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1 Keysight Technologies 3GPP Long Term Evolution Application Note 3GPP 3rd Generation Partnership Project UMTS Universal Mobile Telecommunication System LTE Long Term Evolution MIMO LTE LTE SC-FDMA LTE Keysight LTE 3GPP LTE

2 1 LTE LTE UMTS LTE GPP LTE LTE UE OFDM OFDMA SC-FDMA LTE LTE RF UE RF UE RRM enb RF LTE UE UE IMT-Advanced LTE-Advanced

3 1 LTE 1.1 W-CDMA 3 UMTS GPP UMTS E-UTRA evolved UMTS terrestrial radio access E-UTRAN evolved UMTS terrestrial radio access network LTE LTE 3GPP Release 8 SAE System Architecture Evolution 3GPP EPC Evolved Packet Core All-IP CN EPC evolved RAN E-UTRA plus E-UTRAN EPS evolved Packet System LTE E-UTRA E-UTRAN SAE EPC EPS EPS LTE/ SAE LTE 3GPP LTE 1 LTE 3GPP LTE Rel-7 実現可能性の調査 Rel-8 仕様作成 LSTI 概念実証 Rel-8 テスト開発 GCF テスト検証 LSTIIODT LSTI IOT 最初の GCF UE 認証 LSTI の親しい顧客によるトライアル 最初のトライアル ネットワーク 最初の商用ネットワーク 商用ネットワークの展開 1. LTE LTE 1 GCF Global Certification Forum LSTI LTE/SAE Trial Initiative 3GPP LSTI LTE LTE LSTI 4 1 LTE SAE 2 IODT 3 IOT IODT GCF UE 3GPP

4 1.2 LTE LTE LTE 1 64QAM SISO MIMO SISO FDD UE TDD MHz Release 6 HSPA IP 5 ms 0 15 km/h km/h km/h km/h All-IP 1. TR V7.2.0 Table a LTE FDD FDD 64QAM SISO 2 2 MIMO 4 4 MIMO Mbps FDD QPSK 16QAM 64QAM Mbps

5 1.3 UMTS 2 LTE 3GPP UMTS 3GPP org/releases Release 99 3GPP Release 4 Release 4 TD-SCDMA Time Domain Synchronous Code Division Multiple Access 1.28 Mcps W-CDMA Release 5 Release GSM GPRS General Packet Radio Service HSDPA High Speed Downlink Packet Access UMTS UMTS Release 6 HSUPA High Speed Uplink Packet Access E-DCH Ehanced Dedicated Channel HSDPA HSUPA HSPA High Speed Packet Access Release 7 LTE/SAE 1 MIMO 64QAM 16QAM HSPA Release 8 HSPA HSDPA 64QAM-MIMO Release 8 LTE SAE Release 8 LTE Release 10 4G ITU IMT-Advanced LTE-Advanced 2. UMTS Release UMTS Rel Basic 3.84 Mcps W-CDMA FDD & TDD Rel Mcps TDD TD-SCDMA Rel HSDPA Rel HSUPA E-DCH Rel-7 Rel HSPA 64QAM MIMO 16QAM LTE/SAE LTE OFOMA/SC-FDMA SAE IP HSPA 3GPP GERAN GSM Enhanced RAN IMS Internet Protocol Multimedia Subsystem 2 5

6 1.4 LTE 3GPP LTE "3.9G" 3G 1 3GPP HSPA+ 3GPP EDGE Evolution Mobile WiMAX TM IEEE e Telecommunications Technology Association TTA WiBro MIMO 3.9G EDGE Evolution HSPA+ Mobile WiMAX IEEE d WiBro LTE 3GPP2 UMB Ultra Mobile Broadband LTE GPP LTE 3GPP Release 7 LTE study phase LTE E-UTRA E-UTRAN Release enb evolved Node B UE SAE Release Release 9 LTE SAE 6

7 G/3G TE R MT Um GERAN MSC EIR HLR/AuC* HSS* C SMS-GMSC SMS-IWMSC SMS-SC Gb, Iu Gs Gf Gr Gd Gc PCRF Gx+ (Go/Gx) Gmb Rx+ (Rx/Gq) AF BM-SC TE MT UTRAN R Uu UE Gm Iu SGSN SGSN Gn Ga Gn/Gp 課金システム * CGF* Ga GGSN OCS* Gy Mb MRFP Gi Mb IMS Gi IMS- MGW PDN Wi P-CSCF Mw CSCF WLAN UE イントラネット / インターネット Ww 無線 LAN アクセス ネットワーク Wa Wn Wa CDF 3GPP AAA プロキシ WAG Wf HLR/ AuC* D/Gr Wf Wd Wg Wp Cx HSS* Wx 3GPP AAA サーバ Wm PDG Wz Wo Dw Wy Dx SLF OCS* ** Wu トラフィックとシグナリングシグナリング CGF* 課金システム * 注記 :* 要素は 図のレイアウト目的にのみ複製されています これらは アーキテクチャ ベースラインの同じ論理エンティティに属しています ** は 現在欠落している基準ポイントです 2. 3G Figure EPC All-IP SAE 3GPP LTE EPC LTE EPC 3GPP UTRAN GERAN 3GPP cdma RAN 7

8 3 LTE evolved RAN EPC GERAN Gb GPRS コア Iu UTRAN S1 Evolved RAN(LTE) EPC(SAE) SGSN S3 MME UPE S5a IASA S4 3GPP アンカ S2a 信頼できる 3GPP 以外の IP アクセス S5b SAE アンカ S7 S6 S2b epdg SGi HSS 無線 LAN アクセス ネットワーク PCRF Rx+ オペレーション IP サービス (IMS PSS など ) 無線 LAN 3GPP IP アクセス Figure

