【正文】 碼元速率之間的數(shù)值關(guān)系 并與其它正交載波系統(tǒng)進(jìn)行了比較 。 LTE 對(duì) 3GPP 的體系架構(gòu)作了革命性變革 ， 與傳統(tǒng)的 3GPP 接入網(wǎng) UTRAN 相比， LTE網(wǎng)絡(luò)采用的是 eNode B 構(gòu)成的單層結(jié)構(gòu)， 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)趨于扁平化 。 LTE TDD 作為 R8標(biāo)準(zhǔn)的一部分，是 TDSCDMA 的后續(xù)演進(jìn) 標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)內(nèi) 習(xí)慣稱其為 TDLTE。 論文的公布（包括刊登）授權(quán)南京郵電大學(xué)研究生院（籌）辦理。本文電子文檔的內(nèi)容和紙質(zhì)論文的內(nèi)容相一致。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的 任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。 學(xué)科門(mén)類(lèi)： 工 學(xué) 分類(lèi)號(hào)： 單位代碼： 10293 密 級(jí)： 碩 士 學(xué) 位 論 文 論文題目 ： TDLTE 關(guān)鍵技術(shù)及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究 Y080312 錢(qián)巍巍 傅海陽(yáng) 教授 通信與信息系統(tǒng) 移動(dòng)通信與無(wú)線技術(shù) 二零 一 一年 三月 學(xué)號(hào) 姓名 指 導(dǎo) 教 師 學(xué) 科 專 業(yè) 研 究 方 向 論文提交日期 南京郵電大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人聲明所呈交的學(xué)位論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得 的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包 含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果，也不包含為獲得南京郵電大學(xué)或其它 教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書(shū)而使用過(guò)的材料。 南京郵電大學(xué)學(xué)位論文使用授權(quán)聲明 南京郵電大學(xué)、中國(guó)科學(xué)技術(shù)信息研究所、國(guó)家圖書(shū)館有權(quán)保留本人所送 交學(xué)位論文的復(fù)印件和電子文檔，可以采用影印、縮印或其它復(fù)制手段保存論 文。除在保密期內(nèi)的保密論文 外，允許論文被查閱和借閱，可以公布（包括刊登）論文的全部或部分內(nèi)容。 研究生簽名： _____________ 日期： ____________ 研究生簽名： ____________ 導(dǎo)師簽名： ____________ 日期： _____________ 南 京 郵 電 大 學(xué) 碩士學(xué)位論文摘要 學(xué)科、專業(yè)： 工 學(xué) 通信與信息系統(tǒng) 研 究 方 向： 移動(dòng)通信與無(wú)線技術(shù) 作 者： 2020 級(jí)研究生 指 導(dǎo) 教 師： 傅海陽(yáng) 教授 題 目 ： TDLTE 關(guān)鍵技術(shù)及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究 英 文 題 目： Research on the Key Technologies and System Architecture of TDLTE System 主 題 詞 : OFDM，正交 多 載波，多天線，幀結(jié)構(gòu)，調(diào)度算法 Keywords: OFDM, Orthogonal Multicarrier, Multiantenna, Frame Structure, Scheduling Algorithm 南京郵電大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 摘要 I 摘要 LTE 是 3GPP 定義的一個(gè) 寬帶 移動(dòng) 通信 網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)， 是 3G 和 4G 技術(shù)之間的一個(gè)過(guò)渡，可通俗地稱為 ，或者增強(qiáng)型 3G（ E3G） ， 已經(jīng)列入 3GPP R8 正式標(biāo)準(zhǔn)。 隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的迅猛增長(zhǎng)， TDLTE 系統(tǒng)將得到廣泛的使用， 因 此有必要對(duì) TDLTE 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行討論研究 。 LTE 系統(tǒng) 空中接口 物理層引入了很多新 技術(shù) ，有 ： OFDM 技術(shù) 、多天線技術(shù)、 TDD/FDD 幀結(jié)構(gòu) 等 。 另外 本文 介紹了LTE TDD/FDD 系統(tǒng)的 不同 幀結(jié)構(gòu) ， 并在此基礎(chǔ)上 進(jìn)行了 LTE TDD/FDD 物理層 的 性能估算 與比較 。 本文介紹了 LTE MAC 層 下行 分組調(diào)度技術(shù)， 并詳細(xì)介紹了 已有的 基于 單一業(yè)務(wù)場(chǎng)景 的 傳統(tǒng)調(diào)度算法以及改進(jìn)型 PF 調(diào)度算法 ，在研究了這些算法特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，本文提出了一種 LSMPF 算法供討論， 通過(guò)仿真分析說(shuō)明 該算法在保證長(zhǎng)短期公平性的基礎(chǔ)上， 能獲得更高 系統(tǒng)的吞吐量 。 Ag1 和 Ag2 算法主要 利用了 MLWDF算法 能夠較好的支持業(yè)務(wù)時(shí)延性要求 的 優(yōu)點(diǎn)，并 通過(guò) 對(duì)用戶分配資源塊的限制 和 補(bǔ)償來(lái)滿足不同用戶業(yè)務(wù) 最小速率保證 要求。 通過(guò) 仿真分析 顯示 Ag1 和 Ag2 算法 能夠 更好 的支持不同 QoS 要求的 混合業(yè)務(wù)場(chǎng)景 ，并且 具 有 高出其它算法的 系統(tǒng) 吞吐量 。第一代蜂窩移動(dòng)通信 （ 1G） 標(biāo)準(zhǔn) 制定于上世紀(jì) 80 年代 ， 是基于模擬通信技術(shù)的， 其主要技術(shù)要點(diǎn)是 模擬調(diào)制加上頻分多址 ， 其代表 有 北美的 AMPS 系統(tǒng)，歐洲的 NMT 和 TACS 系統(tǒng) ， 日本的 JTAGS 系統(tǒng) ，西德 的 CNetz 系統(tǒng)，法國(guó)的 Radio 2020 系統(tǒng)以及 意大利的 RTMI 系統(tǒng) 等， 但是 第一代蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)存在頻率利用率低、保密性差、終端體積大等缺點(diǎn)。第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)主要采用數(shù)字式時(shí)分多址 （ TDMA）和碼分多址（ CDMA）技 術(shù)。 第二代移動(dòng)通信 系統(tǒng)是目前世界范圍內(nèi)使用最廣泛的系統(tǒng) ，與第一代系統(tǒng)相比， 第二代移動(dòng)通信 系統(tǒng)在 射頻調(diào)制技術(shù)、多址方式、話音編碼、 信道編碼和數(shù)字信號(hào)處理、控制信道、及保密和確認(rèn)等六個(gè)方面采用了全新的數(shù)字技術(shù)，使得移動(dòng)通信 系統(tǒng) 性能增強(qiáng)了許多 。其主要的技術(shù)特點(diǎn)就是 采用了 CDMA 技術(shù)，根據(jù) 國(guó)際電信聯(lián)盟 （ ITU） IMT2020 一般要求和目標(biāo)，世界各國(guó)、地區(qū)組織對(duì)第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)無(wú)線傳輸技術(shù)進(jìn)行了廣泛而持久的研究，并提出了多種技術(shù)方案， 最初 形成了被國(guó)際社會(huì)認(rèn)可的 三 個(gè)主要標(biāo)準(zhǔn) :WCDMA、CDMA2020， TDSCDMA。 