主要介紹LTE下行鏈路自適應以及LTE下行鏈路自適應
中文名：LTE鏈路自適應
外文名：LTE link adaptation
套用學科：通信
特點：自適應，LTE
LTE
基本介紹
- 中文名：LTE鏈路自適應
- 外文名：LTE link adaptation
- 套用學科：通信
LTE,下行,上行,
LTE
LTE無線接入協定體系結構如圖1所示，該接入系統分為三層：層一為物理層（PHY），層二為媒體接入控制子層（MAC）、無線鏈路控制子層（RLC）和分組數據會聚協定子層（PDCP），層三為無線資源控制層（RRC）。其中物理層是無線接入系統最底層，它以傳輸信道為接口，向上層提供服務。
圖1 LTE無線接入協定體系結構LTE（LongTermEvolution，長期演進)，又稱E-UTRA/E-UTRAN，和3GPP2UMB合稱E3G（Evolved3G）
LTE是由3GPP（The3rdGenerationPartnershipProject，第三代合作夥伴計畫）組織制定的UMTS（UniversalMobileTelecommunicationsSystem，通用移動通信系統）技術標準的長期演進，於2004年12月在3GPP多倫多TSGRAN#26會議上正式立項並啟動。LTE系統引入了OFDM（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，正交頻分復用）和MIMO（Multi-Input&Multi-Output，多輸入多輸出）等關鍵傳輸技術，顯著增加了頻譜效率和數據傳輸速率（20M頻寬2X2MIMO在64QAM情況下，理論下行最大傳輸速率為201Mbps，除去信令開銷後大概為140Mbps，但根據實際組網以及終端能力限制，一般認為下行峰值速率為100Mbps，上行為50Mbps），並支持多種頻寬分配：1.4MHz，3MHz，5MHz，10MHz，15MHz和20MHz等，且支持全球主流2G/3G頻段和一些新增頻段，因而頻譜分配更加靈活，系統容量和覆蓋也顯著提升。LTE系統網路架構更加扁平化簡單化，減少了網路節點和系統複雜度，從而減小了系統時延，也降低了網路部署和維護成本。LTE系統支持與其他3GPP系統互操作。LTE系統有兩種制式：FDD-LTE和TDD-LTE，即頻分雙工LTE系統和時分雙工LTE系統，二者技術的主要區別在於空中接口的物理層上（像幀結構、時分設計、同步等）。FDD-LTE系統空口上下行傳輸採用一對對稱的頻段接收和傳送數據，而TDD-LTE系統上下行則使用相同的頻段在不同的時隙上傳輸，相對於FDD雙工方式，TDD有著較高的頻譜利用率。
LTE/EPC的網路架構如圖2所示，其中E-URTAN對應於圖3，E-URTAN無線接入網路架構。
圖2 3GPP接入的非漫遊架構
圖3 E-UTRAN的網路結構下行
下行鏈路自適應的核心技術是AMC（AdaptiveModulationCoding，自適應調製和編碼）。該技術結合多種調製方式、信道編碼速率，套用於共享數據信道。在一個TTI和一個流內，調度給某個用戶的屬於相同層2PDU的所有資源塊組，採用相同的編碼速率和調製方式。需要特別說明的是，若採用MIMO技術，則MIMO的不同數據流之間可以採用不同的AMC組合。
編碼和調製的完整過程如圖5-5所示。
圖5-5 鏈路自適應調製和信道編碼AMC的原理是基站在綜合考慮無線信道條件、接收機特徵等因素下，動態調整調製與編碼格式（傳輸格式）。為了輔助基站估計無線信道條件，需要UE上報CQI，CQI與調製方式等的對應關係如表5-3所示。但需要說明的是，表5-3所給出的MCS僅是在保證誤碼率不超過10%時所能支持的最高MCS。因此，在此基礎之上如何選擇恰當的MCS仍然取決於廠家設備的實現。AMC的引入，使得靠近小區基站的用戶能夠分配較高碼率、較高階的調製（如64QAM等）。而對於靠近小區邊界的用戶，則分配具有較低碼率的較低階調製（如QPSK等），即AMC允許按照信道條件給不同用戶分配不同的數據速率。
表5-3 CQI與調製方式、編碼率、效率的對應關係
CQI | 調製方式 | 編碼率x1024 | 效率 |
0 | — | ||
1 | QPSK | 78 | 0.1523 |
2 | QPSK | 120 | 0.2344 |
3 | QPSK | 193 | 0.3770 |
4 | QPSK | 308 | 0.6016 |
5 | QPSK | 449 | 0.8770 |
6 | QPSK | 602 | 1.1758 |
7 | 16QAM | 378 | 1.4766 |
8 | 16QAM | 490 | 1.9141 |
9 | 16QAM | 616 | 2.4063 |
10 | 64QAM | 466 | 2.7305 |
11 | 64QAM | 567 | 3.3223 |
12 | 64QAM | 666 | 3.9023 |
13 | 64QAM | 772 | 4.5234 |
14 | 64QAM | 873 | 5.1152 |
15 | 64QAM | 948 | 5.5547 |
上行
上行鏈路自適應的目標是保證每個UE所要求的最小傳輸性能，如用戶數據速率、誤塊率、延遲，同時使得系統吞吐量達到最大。根據信道狀況、UE能力（如最大的發射功率、最大的傳輸頻寬等）以及所要求的QoS（如數據速率、延遲、誤塊率等），上行鏈路自適應技術包括以下幾點。
–自適應傳輸頻寬：每個用戶的傳輸頻寬由平均信道條件（如路損和陰影等）、UE能力和要求的數據速率等決定。
–發射功率控制。
–自適應調製和信道編碼碼率：與下行類似，上行MCS技術仍是基站依據上行信道質量等信息調整調製方式和信道編碼碼率，具體調整方式取決於廠家設備的實現。