9 EPC LTE RAN E-UTRAN E-UTRAN UE E-UTRA enb MME / S-GW MME / S-GW S 1 S 1 S1 X 2 S 1 enb X 2 X 2 enb E-UTRAN enb 4. E-UTRAN LTE Figure 4 X2 enb RNC E-UTRAN S1 EPC S1 enb MME S- GW 9

10 EPS E-UTRAN EPC enb Inter cell RRM RB control Connection mobility cont. Radio admission control enbmeasurement configuration & provision Dynamic resource allocation (scheduler) RRC MME NAS security Idle state mobility handling PDCP SAE bearer control RLC MAC PHY S1 Serving gateway Mobility anchoring internet E-UTRAN EPC 5. E-UTRAN EPC Figure 4.1 enb IP UE MME S-GW * ETWS MME NAS NAS AS EPS S-GW enb UE P-GW PDN UE IP

11 2 LTE LTE UE enb LTE FDD TDD FDD FDD LTE MBMS TV UE MBMS 3GPP UMTS Release 6 LTE embms evolved MBMS embms MBSFN Multicast/Broadcast over single-frequency network MBSFN UE CP UE 1 LTE MBMS embms 3GPP Release LTE MHz 15 khz LTE embms 7.5 khz 3GPP LTE RB RB 180 khz 0.5 ms LTE RB 15 khz khz embms RB 0.5 ms 24 3 RB Table MHz MHz N UL RB OR N DL RB RB

12 2.3 LTE UMTS 15 FDD 8 TDD LTE 1 GSM W-CDMA 1 4. EUTRA TS Table E-UTRA UL BS UE DL BS UE F UL_low F UL_high F DL_low F DL_high MHz MHz FDD MHz MHz FDD MHz MHz FDD MHz MHzz FDD MHz MHz FDD MHz MHz FDD MHz MHz FDD MHz MHz FDD MHz MHz FDD MHz MHz FDD MHz MHz FDD MHz MHz FDD MHz MHz FDD MHz MHz FDD MHz MHz FDD MHz MHz TDD MHz MHz TDD MHz MHz TDD MHz MHz TDD MHz MHz TDD MHz MHz TDD MHz MHz TDD MHz MHz TDD 12

13 2.4 UE LTE Mbps Mbps UE UE UE UE UE 5. UE Table UE Mbps enb UE Mbps 64QAM UE UE 13

14 2.5 OFDM OFDMA LTE OFDMA SC-FDMA OFDMA OFDM OFDM OFDM QPSK 16QAM 64QAM 6 TR OFDM FFT 5 MHz 6. OFDM Figure 1 OFDM ETSI GSM OFDM 1980 OFDM FFT GPP UMTS OFDM CDMA OFDM 14

15 UMTS CDMA OFDM OFDM OFDM OFDM CDMA OFDM OFDM CP CP OFDM MIMO OFDM OFDM OFDM SC-FDMA SC-FDMA OFDM CDMA CDMA OFDM

16 シンボル(時間)シンボル(時間) 8. OFDM OFDMA 6 CDMA OFDM 6. CDMA OFDM CDMA OFDM 5 MHz OFDM 5 MHz CP MIMO MIMO OFDM UE 3GPP TDMA OFDMA OFDMA 8 サブキャリア サブキャリア ユーザ 1 ユーザ 2 ユーザ 3 OFDM OFDMA 16

17 2.6 SC-FDMA OFDM PAR 3GPP LTE GSM CDMA PAR OFDMA SC-FDMA SC-FDMA sub-clause 5.6 DFT FFT IFFT CP SC-FDMA OFDM DFT-SOFDM SC- FDMA OFDMA SC-FDMA OFDMA SC-FDMA 9 QPSK 2 4 M LTE 12-1,1 Q 1,1 1, 1-1,-1-1, 1 1, -1-1,-1 1, 1 1, -1-1, 1 I 送信する QPSK データ シンボルのシーケンス -1,-1 1,-1 V QPSK 変調データ シンボル CP OFDMA シンボル V 各 SC-FDMA シンボル周期中は 一定のサブキャリア パワー CP SC-FDMA シンボル 時間 OFDMA シンボル 時間 SC-FDMA シンボル f c 15 khz 周波数 f c 60 khz 周波数 OFDMA データ シンボルは 1 OFDMA シンボル周期のあいだ 15 khz を占有 SC-FDMA データ シンボルは 1/M SC-FDMA シンボル周期のあいだ M 15 khz を占有 9. QPSK OFDMA SC-FDMA 17

18 9 15kHz 66.7µs OFDMA 1 QPSK 4 4 QPSK 1 OFDMA CP 4 CP IFFT M SC-FDMA OFDMA 9 2 OFDMA 4 QPSK 1 1 SC-FDMA 4 QPSK 4 M 15 khz OFDMA 1 1 SC-FDMA SC-FDMA SC 1 OFDMA SC-FDMA 66.7µs SC-FDMA M OFDMA PAR M M SC-FDMA OFDMA PAR OFDMA QPSK SC-FDMA QPSK M OFDMA PAR SC-FDMA PAR M PAR 18

19 2.6.2 SC-FDMA SC-FDMA 10 QPSK 9 4 QPSK 1 QPSK 1 SC-FDMA SC-FDMA M 1 SC-FDMA M QPSK Q 1, 1 1, 1 1 V(I) 1 V(Q) I 1, 1 1, SC-FDMA 1 SC-FDMA SC-FDMA 1 SC-FDMA IQ DFT 11 DFT 1 SC-FDMA 15kHz M DFT µs V,Φ V,Φ 周波数 周波数 SC-FDMA DFT DFT 1 SC-FDMA DFT SC-FDMA DFT 11 DFT QPSK OFDMA 19