在室內(nèi)、室外和行車(chē)的環(huán)境中 能夠 分別支持至少 2Mbps、 384kbps 以及 144kbps的傳輸速度 。 近年來(lái)，隨著各種互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的需求也日益膨脹，這就對(duì)移動(dòng)通信網(wǎng)提出了更高的要求，雖然目前的 3G 技術(shù)能夠一定程度的滿足人們的需求，但是最大2Mbps 的 傳輸 速率與目前的寬帶互聯(lián)網(wǎng)所提供的 傳輸 速率相比有很大的差距。 為了適應(yīng) WiMAX 帶來(lái)的挑戰(zhàn)，更好地滿足移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)需求，傳統(tǒng)的移動(dòng)通信行業(yè) 開(kāi)始 研發(fā) 下一代的 B3G 技術(shù)， B3G 技術(shù)的研究從 20 世紀(jì)末 3G 技術(shù)完成標(biāo)準(zhǔn)化之時(shí)就開(kāi)始了。 計(jì)劃定于 2020 年 10 月， ITU 將公布最終的 4G標(biāo)準(zhǔn)評(píng)選結(jié)果，但 是到現(xiàn)在仍未公布。 為 此， 3GPP/3GPP2 組 織提出 了 3GPP 長(zhǎng)期演進(jìn) （ LTE, Long Term Evolution） 和 3GPP2 空中接口 （ AIE） 項(xiàng)目，既兼容目前的 3G 通信系統(tǒng)并對(duì) 3G 系統(tǒng)進(jìn)行 演進(jìn)， 與 B3G 遠(yuǎn)景接軌 。 當(dāng)前步入商用的三種 CDMA 技術(shù)的 3G 系統(tǒng)都將會(huì)向 LTE 演進(jìn)，成為 LTEFDD 或者 LTETDD。 LTE 是 3G 技術(shù)的演進(jìn)，是 3G 與 4G 之間的過(guò)渡，可以經(jīng)過(guò) LTEAdvanced 平滑演進(jìn)到 4G。 2020 年 12 月 14 日 ， 華為與北歐及波羅的海地區(qū)最大的電信運(yùn)營(yíng)商 TeliaSonera 聯(lián)合宣布，由華為提供端到端解決方案的全球首個(gè) LTE 商用網(wǎng)絡(luò)在 挪威奧斯陸正式運(yùn)營(yíng) ，標(biāo)志著 LTE 技術(shù)初步走向了商 用 。 控制面延遲 從駐留狀態(tài)到激活狀態(tài)的時(shí)延小于 100ms 控制面容量 每小區(qū)在 5MHz 系統(tǒng) 帶寬下支持 200 個(gè)用戶 用戶面延遲 零負(fù)載，小 IP 分組條件下小于 5ms 用戶面吞吐量 下行每兆赫茲平均用戶吞吐量為 R6 HSDPA 的 3~4 倍，上行每兆赫茲平均用戶吞吐量為 R6 HSUPA 的 2~3 倍 頻譜效率 下行頻譜效率為 R6 HSDPA 的 3~4 倍， 上 行頻譜效率為 R6 HSUPA 的2~3 倍 移動(dòng)性 0~15Km/h 低速移動(dòng)優(yōu)化， 15~120Km/h 高速移動(dòng)下實(shí)現(xiàn)高性能，在120~350Km/h 的移動(dòng)速度下保持蜂窩網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)性 覆蓋 吞吐率、頻譜效率和移動(dòng)性指標(biāo)在 5Km 以下的小區(qū)應(yīng)全面滿足，半徑30Km 的小區(qū)性能可以小幅下降，不應(yīng)該排除半徑達(dá) 100Km 的小區(qū) 增強(qiáng) MBMS 為降低終端設(shè)備復(fù)雜度，應(yīng)該和單播操作采用同樣的調(diào)制，編碼和多址方法；可向用戶同時(shí)提供 MBMS 和專用話音業(yè)務(wù)，可用于成對(duì)和非成對(duì) 頻譜 頻譜靈活性 支持從 到 20MHz 的系統(tǒng)帶寬； 支持成對(duì)和非成對(duì)的頻譜； 支持基于資源整合的內(nèi)容提供 