LTE: The Evolution of Mobile Broadband

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1 LTE: The Evolution of Mobile Broadband
報告人：許紫畇 指導老師：陳偉業 班級：碩研資管一甲 學號：MA490105 Ref：David Astély, Erik Dahlman, Anders Furuskär, Ylva Jading, Magnus Lindström, and Stefan Parkvall,Ericsson Research “LTE: The Evolution of Mobile Broadband ”, IEEE Communications Magazine , April , 2009, pp44-51

2 大綱 介紹 基本傳輸方案概述 頻譜彈性-傳輸頻寬 頻譜彈性-雙工系統 多天線傳輸 績效評估
LTE-ADVANCED-LTE向IMT-ADVANCED演進 結論 參考文獻

3 介紹 一個擁有高度靈活度的無線介面。 第一代LTE提供300 mb/s，無線網路延遲小於5毫秒。
頻譜效率比起以前的蜂巢式行動通訊系統來的好，且簡化操作和降低成本。 支援分頻雙工和分時雙工。 結合了頻譜靈活性、多天線傳輸等多種技術及功能。

4 基本傳輸方案概述(1/4) OFDM是LTE下行鏈路的無線傳輸的核心，傳輸本質相當的穩健，用於合併大量數據傳輸，降低終端系統所耗費的成本和減少功率消耗。 在上行鏈路設計中，高度功率效率傳輸最重要的因素之一，提高發送器所包含的範圍降低中端系統的成本和消耗，使用單載波分頻多址(SC-FDMA)

5 基本傳輸方案概述(2/4) 無線鏈路控制（RLC）和媒體接入控制層（MAC），負責數據流動重發處理和多路復用。
實體層（PHY）發送的數據是渦輪編碼以及使用調幅及調變等運算。

6 基本傳輸方案概述(3/4) LTE證實FDD以及TDD，現在被稱為TD-LTE，兩個相同雙工方案，在兩者之間存在著一定的差異。

7 基本傳輸方案概述(4/4) 每毫秒副框架，使用者被允許傳送，藉由追蹤及調度使用在頻率資源上發生傳輸，和要使用的數據速率，短副框架持續時間促使較快的信道變化，在頻率域，調度粒度為180kHZ。

8 頻譜彈性-傳輸頻寬 LTE允許整個系統頻段從小1.4MHz到最高20MHz，不同於以往的蜂巢式系統中，LTE可能提供不同的上行鏈路和下行鏈路頻寬，使非對稱的頻譜能夠使用。

9 頻譜彈性-雙工系統(1/3) 在FDD模式下，頻率軸上以成對的方式進行分頻使用，一頻帶用於下行頻寬(DL Bandwidth)，另一頻帶用於上行頻寬(UL Bandwidth)。

10 頻譜彈性-雙工系統(2/3) 在TDD模式下，頻譜為上下行所共用，上下行的配置是以時間進行分時配置，一部分時間安排下行傳送，另一部分則安排上行傳送。在下行轉上行時，會有一段保護時間(Guard Period, GP)用於接收與傳送間進行轉換。

11 頻譜彈性-雙工系統(3/3) 在LTE中，保護間隔分割成一或兩個子架構，稱之為特殊子架構，在特殊子訊框可以再細分為下行導引時槽(Downlink Pilot Time Slot, DwPTS)、保護時間(Guard Period, GP)及上行導引時槽(Uplink Pilot Time Slot, UpPTS)三部分。

12 多天線傳輸(1/4) 多天線的配置目前在下行鏈路有做MIMO的設計，下行可支援單天線、兩根天線、四根天線，若同時支援智慧型天線的應用，則可支援至八根天線；上行目前僅支援單天線發送，未來不排除多天線應用。 LTE多天線傳輸中，MIMO技術與正交分頻多工技術一起使用時，可充分利用無線通道的功能，即透過空間分集和在多路徑環境中採用空間上獨立的天線來實現。目前主要有傳輸分集、空間多工及智慧型天線三種技術。

13 多天線傳輸(2/4) 傳輸分集技術主要用於對抗無線通道的衰弱情形。假設發射天線數M，接收天線數N，而每個發射接收天線對之間具有互相獨立的衰落，則可得到最大M×N的分集數，假設若發射接收天線對之間相關性很高，則可獲得的分集增益將相當有限。

14 多天線傳輸(3/4) 空間多工能夠使MIMO系統的平均發射功率達到最大化，但僅能獲得有限的分集增益，面臨無法使用高階調變方式。
無線訊號若在密集一點的區域或室內空間環境會產生多路徑效應，使多個空間通道間彼此衰落特性更加獨立。 此方法是透過增大空間分集來改善能量效率，提供在同一個射頻鏈路上，同時多個平行資料流的傳送。

15 多天線傳輸(4/4) 智慧型天線早期主要應用在軍事通訊上面，主要的好處是在不顯著增加系統複雜度的前提下可獲得不錯的品質，並可有效減少對其他用戶的干擾以提高通訊安全。 在技術上主要是適時地對用戶方向進行估測，然後在該方向形成主要波束，一般採用4～16天線陣列結構，但若陣元的間距過大，會使接收訊號彼此相關程度降低，而太小的話，則可能放大彼此間的干擾。

16 績效評估(1/2) 為了說明在LTE頻譜效率，進行了一組模擬。評估一些上面討論的主要特點的好處，就由那些特點使個人業績收益能夠進行評估。

17 績效評估(2/2) 頻譜效率結果的下行鏈路和上行鏈路，藉由上面的LTE頻譜效率的說明，在兩個方向上，所獲得的頻譜效率以及超過目標1.53比特/秒/赫茲/扇區的下行和0.66比特/秒/赫茲/扇區的上行鏈路。

18 LTE-ADVANCED-LTE向IMT-ADVANCED演進
LTE-A是LTE的演進版，藉由增強效能(更多的天線傳輸、更高傳輸速度)，以達到國際電信聯盟對IMT-Advanced 4G無線通訊標準的要求。 LTE-A的技術 載波聚合 增強型多天線傳輸 協調式多點 中繼器

19 結論 本文提供LTE一些高層次概述和關鍵技術：頻譜靈活性、多天線傳輸，以及評估關鍵特性的優勢，顯然，LTE提供了極具競爭力的性能，並提供了進一步發展的良好基礎。

20 參考文獻 http://www.mem.com.tw/article_content.asp?sn=1111020006

21 THE END