20 SC-FDMA DFT DFT M DFT N LTE MHz 6 FDMA SC-FDMA OFDMA IDFT CP OFDMA 12 SC-FDMA OFDMA SC-FDMA に固有 OFDMA と共通 M 個のデータ ビットを入力 データをコンスタレーションにマッピング タイム ドメイン波形を生成 M ポイントの DFT を実行 ( 時間から周波数 ) シンボルをサブキャリアにマッピング N ポイントの IFFT を実行 N > M アップコンバートと送信 タイム ドメイン 周波数ドメイン タイム ドメイン M 個のデータ ビットを出力 コンスタレーションをデマッピングしてデータを生成 コンスタレーションを生成 M ポイントの IDFT を実行 ( 周波数から時間 ) サブキャリアをデマッピングしてシンボルを生成 N ポイントの DFT を実行 N > M 受信とダウンコンバート 12. SC-FDMA OFDMA 20

21 SC-FDMA OFDMA 66.7µs OFDMA SC-FDMA M OFDMA 9 11 SC-FDMA DFT SC-FDMA DFT DFT SC-FDMA M M SC-FDMA M DFT DFT OFDMA SC-FDMA OFDMA 1 PAR SC-FDMA PAR SC- FDMA M CP 7 15 khz SC-FDMA PAR M 7. OFDMA SC-FDMA OFDMA SC-FDMA 15 khz M 15 khz 15 khz M 15 khz PAR IQ 1/66.7 µs M/66.7 µs 21

22 ャネアクティブ リソース ブロックチリソース ブロック2.6.3 SC-FDMA UE enb 13 チャネル帯域幅 [MHz] 伝送帯域幅構成 [RB] ル エッジ伝送帯域幅 [RB] ッジ中心サブキャリア ( ベースバンドの DCに対応 ) はダウンリンクでは送信されません E-UTRA Figure5.6-1 チャネル エ 14 SC-FDMA 6 A 16QAM 7 RS SC-FDMA Zadoff-Chu QAM SC-FDMA 22

23 B khz 18 MHz 100 RB 20 MHz 5 MHz 10 ms LO IQ 0.5 db IQ OFDM LO 3GPP C EVM IQ 1.15 EVM RS EVM E 0.1 db EVM RS 1 db A IQ 16QAM 8 D EVM EVM C EVM RB RB B 30 db D X RS EVM E 1 EVM RS 16QAM QPSK 64QAM F CCDF PAR SC-FDMA SC-FDMA OFDMA PAR 1 OFDMA PAR SC-FDMA SC-FDMA PAR OFDMA 5 MHz OFDMA 16QAM SC-FDMA 3 db db

24 2.7 LTE MIMO SISO MISO Tx Rx Tx0 Rx Tx1 SIMO MIMO Tx Rx0 Tx0 Rx0 Rx1 Tx1 Rx SISO SIMO 1 2 SIMO 2 3 db S/N SNR 1 SNR 24

25 2.7.3 MISO MISO SNR MISO MIMO 2 2 MIMO MIMO 2 1 Tx MISO SIMO 2 Tx 2 Rx MIMO SIMO MISO MIMO N N N N N MIMO 1 25

26 MIMO MIMO MIMO MIMO Eigen FDD UE TDD MIMO SNR MIMO MIMO MIMO SNR MIMO 26

27 2.8 LTE LTE LTE CW0 CW1 MIMO SU-MIMO 2 1 UE MIMO MU-MIMO 1 UE 2 4 MIMO enb UE RV インデックス ペイロード コード ブロックのセグメント化 チャネル コード化 レート整合 コード ブロックの連結 巡回バッファ CW0 スクランブル QPSK /16QAM /64QAM 変調マッパ 空間多重化 Tx Div (CDD/SFBC) リソース エレメント マッパ OFDM 信号マッパ アンテナ番号 [d] レイヤ マッパ [x] プリコード化 [y] CW1 スクランブル 変調マッパ リソース エレメント マッパ OFDM 信号マッパ 17. MIMO Figure d x y 27

28 2.8.1 LTE LTE SIMO 2. MISO 3. MIMO 4. MIMO 5. MIMO MIMO UE 6. 1 MISO 7. 5 MISO 1 UE 2 SIMO SNR Rx 2 Tx UMTS Release 99 Tx UMTS Tx LTE Release 99 MIMO LTE Tx Tx 1 SFBC Tx CW0 CW1 SFBC 3 MIMO UE MIMO UE SU-MIMO 2 CW0 CW1 16 UE CQI 4 MIMO FDD UE CQI PMI RI PMI CQI PMI RI UE UE 28

29 5 MU-MIMO UE LTE RB 6 MIMO UE UE 5 6 MIMO 1 MIMO 1 CDD enb UE RB LTE CDD UE enb UE 29

30 2.8.2 LTE 3 enb UE SU-MIMO UE MU-MIMO SU-MIMO LTE 3GPP Release 8 SU-MIMO UE 2 SU- MIMO SU-MIMO UE enb SNR MU-MIMO SU-MIMO 18 2 UE 2 2 UE enb 1 GHz SU-MIMO MU-MIMO UE 2 MU-MIMO enb UE 2 UE 1 enb 18. MIMO 30

31 2.8.3 MIMO MIMO MIMO CoMP MIMO UE MIMO Release 8 LTE 3GPP Release 10 LTE-Advanced MIMO UE enb 1 MIMO X2 1 ms 31

32 制御/測3 LTE E-UTRA MAC 2 MAC MAC 2 RLC 19 SAP 1 3 RRC レイヤ 3 無線リソース制御 (RRC) レイヤ 2 レイヤ 1 Medium Access Control 定物理層 Figure 1 論理チャネル トランスポート チャネル FEC HARQ Hybrid Automatic Repeat Request MIMO RF 32

33 上位レイヤへ / 上位レイヤから 多重化とチャネル コード化 物理チャネルと変調 物理層プロシージャ 物理層測定 Figure CQI MIMO UE HARQ ACK/ NACK UE enb RRM 33

