TD-LTE无线帧结构
TD-LTE无线帧特殊时隙
TD-LTE上下行配比方式
TD-LTE特殊子帧配比
LTE物理层过程
LTE物理层过程
TD-LTE关键技术
频域多址技术——OFDMA/SC-FDMA
LTE多址技术的要求
更大的带宽和带宽灵活性
●随着带宽的增加，OFDMA信号仍将保持正交，而CDMA 的性能容易受到多径的影响。
●在同一个系统，OFDMA可以灵活处理多种系统带宽。
扁平化架构
当分组调度的功能位于基站时，可以利用快速调度、包括频域调度来提高小区容量。频域调度可通过OFDMA实现，而CDMA无法实现。
便于上行功放的实现
SC-FDMA相比较OFDMA可以实现更低的峰均比, 有利于终端采用更高效率的功放。
简化多天线操作
OFDMA相比较CDMA实现MIMO容易。
OFDM基本思想
OFDM：Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用，是一种多载波传输方式。
多载波传输，即使用多个载波并行传输数据，是相对于单载波传输而言的。
1.把一串高速数据流分解为若干个低速的子数据流——每个子数据流将具有低得多的速率；
2.将子数据流放置在对应的子载波上；
3.将多个子载波合成，一起进行传输。
OFDM将频域划分为多个子信道，各相邻子信道相互重叠，但不同子信道相互正交，这样可以最大限度地利用频谱资源。
LTE OFDM时频结构
循环前缀（CP）多径效应
保护间隔
子载波间干扰
循环前缀
OFDM系统框图
加入循环前缀，要牺牲一部分时间资源，降低了各个子载波的符号速率和信道容量，优点就是可以有效的抗击多径效应。
峰均比
在时域上，OFDM信号是Ｎ路正交子载波信号的叠加，当这Ｎ路信号按相同极性同时取最大值时，OFDM信号将产生最大的峰值。该峰值信号的功率与信号的平均功率之
比，称为峰值平均功率比，简称峰均比(PAPR)。
在OFDM系统中，PAPR与Ｎ有关，Ｎ越大，PAPR的值越大，Ｎ=1024时，PAPR 可达30dB。大的PAPR值，对发送端的功率放大器的线性度要求很高,并降低功放效率。
如何降低OFDM信号的PAPR值对OFDM系统的性能和成本都有很大影响。
OFDM的优势
频谱利用率高
?由于子载波之间正交，允许子载波之间具有1/2的重叠，具有很高的频谱利用率。
频谱资源灵活分配
?通过选择子信道数目的不同，实现上下行不同的传输速率要求；通过动态分配充分利用信噪比高的子信道，提高系统吞吐量。
抗衰落和抗干扰能力强
?OFDM采用多个子载波并行传输技术，符号周期增加很多，对抗脉冲噪声
和信道快衰落能力得到增强；
?OFDM采用子载波的联合编码，起到了子信道间的频率分集作用。
系统自适应能力强
?将自适应能力从时域和码域扩展到了频域，支持频率位置、带宽大小对无线环境的适应能力；
?子载波级的自适应：支持子载波数量的自适应，也支持子载波调制方式的自适应。
实现MIMO较简单
?水平衰落信道，避免天线间干扰。
OFDM的不足
存在较高的峰均比
?因为OFDM信号是多个小信号的总和，这些小信号的相位可能同相，在幅度上叠加在一起会产生很大的瞬时峰值幅度。而峰均比(PAPR)过大，将会增加A/D和D/A的复杂性，降低射频功率放大器的效率。由于OFDM系统峰均比大，对非线性放大更为敏感，故OFDM调制系统比单载波系统对放大器的线性范围要求更高。
易受频率偏差的影响
?由于OFDM子信道的频谱相互重叠，因此对正交性要求严格。然而由于无线信道存在时变性，在传输过程中会出现无线信号的频率偏移，会导致OFDM 系统子载波之间的正交性被破坏，引起子信道间的信号干扰。
下行多址技术——OFDMA
OFDMA
正交频分多址接入，是传统的基于CP的OFDM技术。
频谱资源灵活分配
●将传输带宽划分成相互正交的子载波集，通过将不同的子载波集分配给不同的用户，
可用资源被灵活的在不同移动终端之间共享。
●根据每个用户需求的数据传输速率、当时的信道质量对频率资源进行动态分配（图
c）。
上行多址技术——SC-FDMA
上行多址技术方案的需求
OFDM等多载波系统的输出是多个子信道号的叠加，因此，如果多个信号的相位一致，所得到的叠加信号的瞬时功率就会远远高于信号的平均功率，存在较高的峰均比PAPR。 PAPR过高，将对发射机的线性度提出很高的要求，会增加数模转换的复杂度，降低RF功放的效率，使发射机功放的成本和耗电量增加。
终端的能力有限，尤其是发射功率受限，所以在上行链路，基于OFDM的多址接入技术并不适合用在UE侧使用。
SC-FDMA
Single Carrier –Frequency Division Multiple Access，单载波频分多址接入，即DFT-spread OFDMA。
与OFDM比较，不同在于信号先经过一个DFT模块，从时域变到频域，再映射到频域的子载波上。
OFDMA
信号功率峰均比较高→功放效率较低→电池效率较低→不适合终端UE
SC-FDMA
信号峰均比较低→功放效率较高→电池寿命较长→适合终端UE
SC-FDMA跟OFDMA一样可以有两种资源分配方式，即集中式与分布式。
经3GPP讨论，为了获得低的峰均比，降低UE的负担，最终选择了集中式的分配方式。
OFDMA示意图
SC-FDMA示意图
多天线技术-MIMO
MIMO概念
MIMO技术的基本出发点是将用户数据分解为多个并行的数据流，在指定的带宽内在多个发射天线上同时刻发射，经过无线信道后，由多个接收天线接收，并根据各个并行数据流的空间特性，利用解调技术，最终恢复出原数据流。
MIMO优点
阵列增益：可以提高发射功率和进行波束赋形；
系统的分集特性：可以改善信道衰落造成的干扰；
系统的空间复用增益：可以构造空间正交的信道，从而成倍地增加数据率；
因此，充分地利用MIMO系统的这些优秀品质能够大幅度地提高系统容量、获得相当高的频谱利用率，从而可以获得更高的数据率、更好的传输品质或更大的系统覆盖范围。
MIMO模式
LTE下行的SU-MIMO
SU-MIMO VS MU-MIMO
SU-MIMO（单用户MIMO）：指在同一时频单元上一个用户独占所有空间资源；MU-MIMO（多用户MIMO）：指在同一时频单元上多个用户共享所有的空间资源。
LTE上行中的MIMO
MU-MIMO：也称虚拟MIMO
用户端是两个UE实体，不增加每个用户的吞吐量，但是可以提供相对于SU-MIMO来说相当，甚至更多的小区容量。
UE不需要做成高成本的多天线，但是仍然能够增加小区的容量。