LTE移动通信网络设计（V1.0）
12×15=180（kHz）
7个连续的常规OFDM符号周期的时间长度为0.5 ms，每个常规OFDM符号周期为71.4μs。
LTE的下行物理资源可以看成由时域和频域资源组成的二维栅格。可以把一个常规OFDM符号周期和一个子载波组成的资源称为1个资源单位（Resource Element，RE）。于是，一个RB包含的RE数目为 12×7=84RE 即一个RB包含84个RE。
每一个资源单位RE都可以根据无线环境选择QPSK、16QAM或64QAM的调制方式。调制方式为QPSK的时候，一个RE可携带2 bit的信息；调制方式为16QAM的时候，一个RE可携带4 bit的信息；调制方式为64QAM的时候，一个RE可携带6 bit的信息。
LTE支持1.4 MHz、3 MHz、5 MHz、10 MHz、15 MHz、20 MHz等级别的动态带宽配置，带宽的动态配置是通过调整资源块RB数目的多少来完成的。不同的RB数目又对应着不同的子载波数目，如表1.4.1所示。
表1.4.1 带宽与资源块数目
5. LTE关键技术 5.1 现阶段的关键技术 （1）OFDM和SC-FDMA
LTE在下行采用OFDM，上行采用单载波-频分多址（SC-FDMA）。OFDM使得同一小区中用户信号之间可以保持正交性，SC-FDMA可以看成是对用户信号的频域分量进行正交频分多址（OFDMA），相比于普通OFDMA，其优点是峰均比较低，从而可以简化终端上的功放设计和更有效地利用终端上的功放资源。LTE中任一时刻同一用户在上行占用的子载波永远是连续的，以简化终端实现；下行则可以是交错的，以增加频域分集增益。未来有可能在上行中引入直接使用OFDMA，因它调度更灵活，也可以简化演进的基站（eNB）侧均衡器和上行使用MIMO时的实现。
（2）更高阶调制（64QAM）
LTE中上、下行均可自适应使用正交相移键控（QPSK）、16星座正交幅度调制（16QAM）和64QAM等多种调制技术，64QAM的使用可以支持更高的峰值速率，当信道条件足够好和功率资源足够时它也能更有效地利用系统资源。在R8 LTE中，上行支持64QAM对终端和eNB均为可选。
（3）HARQ
同高速下行分组接入和高速上行分组接入（HSDPA/HSUPA）一样，LTE也使用自适应调制编码（AMC）和HARQ技术，来进行速率控制和有效利用信道时变特性。
公司秘密严禁外传
4
LTE移动通信网络设计（V1.0）
LTE下行采用异步自适应HARQ，eNB在物理下行控制信道（PDCCH）上指示HARQ的流程数和当前发送是新的还是重传，终端在eNB发送子帧后的第4个子帧上返回确认（ACK）或者否认（NAK）指示，该指示用物理上行控制信道（PUCCH）或物理上行共享信道（PUSCH）承载，由于是异步HARQ，每一次重传都需要eNB用PDCCH进行调度。
上行则采用同步HARQ，它有两种模式：普通模式和子帧捆绑模式，它们的区别是：子帧捆绑模式每次对4个连续的上行子帧进行捆绑操作，这是为了提高承载基于IP的语音（VoIP）业务时的性能，普通模式是对单个子帧操作；两种模式所支持的HARQ流程数也是不一样的，普通模式对应的流程数为8，子帧捆绑模式的流程数为4。终端根据eNB在下行PDCCH上的新数据指示（NDI）比特或物理HARQ指示信道（PHICH）来判断是否需要重传，如果需要重传，终端将会在固定数目子帧后重传。
（4）先进的多天线技术
LTE在下行灵活使用MIMO、空分多址（SDMA）、波束成型和接收/发送分集等多天线技术：对信干比高和空间信道散列度高（信道矩阵值高和奇异值高）的用户使用MIMO技术，以提供更高的数据速率；当需要为更多用户服务时，利用SDMA技术在同一时频资源上为多个用户同时提供服务；对某些用户使用波束成型技术，将发送/接收波束对准用户，以提高用户的数据速率；当不需要使用SDMA，MIMO也无法带来附加增益时，使用传统的天线接收、发送分集技术以获取多天线增益。LTE R8在上行只使用SDMA和多天线接收分集技术，未来应该也会考虑MIMO技术。LTE标准目前最高支持4×4 MIMO，当带宽为20MHz时，下行峰值速率可达约300Mbit/s，上行峰值速率可达约75Mbit/s，早期部署可能更多会用到2×2 MIMO。