34 LTE P-SS S-SS UE RS RS RS 16QAM 64QAM 8. LTE UE ID 3 UE ID 168 ID UE UL 34

35 9 W-CDMA LTE W-CDMA HSPA 9. LTE DL PBCH Physical broadcast channel PMCH Physical multicast channel MCH PDCCH Physical downlink control channel ACK/NACK PDSCH Physical downlink shared channel PCFICH Physical control format indicator channel 1 PDCCH OFDMA PHICH Physical hybrid ARQ indicator channel HARQ ACK/NACK UL PRACH Physical random access channel PUCCH Physical uplink control channel ACK/NACK PUSCH Physical uplink shared channel 35

36 OFDMA SC- FDMA FDD TDD LTE LTE T f T s 10 ms 1 T T s 5 ms #0 #1 #2 #3 #18 # LTE Figure FDD 10ms 10 2 FDD 1 T f T s 10 ms T s 5 ms T s 1 ms 1 T T s 0.5 ms #0 #2 #3 #4 #5 #7 #8 #9 DwPTS UpPTS DwPTS UpPTS ms LTE Figure TDD 22 5 ms 2 5 ms 10 ms GP DwPTS UpPTS ms ms 10 ms

37 3.2.2 OFDM OFDM SC-FDMA 1 OFDM OFDM N DL symb OFDM CP 7 OFDM T s (x Ts) OFDM 10 f 15 khz 7.5 khz 144 Ts 1.4 km 10 km 10. OFDM SC-FDMA Table OFDM SC-FDMA f 15 khz f 15 khz f 15 khz N CP l 160 l l l l N CP l 160 l l l

38 OFDM SC- FDMA T 1 T N DL symbol SC-FDMA N DL symbol OFDM N DL symbol N RB SC N DL symbol N RB SC N DL- RB N RB SC N RB SC k l N DL- RB N RB SC N RB SC k l I 0 I N DL symbol 1 I 0 I N DL symbol 1 a b 24. a b Figures RB RB 0.5 ms khz 1 RB 1 RB 11 MBSFN 7.5 khz 7.5 khz 2 CP MBSFN Table N RB SC N RB Symb f 15 khz 7 12 f 15 khz 6 f 7.5 khz 24 3 N RB SC N RB Symb

39 3.2.4 FDD PDSCH PBCH PDCCH PBCH PDCCH PDSCH PBCH PDCCH LTE FDD 62 #0 #10 #0 #4 PBCH 6 RB # PDCCH 3 RB 10 4 PDSCH 2 1 ms PBCH PDCCH PDSCH ms

40 RB RB UE CDMA PUCCH PUCCH/PUSCH 27 64QAM 16QAM QPSK BPSK (1a) QPSK (1b) PUSCH PUSCH PUCCH PUCCH 1a/1b Zadoff-Chu PUSCH 3RB QPSK PUSCH 3RB or PUCCH

41 3.2.6 TDD ms 10 ms TDD 62 #2 #12 3 #1 #11 #0 #4 PBCH 6 RB #1 4 PDCCH 3 PDSCH P-SS S-SS 3GPP P-SS S-SS PBCH PDCCH PDSCH DMRS PUCCH UpPTS DL/UL 28. LTE TDD 5 ms P-SS S-SS PBCH PDCCH PDSCH DMRS PUCCH UpPTS DL/UL 29. LTE TDD 10 ms 41

42 LTE TS PBCH PDCCH PDSCH PMCH PCFICH PHICH RS QPSK QPSK QPSK 16QAM 64QAM QPSK 16QAM 64QAM QPSK 2 4 Walsh I/Q BPSK ID I jq 31 3 Zadoff-Chu 2 31 BPSK M PUCCH PUSCH PRACH RS RS BPSK QPSK QPSK 16QAM 64QAM u th root Zadoff-Chu Zadoff-Chu Zadoff-Chu 42

43 TrCH TrCH DL-SCH PBCH PCH MCH HARQ UE MBMS UE MBSFN UL-SCH HARQ RACH 14. HARQ CFI HI DC UCI 43

44 TrCH Table TrCH DL-SCH BCH PCH MCH CFI HI DCI PDSCH PBCH PDSCH PMCH PCFICH PHICH PDCCH TrCH UL-SCH RACH UCI PUSCH PRACH PUCCH PUSCH MAC FEC LTE TrCH 2 UL-SCH DL-SCH PCH MCH BCH tail-biting R 1/3 3 tail-biting TrCH

45 3.3.2 HARQ AMC 2 LTE HARQ AMC HARQ LTE HSPA HSPA+ Type- HARQ AMC LTE Type- HARQ AMC LTE HARQ Type- HARQ 45

46 LTE FDD TDD UE ID enb 1 LTE 6 RB EPRE OFDMA CDMA OFDMA UE CDMA MU-MIMO MU-MIMO UE enb 9 PUSCH PUCCH SRS UE RB UE RS RS 1 RS EPRE PDSCH RS PRACH PRACH

47 3.4.4 PDSCH PDSCH PDCCH UE UE CQI PMI CQI UE CQI 32 CQI 5 CQI 16 CQI Table k 6 7 CQI CQI UE PUCCH UE PUSCH PUCCH PUSCH PUSCH PUCCH enb PUSCH PUCCH PUSCH CQI CQI HSDPA CQI LTE PMI MIMO enb PMI RB PMI 2 2 SU-MIMO MIMO

48 RI MIMO RI CQI PMI RI 1 10 ms 1 CQI/PMI PUSCH PUSCH UE PDCCH UE PUSCH RB RB PUCCH PUSCH SRS UE SRS PDCCH UE PDCCH PCFICH PDCCH PHICH P-BCH PHICH PDCCH 1 3 MBSFN PUCCH PSDSCH PUCCH ACK/NACK PDCCH n PDSCH ACK/NACK n ms 48