與 3GPP 無(wú)線技術(shù) 共存和互操作 和 GERAN/UTRAN 系統(tǒng)可以領(lǐng)頻共站址共存；支持 GERAN/UTRAN操作的 EUTRAN 終端應(yīng)該支持對(duì) UTRAN/GERAN 的測(cè)量，以及相互之間的切換； 實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)在 GERAN/UTRAN 和 EUTRAN 之間的切換時(shí)間小于 300ms 系統(tǒng)架構(gòu)和演進(jìn) 單一的基于分組的 EUTRAN 系統(tǒng)架構(gòu)，通過(guò)分組架構(gòu)支持實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)和會(huì)話業(yè)務(wù)；最大限度的避免單點(diǎn)失??；支持終端 QoS；優(yōu)化回傳通信協(xié)議 無(wú)線資源管理 增強(qiáng)端到端 QoS；有效支持高層傳輸；支持不同的無(wú)線接入結(jié)束之間的負(fù)載均衡和政策管理 復(fù)雜度 盡可能減少選項(xiàng)；避免多余的必選特性 南京郵電大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 第一章 緒論 4 LTE 和傳統(tǒng)移動(dòng)通信系統(tǒng)的區(qū)別在于： LTE 系統(tǒng)只有分組 域，沒(méi)有電路域，語(yǔ)音業(yè)務(wù)將由 VoIP 實(shí)現(xiàn)。LTE 項(xiàng)目從速率、系統(tǒng)容量、延遲、設(shè)備復(fù)雜度以及兼容性等方面提出了一系列的 具體需求 ，見(jiàn)表 11。 表 12 LTE 的技術(shù)規(guī)范 [3] 規(guī)范編號(hào) 規(guī)范名稱 規(guī)范主要內(nèi)容 TS LTE 物理層總體描述 EUTRA 空中結(jié)構(gòu)的物理層總體描述等 TS 物理信道和描述 描述 EUTRAN 物理層信道 TS 復(fù)用和信道編碼 定義了 EUTRAN 物理信道的編碼、映射和復(fù)用 TS 物理信道過(guò)程 定義了 FDD 和 TDD EUTRAN 系統(tǒng)的物理過(guò)程 的特性 TS 物理層測(cè)量 包含為了支持空閑狀態(tài)和鏈接狀態(tài)而進(jìn)行的 UE 側(cè)和網(wǎng)絡(luò)側(cè)的測(cè)量的定義和描述 TS EUTRA 和 EUTRAN的總體描述 提供了 EUTRAN 無(wú)線結(jié)構(gòu)協(xié)議框架的總體描述， TS 物理層提供的服務(wù) 描述了 EUTRAN 物理層向高層提供的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù) TS Idle 狀態(tài)的 UE 過(guò)程 定義了 UE Idle 模式的接入層部分 TS UE 的無(wú)線接入能力 定義了 EUTRAN 無(wú)線接入能力參數(shù) TS ~ TS , TS MAC RLC PDCP 和 RRC 協(xié)議規(guī)范 分別定義了媒體接入控制（ MAC）、無(wú)線連接控制（ RLC）、分組數(shù)據(jù)匯聚（ PDCP）、無(wú)線資源控制（ RRC）協(xié)議規(guī)范 TS 架構(gòu)描述 定義了 EUTRAN 總體架構(gòu)包括內(nèi)部接口和空中接口， S1 和 X2 接口 TS ~ TS S1 接口 有關(guān) S1 接口的定義，過(guò)程以及應(yīng)用 TS ~ TS X2 接口 有關(guān) X2 接口的定義，過(guò)程以及應(yīng)用 TS RF 系統(tǒng)場(chǎng)景 描 述了 EUTRAN 的 RF 場(chǎng)景，基于這些場(chǎng)景可以確定物理層參數(shù) LTE 系統(tǒng)同時(shí)定義了頻分雙工 (FDD) 和時(shí)分雙工 (TDD) 兩種方式 。 FDD 必須采用成對(duì)的頻率，依靠頻率來(lái)區(qū)分上下行鏈路，其單方向的資源在時(shí)間上是連續(xù)的。 TDD 用時(shí)間來(lái)分離接收和發(fā)送信道。 并且在兩個(gè)方向 的 轉(zhuǎn)換 之間需要插入保護(hù) 時(shí)間 間隔