LTE阶段定义了8种下行多天线MIMO传输模式（transmission mode，TM）：单天线发送（TM1）；发射分集（TM2）；循环时延分集（TM3）；闭环空间复用（TM4）；多用户MIMO （TM5）；单层闭环空间复用（TM6）；单流波束成形（TM7）；双流波束成形（TM8）。发展历程如图1.5.1所示。
图1.5.1 下行MIMO传输模式发展历程
（5）快速同步技术
LTE提供两种同步信号：主同步信号和次同步信号，它们在每一个物理帧（10ms）的两个固定子帧上被等间隔地广播两次，从而保证终端在正常情况下能在5ms内获得同步。终端利用主同步信号来获取次同步信号的相位参考，然后利用次同步信号获取物理帧的边界定时，最后利用二者确定小区标识号（ID）。不管系统实际使用的带宽是多少，同步信号永远使用最中间的1.08MHz子载波来承载，以确保支持不同带宽的终端都可以快速捕获网络。LTE-FDD和LTE-TDD使用不同的子帧和符号来承载
公司秘密严禁外传
5
LTE移动通信网络设计（V1.0）
同步信号，FDD和TDD双模终端可以借此来确定当前是FDD网络还是TDD网络。
（6）灵活的控制信道设计
LTE中下行控制信道PDCCH（物理下行控制信道）和业务信道PDSCH（物理下行共享信道）被时分复用在每个子帧（1ms）的不同OFDM符号上，eNB可以根据负载情况和信道条件等动态调整分配给PDCCH的资源，包括它所占用的OFDM符号数和所使用的功率，eNB用物理控制格式指示信道（PCFICH）来指示分配给PDCCH的符号数。
LTE对业务信道和控制信道使用不同的信道编码，对业务信道使用Turbo码，因它数据块较大可以有更深的交织，对控制信道等则使用卷积码或块编码，这主要是考虑它们的数据量小、交织深度不足。
（7）自适应资源分配
LTE资源的最小单位是一个OFDM符号上的一个子载波，为方便分配和减小信令开销，实际资源分配是以资源块（RB）为单位进行的，一个资源块由一个时隙（半个子帧，0.5ms）上的12个子载波（总带宽为12×15=180kHz）组成。
LTE可以根据业务类型对资源进行自适应分配，例如对时延不敏感的非实时业务（如文件传输FTP和网页浏览HTTP业务）使用动态分配，即根据所有请求用户的信道条件和业务需求、系统资源情况等进行动态调度，以最大匹配信道时变特性和充分利用多用户分集，增加系统的吞吐量。对于实时业务（如VoIP业务），则可以采用半持久分配，即eNB不通过调度器而直接将预先定义的资源分配给终端，以减少因需频繁发送请求和等待分配所带来的时延和开销，满足实时业务的需求。
（8）干扰抑制技术
OFDMA和SC-FDMA多址技术的使用使小区内干扰基本得到消除，LTE在eNB间引入X2接口，该接口的一个功能是实现切换，另一功能是使得相邻小区能共享负载信息和进行协调调度，以减小小区间干扰。
LTE部署时也可以考虑采用部分频率复用技术，其主要思想是让各相邻小区为位于其小区边缘的用户分配相互不重叠的子载波资源，从而确保小区边缘用户也能享受较高的数据速率，对非小区边缘用户则没有此限制。
（9）网络扁平化
为减少网络处理节点从而减少相关处理时延，LTE采用了扁平化网络架构，网络由eNB、移动性管理实体（MME）和服务网关/分组数据网关（SGW/PGW）组成，原无线网络控制器（RNC）的功能被相应分散到它们中，大部分功能由eNB承担，这同时也意味着LTE不支持软切换（激活集中只能有一个服务的eNB），上行更软切换功能也是可选的，原关口GPRS支持节点（GGSN）/服务GPRS支持节点（SGSN）的功能则由MME和SGW/PGW完成。
eNB成为接入网中的核心网元，它实现如下功能：无线资源管理；用户数据的IP头压缩和加密；选择MME，用S1-MME接口和MME通信来实现移动性管理、寻呼用户、传递非接入子层（NAS）信令和选择SGW/PGW等；用S1-U接口和SGW通信来传递用户数据。
公司秘密严禁外传
6
LTE移动通信网络设计（V1.0）