49 UE enb inter-rat RRM RRM UE UE LTE LTE LTE UE LTE UMTS FDD UMTS TDD GSM cdma2000 RSRP UE RS W RS 1 RB RE UE RS RSRP RSRP 6 11 db 2 RSRP 2 3 db 2 6 db RSRP UE RSRP RSRQ RSRP E-UTRA RSSI RSSI RSRP RSRQ RSRQ db 3 4 db RSRQ 49

50 UTRA FDD CPICH RSCP UMTS UTRA CDMA 1 UTRA FDD CPICH RSCP CPICH LTE UMTS LTE RSRP LTE inter-rat inter- RAT UTRA FDD UTRA FDD RSSI UMTS RSRQ E-UTRA RSSI UTRA UTRA RDD CPICH E C /N 0 UMTS CPICH UE CPICH E C /N 0 CPICH RSCP RSSI UMTS 10 db CPICH 10 db UTRA FDD CPICH E C /N 0 LTE inter-rat GSM RSSI LTE GPRS E-GPRS EDGE GSM GSM RSSI GSM RSSI BCCH LTE inter-rat UTRA TDD RSSI UTRA TDD RSSI LTE inter-rat UTRA TDD P-CCPCH RSCP RSRP UTRA TDD P-CCPCH LTE inter-rat cdma2000 1xRTT cdma2000 RSRP 1x Mcps RTT 3xRTT cdma2000 cdma2000 Walsh 0 7 db cdma2000 1xEV-DO Releases 0 A B HRPD cdma2000 cdma2000 HRPD cdma2000 HRPD LTE HRPD LTE RSRP 50

51 3.5.2 enb enb UE LTE RS Tx enb UE 2 1 enb 1 enb RB 117 dbm 96 dbm 4 db N 0 *W N 0 W 51

52 RRM RRM Subclause A RRM Subclause E-UTRAN RRC_IDLE UE 2 UE UE 1 UE UE UMTS LTE UE LTE UE inter-rat LTE UE 52

53 S UE 3 S S 1 DRX UE DRX DRX DRX DRX UE UE UE ID E-UTRAN RSRP / SNR S E-UTRAN S inter-rat UTRA FDD UTRA TDD GSM HRPD cdma2000 1xRTT RAT 53

54 3.6.2 E-UTRAN RRC_CONNECTED E-UTRAN E-UTRAN FDD-FDD E-UTRAN FDD-TDD E-UTRAN TDD-FDD E-UTRAN TDD-TDD RAT E-UTRAN-UTRAN FDD E-UTRAN-UTRAN TDD E-UTRAN-GSM E-UTRAN-HRPD E-UTRAN-cdma2000 1xRTT RRC RRC RRC RRC RRC 4 PRACH UE 160 ms 1 1 s enb 54

55 UE UE T s T s 1/ 15000*2048 s UE enb UE N TA * T s N TA enb UE 12* T s UE 2* T s 2* T s 7* T s UE RRM UE 4 s 0.1 s 0.25 UE UE n n 6 4* T s TDD 2 3 µs 55

56 E-UTRAN cdma2000 1xRTT/HSPD cdma2000 1xRTT HRPD UE CDMA enb UE 1 enb CDMA 10 µs enb GPS 8 GPS 10 µs enb CDMA 10 µs UE Q out Q in 2 Q out Q out PDCCH 10 Q in Q out Q in PDCCH 2 UE Q out UE Q in UE RRC_CONNECTED UE UE RAT E-UTRA E-UTRA inter-rat UTRA FDD UTRA TDD GSM UE RAT UE DRX RAT UE 56

57 E-UTRAN E-UTRAN FDD E-UTRAN TDD E-UTRAN E-UTRAN FDD-FDD E-UTRAN TDD-TDD E-UTRAN TDD-FDD E-UTRAN FDD-TDD inter-rat E-UTRAN FDD-UTRAN FDD E-UTRAN TDD-UTRAN FDD E-UTRAN TDD-UTRAN TDD E-UTRAN FDD-UTRAN TDD E-UTRAN FDD-GSM E-UTRAN TDD-GSM E-UTRAN FDD-UTRAN FDD SON E-UTRAN TDD-UTRAN FDD SON E-UTRAN FDD-cdma2000 1xRTT E-UTRAN TDD-cdma2000 1xRTT E-UTRAN FDD-HRPD E-UTRAN TDD-HRPD UE E-UTRAN RSRP RSRP RSRP RSRQ RSRQ RSRQ UTRAN FDD UTRAN FDD CPICH RSCP UTRAN FDD RSSI UTRAN FDD CPICH E c/n0 UTRAN TDD UTRAN TDD P-CCPCH RSCP UTRAN TDD RSSI GSM GSM RSSI cdma2000 1x RTT cdma2000 1x RTT E-UTRAN 57

58 4 RF LTE UE RF RRM 3 enb RF RF UE enb RF 17. UE RF FDD TDD EMC UE 1 FDD/TDD UE 2 ICS UE 3 EMC RF UE Annex A 15 RRM 18. enb RF FDD TDD E-UTRA Evolved Universal Terrestrial Radio Access BS EMC E-UTRA BS E-UTRA FDD EMC RF UE RF enb RF enb 58

59 4.1 UE RF UE RF RF RF RF RRM RF LTE UE 3GPP RAN5 LTE UE RF ACLR UE RF Subclause UE MPR A-MPR UE PRACH/SRS EVM IQ RB ACLR UE

60 RF UMTS LTE SC-FDMA RMC RMC 3 RB RMC UE RF UE 20. UE RF Subclause ACS UMTS UE RF 1 UMTS BLER UMTS BER BER BLER BER BLER UE ACK/NACK BER BLER LTE RMC 95 BLER LTE BLER 60

