMO）优点：用户峰值速率能够获得提升；系统容量可以提升；缺点：需要新增一套分布天线系统，包括信号源、馈线、天线点（如采用双极化天线，则可节省一半天线）不使用MIMO方式TD-LTE的覆盖方式与传统网络类似,MU-MIMO方式SU-MIMO方式,TD-LTE室内覆盖方案室分系统方案（1）,TD-LTE室内覆盖方案室分系统方案（2）,需要注意的问题：,组网,在LTE室内覆盖中，支持单用户MIMO，将对信源、馈线、天线点,提出较高改造要求,由于TD-LTE频段距离2.4GWLAN频段较近，需要重点关注WLAN干扰TD-LTE的室内组网中，为了能够共用现有室分系统，需要室分系,统器件进行相应改造,规划,室内外频率划分、时隙配比、切换区、及覆盖的规划可借鉴TD-,SCDMA室分系统的规划思路,TD-LTE室内覆盖方案Femto基站方案（1）,Femto基站被称为毫微微基站，是一种小型、低功率蜂窝基站，集成了基站和基站控制器的逻辑功能Femto基站主要用于家庭及办公室等室内场所，因此有时也被称为家庭基站，但不能等同于家庭基站。其主要作用是作为蜂窝网在室内覆盖的补充，为用户提供话音及数据服务。外形通常和WiFi类似，既可以单独作为接入点使用，也可以集成在家庭网关中作为家庭网络节点的一部分。,Femto基站概念最早由英国Ubiquisys公司提出，源于3G初期覆盖的不足以及WiFi技术的挑战。3G发展初期的网络建设重点主要是室外覆盖，用户在室内的通信需求往往无法很好的满足。尤其是近年来WiFi技术的迅速普及、以及WiFi/蜂窝网双模手机的不断增多，3G话音及数据业务都有被分流的危险。在这种情况下，Femto基站概念一经推出，就受到来自移动运营商的追捧。利用这种新技术及终端，移动运营商可以进入原来被固定网络和WiFi网络所控制的家庭及办公场所市场。,TD-LTE室内覆盖方案Femto基站方案（2）,Femto基站应用场景：,主要应用于家庭及中小企业室内场景，用于信号补盲或者提供高速数据业务,与MIMO室分系统方案相比,优势：,通过安装多个Femto，可提供更大的系统容量简化室内布线,增强客户粘性：补贴或赠送Femto基站时签署具有一定时限的捆绑合同，捆绑用户,体现固定移动捆绑效果,劣势：,单个Femto覆盖范围较小，较难实现大型建筑物的无缝覆盖Femto的干扰、同步较室内分布MIMO方式更复杂开放网络为运营、维护带来风险,39,TD-LTE室内分布组网初步方案,基于分布式基站系统的室内组网方案支持MIMO的方案，主要分为两大类：普通的单天线室内组网方案，不支持任何MIMO模式基于MIMO的室内组网方案，支持MIMO模式由于室内特别是热点区域用户峰值速率要求较高，为满足对用户速率的需求，可采用支持MIMO的双通道布线方案，同时需要将原2G/3G单天线分布系统的每个天线点扩展为两根天线,基于Femto的室内组网方案Femto被称为毫微微小区，是一种小型、低功率蜂窝基站，主要用于家庭及办公室等室内场所可采用类似于WLAN AP的应用方式，直接对热点进行覆盖。传输可采用多种灵活的方式，如光纤、同轴及五类线等，因此不涉及现有2G/3G系统的改造，工程便利,TD-LTE系统内干扰基本原理系统内干扰特性,小区内干扰TD-LTE小区内资源全部时频正交，没有CDMA系统的码间干扰，因此小区内干扰不存在。,小区间干扰邻小区同频干扰：传统意义上的邻小区同频干扰。远距离同频干扰：TDD系统无法避免的特有干扰。,天线技术,资源分配,加扰与交织,等效码率较低,邻区控制信道同频干扰控制技术,TD-LTE：下行控制信道可采用SFBC发射分集，带来分集增益。TD-SCDMA：控制信道基于单端口的多天线发射，仅有功率增益。,TD-LTE：邻区相同信道在资源分配上时域和频域上尽量分散，避免恒定干扰；TD-SCDMA：控制信道配置方式不如TD-LTE灵活。,TD-LTE：31位的序列进行干扰随机化，邻区干扰白噪化更理想；小区ID 504个TD-SCDMA：16位的短扰码进行干扰随机化，扰码间互相关性不理想；小区ID 128个,TD-LTE：信道条件差时，可分配较多资源以降低等效码率，解调性能更优。TD-SCDMA：PCCPCH码率相对较高。主载波同频组网情况下无法保证解调性能。