MME的主要功能有：接入子层（AS）安全控制；NAS信令和其安全；对空闲模式终端的寻呼；选择SGW/PGW；跨MME切换时选择目标MME；和3GPP网络互通和切换时实现核心网网元间信令和3GPP网络侧SGSN的选择。
SGW的主要功能是：分组路由和前转；用户面交换以支持终端移动性；eNB间切换时充当本地移动性锚点；与3GPP网络互通时充当移动性锚点；上、下行分组计费。PGW的主要功能是：分配IP地址；基于用户的分组过滤；合法监听等。
（10）FDD和TDD技术最大共用
WCDMA和TD-SCDMA仅共用核心网和部分上层信令设计，LTE-FDD和LTE-TDD则实现了自物理层往上的最大融合和技术共用，这可以极大地方便网络设备厂家和终端设备厂家同时开发这两种产品，也方便运营商使用成对和非配对频率资源来部署技术基本相同的两套系统。
LTE-FDD和LTE-TDD的差异被最小化，差异主要体现在双工方式和部分子帧设计上：LTE-FDD上、下行采用相同的帧结构，但占用不同的频率。LTE-TDD上、下行在同一频率上，但占用不同的子帧；LTE-FDD和LTE-TDD的帧结构相同，一个无线帧（10ms）由10个子帧（各1ms）组成，当使用相同长度的循环前缀（CP）时每个子帧中的OFDM符号数也相同。但LTE-TDD的子帧0和5固定用于下行，子帧1是一个特殊子帧，它承载下行导频时隙（DwPTS）、上行导频时隙（UpPTS）和它们间的保护期，子帧2固定用于上行，其它子帧可以根据系统的上、下行速率需求进行灵活分配。当系统需要分配较多的上行资源，例如需要将后半个帧中的部分子帧分配给上行时，子帧6也将用于承载DwPTS、UpPTS和它们间的保护期。
5.2 LTE-Advanced关键技术 （1）聚合多载波
IMT-Advanced要求支持最大100MHz带宽，以实现下行1Gbit/s、上行500Mbit/s的超高峰值速率，这将主要通过载波聚合来实现。如聚合5个20MHz的载波，这些载波可以是连续的，也可以是离散的，可以在同一频段上，也可以在不同频段上。后者使运营商可以有效利用自己拥有的不同载波，使部署更加灵活。当进行载波聚合时应该根据上下行需求灵活考虑上下行载波带宽，多载波间应进行协调调度和控制。
（2）高阶MIMO
LTE-Advanced将在下行引入8×8甚至有可能更高阶的MIMO，在上行引入4×4 MIMO，并可能通过改进单用户MIMO和多用户MIMO算法、使用更多码字的多码MIMO等，来实现更高的峰值速率。
LTE-Advanced阶段，3GPP在下行引入了一种新型的MIMO传输模式——TM9。TM9可以采用基于非码本和码本两种预编码方式。
（3）智能中继
中继和传统直放站的区别是它更像是一个使用无线回程（Backhaul）的微基站，它只放大信号而避免放大噪声和干扰，从而能既增加覆盖也增加容量。LTE-Advanced已接受层3和带内中继方式以支持旧LTE终端，即Relay站支持层1到层3基本协议，
公司秘密严禁外传
7
LTE移动通信网络设计（V1.0）
具有自己的ID和调度功能，在一个R8的LTE终端看来，它就像是一个普通的eNB，它与终端间的通信和它与eNB间的回程通信时分复用在同一频带上进行。
（4）异构网络
LTE-Advanced将通过综合使用宏蜂窝、微蜂窝、微微蜂窝、家庭基站（Home NB）、中继等提供泛在服务和节省网络部署及运营成本。异构网络间的协调、移动性管理和干扰控制将是研究的热点。
（5）协调多点发送
协调多点发送（CoMP）主要考虑三种技术：合作干扰抑制、协调波束成型和联合处理。合作干扰抑制是指将一些资源进行分割，通过对特定资源不使用或者减小使用功率来避免或者减少干扰。协调波束成型通过扩展的eNB间接口来协调相邻基站的天线波束，实现波束对准本小区的用户和避开使用相同资源的邻小区用户。联合处理则是指分布式基站/天线间采用协同和联合处理，来为一个或多个用户实现分布式MIMO发送或接收。
（6）先进的干扰管理
CoMP可以规避或者减少干扰，为了更有效地支持异构网络部署，特别是提高小区边缘用户的使用体验，有必要引入更多的干扰抑制技术，如不同场景下如何选择干扰最优的服务基站、小区间的干扰协调和负载均衡技术、终端和基站相互协同的干扰管理策略等。
公司秘密严禁外传 8