61 4.1.3 UE RF UE RF UE RF Subclause FDD PDSCH FDD PDSCH FDD PDSCH FDD PDSCH TDD PDSCH TDD PDSCH TDD PDSCH TDD PDSCH TDD PDSCH UE FDD PCFICH/PDCCH FDD PCFICH/PDCCH TDD PCFICH/PDCCH TDD PCFICH/PDCCH FDD PHICH FDD PHICH TDD PHICH TDD PHICH AWGN FDD CQI PUCCH AWGN TDD CQI PUCCH AWGN FDD CQI PUCCH AWGN TDD CQI PUCCH FDD PUSCH TDD PUSCH FDD PUCCH TDD PUCCH FDD PMI PUSCH TDD PMI PUSCH FDD PMI PUSCH TDD PMI PUSCH

62 4.2 UE RRM RRM RRM A A RRM A RRM RRM 22. UE RRM Subclause E-UTRAN FDD-FDD E-UTRAN TDD-TDD E-UTRAN FDD-FDD E-UTRAN FDD-TDD E-UTRAN TDD-FDD E-UTRAN TDD-TDD E-UTRA FDD-UTRAN FDD UTRA FDD E-UTRAN FDD-UTRAN FDD UTRA FDD E-UTRAN FDD-UTRAN TDD E-UTRAN TDD-UTRAN FDD E-UTRA TDD-UTRAN TDD UTRA E-UTRAN TDD-UTRAN TDD UTRA E-UTRAN FDD-GSM E-UTRAN TDD-GSM E-UTRAN FDD-HRPD HRPD E-UTRAN FDD-cdma2000 1x cdma2000 1X E-UTRAN FDD-FDD E-UTRAN TDD-TDD E-UTRAN FDD-FDD E-UTRAN TDD-TDD E-UTRAN FDD-UTRAN FDD E-UTRAN TDD-UTRAN FDD E-UTRAN FDD-GSM E-UTRAN TDD-UTRAN TDD 62

63 22. UE RRM Subclause E-UTRAN FDD-UTRAN TDD E-UTRAN FDD-HRPD E-UTRAN FDD-cdma2000 1xRTT E-UTRAN FDD RRC E-UTRAN FDD RRC E-UTRAN FDD E-UTRAN FDD E-UTRAN TDD E-UTRAN TDD E-UTRAN FDD UE E-UTRAN TDD UE E-UTRAN FDD UE E-UTRAN TDD UE E-UTRAN FDD E-UTRAN FDD E-UTRAN TDD E-UTRAN TDD E-UTRAN FDD-FDD E-UTRAN FDD-FDD DRX E-UTRAN FDD-FDD E-UTRAN TDD-TDD DRX E-UTRAN TDD-TDD E-UTRAN FDD-FDD DRX E-UTRAN FDD-FDD E-UTRAN TDD-TDD DRX E-UTRAN TDD-TDD 63

64 22. UE RRM Subclause E-UTRAN FDD-UTRAN FDD AWGN E-UTRAN FDD-UTRAN FDD SON ANR E-UTRAN TDD-UTRAN FDD E-UTRAN TDD-UTRAN TDD AWGN E-UTRAN FDD-GSM E-UTRAN FDD-UTRAN TDD AWGN E-UTRAN TDD-GSM FDD RSRP FDD RSRP TDD RSRP TDD RSRP FDD-FDD RSRP FDD-FDD RSRP TDD-TDD RSRP TDD-TDD RSRP FDD RSRQ TDD RSRQ FDD-FDD RSRQ FDD-FDD RSRQ TDD-TDD RSRQ TDD-TDD RSRQ 64

65 4.3 enb RF LTE enb OFDMA UMTS enb RF enb RF RF RF enb RF enb RF OFDMA UMTS LTE 65 ns 1/4 65 ns UMTS UMTS CPICH 23. enb RF Subclause RE EVM ACLR

66 4.3.2 enb RF enb RF OFDMA LO IQ UE IQ 24. enb RF Subclause ACS enb RF enb RF enb RF Subclause PUSCH UL PUSCH HARQ-ACK High Speed Train PUCCH 1a ACK PUCCH 2 CQI PUCCH 1a ACK PRACH 66

67 4.3.4 enb E-UTRA E-TM UMTS OFDMA E-TM UMTS E-TM1 E-TM2 E-TM ms PDSCH UE PDSCH Gold PBCH PCFICH PHICH PDCCH E-TM RS 6 E-TM 6 26 E-TM E-TM E-TM E-TM1.1 E-TM1.2 E-TM2 E-TM3.1 E-TM3.2 E-TM3.3 ACLR ACLR OFDM 64QAM PRB EVM 64QAM PRB OFDM 64QAM EVM 16QAM EVM QPSK EVM 67

68 4.3.5 enb FRC enb FRC 27 64QAM FRC 5/6 A RB 1 ms 86, Mbps enb Table SNR 19.7 db A5-7 FRC 70 5 Hz Pedestrian A 2 enb 27. FRC 64QAM 5/ Table A.5-1 A5-1 A5-2 A5-3 A5-4 A5-5 A5-6 A DFT-OFDM QAM 64QAM 64QAM 64QAM 64QAM 64QAM 64QAM 5/6 5/6 5/6 5/6 5/6 5/6 5/ CRC CRC C

69 5 LTE LTE LTE LTE LTE SC-FDMA UE LTE 6 LTE UE GSM/UMTS LTE LTE 3GPP TD-SCDMA TDD IP IMS LTE RF RF LTE 69

70 5.1 LTE RF 30 Keysight Connected Solution LTE DUT RF RF/ RF/ C++ Verilog-A HDL/C++ RF/ DUT DUT

71 5.1.1 Keysight SystemVue SystemVue 2 LTE 1 SystemVue LTE TCP/IP 1 SystemVue exploration exploration IP SystemVue LTE 71

