3G LTE简介
理层,这两个数据流分别映射到信号星座图的不同层。由于基本层数据映射后的符号距离比增强层的符号距离大,因此,基本层的数据流可以被包括远离基站和靠近基站的用户接收,而增强层的数据流只能被靠近基站的用户接收。也就是说,同一个逻辑业务可以在网络中根据信道条件的优劣提供不同等级的服务。
在目前的研究阶段,主要还是沿用R6的Turbo编码作为LTE信道编码,例如在系统性能评估中。但是,很多公司也在研究其他编码方式,并期望被引入LTE中,如低密度奇偶校验(LDPC)码。在大数据量情况下,LDPC码可获得比Turbo码高的编码增益,在解码复杂度上也略有减小。
MIMO技术在R7中已经被引入,是WCDMA增强的一个重要特性。而在LTE中,MIMO被认为是达到用户平均吞吐量和频谱效率要求的最佳技术。下行MIMO天线的基本配置是,在基站设两个发射天线,在UE设两个接收天线,即2×2的天线配置。更高的下行配置,如4×4的MIMO也可以考虑。开环发射分集和开环MIMO在无反馈的传输中可以被应用,如下行控制信道和增强的广播多播业务。
虽然宏分集技术在3G时代扮演了相当重要的角色,但在HSDPA/HSUPA中已基本被摒弃。即便是在最初讨论过的快速小区选择(FCS)的宏分集,在实际规范中也没有定义。LTE沿用了HSDPA/HSUPA思想,即只通过链路自适应和快速重传来获得增益,而放弃了宏分集这种需要网络架构支持的技术。在2006年3月的RAN总会上,确认了E-UTRAN中不再包含RNC节点,因而,除广播业务外,需要"中心节点"(如RNC)进行控制的宏分集技术在LTE中不再考虑。但是对于多小区的广播业务,需要通过无线链路的软合并获得高信噪比。在OFDM系统中,软合并可以通过信号到达UE天线的时刻都处于CP窗之内的RF合并来实现,这种合并不需要UE有任何操作。
上行传输方案采用带循环前缀的SC-FDMA,使用DFT获得频域信号,然后插入零符号进行扩频,扩频信号再通过IFFT。这个过程简写为DFT-SOFDM。这样做的目的是,上行用户间能在频域相互正交,以及在接收机一侧得到有效的频域均衡。
子载波映射决定了哪一部分频谱资源被用来传输上行数据,而其他部分则被插入若干个零值。频谱资源的分配有两种方式:一是局部式传输,即DFT的输出映射到连续的子载波上;另一个是分布式传输,即DFT的输出映射到离散的子载波上。相对于前者,分布式传输可以获得额外的频率分集。上行调制主要采用π/2位移BPSK、QPSK、8PSK和16QAM。同下行一样,上行信道编码还是沿用R6的Turbo编码。其他方式的前向纠错编码正在研究之中。
上行单用户MIMO天线的基本配置,也是在UE有两个发射天线,在基站有两个接收天线。在上行传输中,一种特殊的被称为虚拟(Virtual)MIMO的技术在LTE中被采纳。通常是2×2的虚拟MIMO,两个UE各自有一个发射天线,并共享相同的时-频域资源。这些UE采用相互正交的参考信号图谱,以简化基站的处理。从UE的角度看,2×2虚拟MIMO与单天线传输的不同之处,仅仅在于参考信号图谱的使用必须与其他UE配对。但从基站的角度看,确实是一个2×2的MIMO系统,接收机可以对这两个UE发送的信号进行联合检测。
基本物理层技术
在基本的物理层技术中,E-Node B调度、链路自适应和混合ARQ(HARQ)继承了HSDPA的策略,以适应基于数据包的快速数据传输。
对于下行的非MBMS业务,E-Node B调度器在特定时刻给特定UE动态地分配特定的时-频域资源。下行控制信令通知分配给UE何种资源及其对应的传输格式。调度器可以即时地从多个可选方案中选择最好的复用策略,例如子载波资源的分配和复用。这种选择资源块和确定如何复用UE的灵活性,可以极大地影响可获得的调度性能。调度和链路自适应以及HARQ的关系非常密切,因为这3者的操作是在一起进行的。决定如何分配和复用方式的依据包括以下一些:QoS参数、在E-Node B中准备调度的数据量、UE报告的信道质量指示(CQI)、UE能力、系统参数如带宽和干扰水平,等等。
链路自适应即自适应调制编码,可以在共享信道上应用不同的调制编码方式适应不同的信道变化,获得最大的传输效率。将编码和调制方式变化组合成一个列表,E-Node B根据UE的反馈和其他一些参考数据,在列表中选择一个调制速率和编码方式,应用于层2的协议数据单元,并映射到调度分配的资源块上。上行链路自适应用于保证每个UE的最小传输性能,如数据速率、误包率和响应时间,而获得最大化的系统吞吐量。上行链路自适应可以结合自适应传输带宽、功率控制和自适应调制编码的应用,分别对频率资源、干扰水平和频谱效率这3个性能指标做
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