,干扰随,机化,干扰,消除,干扰,避免,邻区业务信道同频干扰控制技术,虽不能降低干扰能量，但能使干扰类似噪声，接收端可通过处理增益进行干扰抑制。,加扰：各小区信号各信道，采用不同扰码加扰。交织：各小区信号采用不同的交织图案进行交织。跳频：上行跳频，下行采用不同子载波分配方式，避免频选衰落。利用接收机的处理增益，将干扰去除。LTE中采用IRC，广义的干扰消除包括下列多天线技术手段。多天线接收：MRC（最大比合并）、IRC（干扰抑制合并）多天线发送：SFBC（2天线）、SFBC+FSTD（4天线）通过资源管理机制（时频分配或空间隔离），把邻小区信号尽量分离，避免干扰产生。ICIC：小区间干扰协调技术，协调小区间资源以避免干扰。动态调度：动态调度用户使用合适系统资源与调制编码方式。BF：提高期望的信号强度，零陷对准干扰方向TD-LTE业务信道，比TD-SCDMA有更灵活多样的天线技术，能在更细分的时频资源上，采用更灵活的资源分配算法，理论上，同频组网时性能更优。,邻区同频干扰控制技术小结资源的分配机制灵活：在更细分时频资源上，通过配置，避免或随机化同频干扰。序列及干扰白化特性可靠：采用自相关和互相关性能更好序列，提供更可靠的相关性。进一步抑制邻小区干扰带来的影响。多天线技术应用多样：基于多天线技术可以采用MIMO、BF、发射和接收分集等各类方式，以适应不同场景，提高效率，抑制或避免干扰TD-LTE系统吞吐量仿真结果（20M同频组网，DL：UL=2:2）,单位：Mbps下行吞吐量上行吞吐量频谱效率(b/s/Hz),均值（2*2 MIMO）26.57.22.4/0.82,均值（8*2 MIMO）28.813.442.57/1.53随着双流BF、干扰消除算法的引入，上/下行吞吐量将进一步提升60-70%,远距离同频干扰解决方案（1）干扰原理：可能引起干扰的位置与TD-SCDMA一样，在特殊时隙。,干扰UpPTS,干扰上行业务时隙,在协议和机制方面，TD-LTE对抗远距离同频干扰的相关特性：GP可配（缩短DwPTS数据部分以增大GP时长，从而加大远距离干扰的保护距离，在一定距离之内，保证不会产生此类干扰。但是吞吐量有损失）PRACH未必需要配置在UpPTS（可以避免对用户上行接入的影响）PRACH采用Format 4时可以与P-SCH在频域错开（可以避免对用户上行接入的影响）上行AMC，可采用低阶调制和低码率（保证在受到干扰的情况下，也可以使用上行资源，只是速率会有所下降）上行频选调度（如果实现的话）（分配资源时可避开受扰部分）,远距离同频干扰解决方案（2）,（以下配置建议仅针对波导效应明显的地区。）,PRACH配置：,建议配置为Format 0，可避免随机接入受扰，且上行损失较小。,时隙配置：,时隙配成3:1，上行有1个时隙，一旦被干扰，上行受限严重，须采用较大GP，虽损失半个下行时隙，但此时下行尚有3个时隙。,（配置为：3:1+3:9:2）如果要配成3:1，特殊时隙必须配成3:9:2,时隙配成2:2，上行有2个时隙，被干扰后上行尚存1.5个“纯净”时隙，可采用10:2:2的配置，在2:2时，用DwPTS补偿一部分下行吞吐量。（配置为：2:2+10:2:2）,P-SCH配置：,建议PRACH在可以与P-SCH在频域错开。,Sounding实现：,上行受扰时，基于Sounding的上行AMC和上行频选调度，使分配资源时可避开受扰部分或采用低阶调制和低码率，可缓解干扰带来的性能损失。,网规网优：,尽量限制站高；采用较大下倾角（5度以上），由于TD-LTE频点少，某些地区可能会干扰更严重，则需要10度或更大下倾角；初期重点部署室内等措施，都可有效缓解干扰。,试验频率使用方案,2.3GHz频段,中国移动2009年底已获得2320-2370MHz TD-SCDMA室内使用权,室外TD-LTE基站与军用频率共存协调难度非常大。部队同意世博使用，但不同意后续大规模试验在室外使用,2.6GHz频段,是TD-LTE国际部署主要频段(欧洲2570-2620M规划为TDD频谱),根据上述频率政策现状，目前及后续TD-LTE试验频率使用方案为：原2320-2380MHz频段在技术试验阶段继续用于室内和外场环境，规模试验阶段用于室内环境,新增2575-2615MHz频段用于后续TD-LTE技术试验和大规模试验。