72 5.1.2 RF Keysight ADS 3GPP LTE RF 3GPP LTE Keysight ADS MIMO TDD LTE RFIC/ RF RF RF EVM PAPR CCDF ACLR Connected Solution Keysight SystemVue ADS SystemVue ADS RF 32 SISO BER LAN ケーブル LAN 経由での SystemVue LTE TDD/ FDD 信号のダウンロード イベント 1 マーカ出力 トリガ入力 MXG MHz 7.68 MHz IF の SVue LTE TDD/FDD 信号 アナログ入力 クロック入力 14 ビット A/D コンバータ ボード ( DUT) デジタル出力 ロジック アナライザ (SystemVue インストール済み ) ESG +3.3V +5V LAN ケーブル N6705 DC 電源 / アナライザ 32. Connected Solution LTE OFDMA SISO BER 72

73 5.2 Keysight Signal Studio Signal Studio 2G/3G/3.5G/4G LTE 33 LTE Signal Studio FDD/TDD LTE ASIC Keysight MXG ACLR BTS I/Q Signal Studio Keysight ESG Keysight PXB MIMO MIMO I/Q HARQ LTE 33. Signal Studio 73

74 RF 34 Keysight RF RF 信号発生器 トランスミッタ レシーバ アップ コンバージョン / 増幅 増幅 / ダウン コンバージョン 信号発生器 ベクトル信号解析ソフトウェア オシロスコープ アナログ IQ D/A 変換 A/D 変換 アナログ IQ ロジック アナライザ デジタル IQ ベースバンド処理 媒体アクセス制御 UE デジタル IQ ベースバンド デジタル インタフェース Signal Studio ソフトウェア 34. Keysight RDX VSA /IF/RF VSA DVSA VSA I/Q EVM RFIC DigRF v3 v4 RDX DSI CSI-2 MIPI Mobile Industry Processor Interface D-PHY MIPI D-PHY MIPI D-PHY 74

75 5.3.2 VSA Keysight Infiniium 90000A Infiniium 13 GHz 2 Infiniium IEEE n WiMAX TM 2 MIMO GPIB/USB/LAN PC VSA Keysight Infiniium 90000A 1 G DigRF Keysight RDX RF DigRF v3 v4 IC-RFIC RDX RF RF IQ RDX Keysight RF DigRF /RF IC 35 RDX 35. DigRF v3/v4 IQ 75

76 5.4 LTE RF Keysight LTE Keysight VSA VSA FDD TDD 4 4 MIMO Keysight X MXA/EXA N9080A LTE FDD N9082A LTE TDD ACLR SEM SCPI VSA N908xA 1 LTE E-UTRA E-TM enb /RS EVM EVM VSA SC-FDMA VSA 5 MHz LTE 76

77 5.5 UE UE Keysight PXT E6620A 37 RF/ LTE UE Keysight 4G PXT E6620A 3GPP LTE UE UE PXT E6620A LTE LTE Tx/Rx RF/ L1/L2/L3 MIMO 2x2 4x2 2.7 GHz Window XP PC 37. RF/ RF Keysight GS-8860 GS-8870 GS-8890 PXT E6620A LTE RF RF 3GPP TS Section 6 Section 7 Section 8 PXT E6620A Keysight 77

78 5.6 UE GCF PTCRB Anite SAT Keysight PXT E6620A LTE Anite SAT LTE LTE UE 38 E6620 E6620 PC E6620 E Anite RF Keysight 14565B 66319D/21D DC LTE 66319D/21D LTE DC 15 V 3 A 64 K /s 16 µa A 3 DUT 78

79 Keysight 3G 2G IMS LTE/SAE /IMS L1 L7 LTE S1 X2 S3 S4 S5 KPI/ LTE/SAE Keysight E6474A RF 2 LTE FDD-LTE TD-LTE HSPA+ UMTS GPRS cdma2000 1xEV-DO iden TD-SCDMA WiMAX Keysight W1314A LTE RSSI RSSI LTE ID RF CW RF 39. LTE 79

80 5.7.3 RF Keysight FieldFox RF 4 GHz/6 GHz RF 1 6 RF 1 FieldFox GSM W-CDMA LTE LTE GSM/W-CDMA/LTE B LTE TDD FieldFox 1.5 /s 20 MHz 3 khz 96 db 30 khz FieldFox QuickCal CalReady RF 80

81 6 4 4G 4G ITU-R 5D 41 IMT-Advanced 3GPP LTE-Advanced 提案 評価 ITU-R コンセンサス 仕様 最初の配備? 3GPP Rel-9 調査項目 Rel-10 作業項目 41. IMT-Advanced LTE-Advanced ITU G 4G Release 8 LTE/SAE G 2 4G IEEE e 3GPP LTE/SAE 4G 81

82 6.1 IMT-Advanced ITU-R IMT-Advanced IMT 100 Mbps 1 Gbps 3GPP Release 9 LTE-Advanced LTE-Advanced "Requirements for further advancements for E-UTRA LTE-Advanced" 22 ITU-R IMT-Advanced 3GPP LTE LTE RAT LTE-Advanced LTE LTE LTE-Advanced LTE-Advanced LTE 3GPP LTE-Advanced 20 MHz IMT WRC-07 82

83 6.2 LTE-Advanced LTE-Advanced 3GPP LTE-Advanced "Further Advancements for E-UTRA Physical Layer Aspects" 23 1 OFDM DFT-S-OFDM SC-FDMA 1 UE PAPR OFDM Gbps LTE- Advanced 100 MHz 100 MHz 100 MHz UE 2 20 MHz MIMO MIMO 8x8 enb 8 MIMO UE MIMO 83

84 6.2.3 MIMO MIMO Section MIMO UE X2 enb MIMO 2 2 MIMO MIMO UE 84

85 6.2.5 OFDMA OFDMA CQI/PMI OFDMA CQI CDMA OFDMA OFDM LTE LTE-Advanced 1 SON enb O&M SON Release 8 Release 9 Release B HNB enb LTE-Advanced DSL 2 85

86 6.3 LTE LTE-Advanced 3GPP LTE Keysight EDA LTE LTE 86

87 7 3GPP 3GPP 3GPP 3GPP 36 LTE LTE Keysight LTE 30 LTE LTE and the Evolution to 4G Wireless Design and Measurement Challenges 87

88 8 3G 3GPP ACLR ACS ADS AMC A-MPR ARQ BCCH BTS CCDF CDD CDMA CFI Co-MIMO CP CPICH CQI CRC DCI DFT DFT-SOFDM DL DL-SCH D-PHY DSP DVSA E-DCH E-UTRAN embms enb EPC EPRE ETSI E-UTRA E-UTRAN EVM FDD FFT FRC FS1 FS2 GSM HARQ HI 3rd Generation 3 3rd Generation Partnership Project 3 Adjacent channel leakage ratio Adjacent channel selectivity Advanced Design System Adaptive modulation and coding Additional maximum power reduction Automatic repeat request Broadcast control channel Base transceiver station Complementary cumulative distribution function Cyclic delay diversity Code division multiple access Control format indicator Cooperative MIMO MIMO Cyclic prefix Common pilot channel Channel quality indicator Cyclic redundancy check Downlink control indicator Discrete Fourier transform Discrete Fourier transform spread OFDM OFDM Downlink Downlink shared channel 500 Mbps physical layer 500 Mbps Digital signal processing Digital vector signal analysis Enhanced dedicated channel Evolved UMTS terrestrial radio access network Evolved UMTS Evolved multimedia broadcast multicast service Evolved Node B Evolved packet core Energy per resource element European Telecommunications Standards Institute Evolved UTRA Evolved UTRAN Error vector magnitude Frequency division duplex Fast Fourier transform Fixed reference channel Frame structure type 1 1 Frame structure type 2 2 Global system for mobile communication Hybrid automatic repeat request HARQ indicator HARQ 88

89 8 HSPA HSUPA IFFT IOT IP LO LTE MAC MBMS MBSFN MCH MIMO MISO MME MPR MU-MIMO NAS OFDM OFDMA PAPR PAR PBCH P-CCPCH PCFICH PCH PDCCH PDCP PDSCH PHICH PHY PRACH PMCH PMI PUCCH PUSCH QAM QPSK RACH RAT RB RF RLC RMC High speed packet access High speed uplink packet access Inverse FFT FFT Interoperability test Internet protocol Local oscillator Long term evolution Medium access control Multimedia broadcast multicast service Multicast/broadcast over single-frequency network Multicast channel Multiple input multiple output Multiple input single output Mobility management entity Maximum power reduction Multiple user MIMO MIMO Non-access stratum Orthogonal frequency division multiplexing Orthogonal frequency division multiple access Peak-to-average power ratio Peak-to-average ratio Physical broadcast channel Primary common control physical channel Physical control format indicator channel Paging channel Physical downlink control channel Packet data convergence protocol Physical downlink shared channel Physical hybrid ARQ indicator channel ARQ Physical layer Physical random access channel Physical multicast channel Pre-coding matrix indicator Physical uplink control channel Physical uplink shared channel Quadrature amplitude modulation Quadrature phase shift keying 4 Random access channel Radio access technology Resource block Radio frequency Radio link control Reference measurement channel 89

90 8 RNC RRC RRM RS RSCP RSRP RSRQ RSSI SAE SAP SC-FDMA SFBC S-GW SIMO SISO SNR SRS SU-MIMO TDD TDMA TR TrCH TS TTA UCI UE UL UL-SCH UMB UMTS UTRA UTRAN VSA W-CDMA Radio network controller Radio resource control Radio resource management Reference signal Received signal code power Reference signal received power Reference signal received quality Received signal strength indicator System architecture evolution Service access point Single carrier frequency division multiple access Space-frequency block coding Serving gateway Single input multiple output Single input single output Signal-to-noise ratio S/N Sounding reference signal Single user MIMO MIMO Time division duplex Time division multiple access Technical report Transport channel Technical specification Telecommunications Technology Association Uplink control indicator User equipment Uplink Uplink shared channel Ultra-mobile broadband Universal mobile telecommunications system Universal terrestrial radio access Universal terrestrial radio access network Vector signal analyzer Wideband code division multiple access 90

91 9 1. 3GPP TR V8.0.0 ( ) GPP TR V8.0.0 ( ) GPP TR V8.0.0 ( ) GPP TS V8.8.0 ( ) GPP TS V9.1.0 ( ) GPP TS V8.5.1 ( ) GPP TS V8.5.0 ( ) GPP TS V8.3.0 ( ) GPP TR V6.0.0 ( ) GPP TS V8.7.0 ( ) GPP TS V8.3.0 ( ) GPP TS V8.7.0 ( ) GPP TS V8.7.0 ( ) GPP TS V8.6.0 ( ) GPP TS V8.5.0 ( ) GPP TS V8.0.0 ( ) GPP TS V8.2.1 ( ) GPP TS V8.1.0 ( ) GPP TS V8.0.1 ( ) GPP TS V8.1.0 ( ) GPP TS V8.2.0 ( ) GPP TS V8.0.0 ( ) GPP TS V8.1.0 ( ) 91

92 mykeysight LAN extensions for Instruments puts the power of Ethernet and the Web inside your test systems. Keysight is a founding member of the LXI consortium. Keysight Technologies, Inc. DEKRA Certified ISO 9001:2008 Quality Management System キーサイト テクノロジー合同会社本社 東京都八王子市高倉町 9-1 受付時間 9:00-18:00 ( 土 日 祭日を除く ) TEL ( ) FAX ( ) contact_japan@keysight.com Keysight Technologies, 2015 Published in Japan, January 23, JAJP cS

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