,TD-LTE规模试验频率使用方案为,室外：采用2.6GHz频段（2575MHz2615MHz）室内：采用2.3GHz频段（2350MHz2370MHz）,室外采用2.6G频率的影响,对室外8通道设备路标的影响目前主流设备厂商进行改频升级需要比原有路标延后1个月左右时间对天线研发的影响支持TD-LTE新频段的室外8通道天线预计2010年6、7月份能够提供。,对终端路标的影响对终端芯片和预商用研发影响不大，商用终端的路标会因此延后12个季度。对网络建设的影响现有TDS天线不支持新频段，无法共天馈建设，需要新建独立天馈系统，对站点建设带来挑战。,室外测试若改用2.6GHz频段，对室外设备及天线引入测试时间会带来一定影响，同时也给网络建设带来了一定的挑战。需推动试验设备加快改频，并提前开展基站天馈等配套改造方案研究,1,2,3,4,目录,TD-LTE概述与产业推进情况,TD-LTE技术原理介绍,TD-LTE试验初步结果,工作组实验室及外场技术试验、室分系统测试,TD-LTE后续主要工作,概念验证单系统及外场12站验证技术已顺利完成，测试结果满足3GPP,NGMN要求。技术试验实验室:单系统功能/性能/IOT/终端测试外场：每家5站点系统关键技术/组网/IOT/终端测试,目前已完成部分实验室和外场测试工作,规模试验3城市，每城市百站以上试验网络及一定室内分布系统目前已启动前期建设、测试准备工作,2008 H2,2009,2010,2011,工信部TD-LTE工作组整体推进,概念验证 测试结果概述8家主系统厂商均已在2009年8月前完成概念验证实验室和外场测试峰值频谱效率、时延、切换的测试结果满足NGMN及3GPP需求支持MIMO,AMC,HARQ及QoS 等关键功能，且性能较稳定,峰值频谱效率,时延,切换性能,下行频谱效率:8 bps/Hz,空口时延:,10ms,用户面中断时延：40-50ms,上行频谱效率:4 bps/Hz,端到端时延：15ms,控制面中断时延：20-30ms,AMC,HARQ,多用户&QoS,技术试验 测试内容,系统设备测试,基本集测试（基本完成）完整集测试（已启动）,单系统和IOT（电信研究院实验室）外场测试（怀柔，顺义）,互操作测试终端测试系统设备测试IOT测试终端测试,S1/X2互操作测试Uu口互操作测试TD-LTE/GSM/TD-SCDMA互操作测试终端测试外场关键技术测试（进行中）外场组网性能测试外场Uu IOT测试系统间IOT测试外场终端测试,技术试验 实验室基本集测试概述,OFDMA/SC-FDMA参数/切换与测量参考信号/功率控制同步与小区搜索/随机接入自适应调制编码/公共和控制信道资源分配和调度/自适应MIMORRC状态，承载建立与释放峰值速率，MIMO性能HARQ/频选调度/时延/抗干扰发射机性能接收机性能,功能测试性能测试射频测试,测试项目功能支持率峰值速率时延频选调度增益HARQ增益射频通过率,测试结果95%68-82M(DL);14-28M(UL)68-224ms(CP);8-22ms(UP)10%-50%1-4dBlowSINR99%,实验室系统设备基本集测试-已测试厂家（不代表测试例全部通过）,摩托罗拉，TM500,普天，自研终端,中兴TM500，自研终端华为，自研终端大唐,新邮通，自研终端上海贝尔，TM500,爱立信，TM500诺西，TM500,TM500，自研终端,TM500:Aeroflex的UE模拟器,基,本,功,能,完成很好的测试项（所有厂商均能完成）,OFDMA/SC-FDMA参数参考信号（SRS除外）同步与小区搜索随机接入,公共和控制信道多用户/QoS调度MIMO：发射分集RRC状态，承载建立与释放,部分厂商未完成的测试项,频选调度大部分厂商实现少数厂商尚未实现,自适应MIMO模式2：厂商均已实现模式3：部分厂商部分实现模式4：部分厂商未实现，部分厂商部分实现,其他功能控制信道格式：有厂商部分实现扇区间切换：个别厂商未实现,射频,所有厂商均通过所有射频相关测试（两家经补测完成）,技术试验 实验室基本集测试结果,DLTH(kbps),SINR(dB),15,2000,Cell Tput