LTE基礎(chǔ)知識(shí)介紹

1、1,td-lte 基礎(chǔ)知識(shí)介紹,2,總綱,概述 物理層關(guān)鍵技術(shù) 物理層基礎(chǔ) 業(yè)務(wù)流程,3,總綱,概述 物理層關(guān)鍵技術(shù) 物理層基礎(chǔ) 業(yè)務(wù)流程,4,td-lte 系統(tǒng)架構(gòu),扁平的ran結(jié)構(gòu)：取消了rnc，由enb組成；enb直接與epc（evolved packet core）相連；enb之間直接相連,5,td-lte enb與epc劃分,6,td-lte 空口協(xié)議,控制面協(xié)議：控制無(wú)線業(yè)務(wù)的接入及其ue和網(wǎng)絡(luò)間各方面的連接控制,用戶面協(xié)議：實(shí)現(xiàn)無(wú)線承載業(yè)務(wù)的接入和信令的接入,7,td-lte lte需求,容量提升 峰值速率：下行100 mbps，上行50 mbps 20mhz 頻譜效率：下行是h

2、sdpa的3-4倍，上行是hsupa的2-3倍 覆蓋增強(qiáng) 提高“小區(qū)邊緣比特率”，5 km滿足最優(yōu)容量，30 km輕微下降，并支持100 km的覆蓋半徑 移動(dòng)性提高 015km/h性能最優(yōu)，15120 km/h高性能，支持120350 km/h，甚至在某些頻段支持 500 km/h,8,td-lte lte需求,質(zhì)量?jī)?yōu)化 時(shí)延：用戶面小于 5ms，控制面小于 100 ms 服務(wù)內(nèi)容綜合多樣化 高性能的廣播業(yè)務(wù)，mbms，提高實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)支持能力，voip達(dá)到utran電路域性能 運(yùn)維成本降低 扁平、簡(jiǎn)化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，降低運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本,9,td-lte 與3g標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)別,lte與3g最主要的2點(diǎn)區(qū)別

3、物理層核心技術(shù)由cdma更改為ofdm 為了降低用戶面延遲，lte取消了無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制器（rnc），將rnc、nodeb功能合并在enodeb中實(shí)現(xiàn),10,總綱,概述 物理層關(guān)鍵技術(shù) 物理層基礎(chǔ) 業(yè)務(wù)流程,11,總綱,概述 物理層關(guān)鍵技術(shù) 物理層基礎(chǔ) 業(yè)務(wù)流程,12,傳統(tǒng)fdm/fdma技術(shù) 頻分復(fù)用，將較寬的頻帶分成若干較窄的子載波進(jìn)行并行發(fā)送 缺點(diǎn)：需要大量的獨(dú)立的調(diào)制/解調(diào)器；頻譜效率低 ofdm技術(shù)基本原理 利用ifft/fft實(shí)現(xiàn)了調(diào)制/解調(diào)的功能 通過(guò)實(shí)現(xiàn)子載波正交解決了頻譜效率低的問(wèn)題,td-lte 多址技術(shù)（1/4,13,ofdm技術(shù)優(yōu)勢(shì) 頻譜效率高 帶寬擴(kuò)展性強(qiáng) 抗多徑衰落：o

4、fdm將寬帶傳輸轉(zhuǎn)化為很多子載波上的窄帶傳輸，每個(gè)子載波上的信道可看作平坦衰落信道 頻域調(diào)度和自適應(yīng)：ofdm的子載波可靈活調(diào)度和分配；且根據(jù)不同頻帶特性自適應(yīng)選擇不同的調(diào)制編碼方式 實(shí)現(xiàn)mimo技術(shù)較簡(jiǎn)單 ofdm技術(shù)缺點(diǎn) papr（峰均功率比）問(wèn)題：ofdm將很多子載波的信號(hào)疊加在一起，當(dāng)信號(hào)相位相同時(shí)，會(huì)引起很高的峰值功率 時(shí)間和頻率同步問(wèn)題,td-lte 多址技術(shù)（2/4,14,td-lte 多址技術(shù)（3/4,下行多址方式 ofdma 頻譜效率高 帶寬擴(kuò)展性強(qiáng) 抗多徑衰落 頻譜資源分配靈活 利于與mimo技術(shù)相結(jié)合,15,td-lte 多址技術(shù)（4/4,上行多址方式 sc-fdma 具

5、有單載波特性，峰均功率比（papr）較低，降低了對(duì)終端線性功放的需求 帶寬靈活分配 可大量重用lte下行技術(shù),16,td-lte mimo（1/8,mimo多入多出： 提高信道容量及頻譜利用率 不增加帶寬和天線發(fā)送功率 利用多天線來(lái)抑制信道衰落,17,td-lte mimo（2/8,下行mimo技術(shù) 基本配置22（最多44），最大支持4流傳輸 傳輸分集（sfbc、cdd） 開環(huán)空間復(fù)用（sm，spatial multiplexing） 閉環(huán)sm, 即線性預(yù)編碼技術(shù) 波束賦型(bf) 多用戶mimo （mu-mimo） 上行mimo技術(shù) 上行基本天線配置為1發(fā)2收 上行傳輸天線選擇 mu-mim

6、o,18,td-lte mimo（3/8,cdd - 循環(huán)延時(shí)分集 目的：得到多徑分集或頻率分集 方法：人為制造信道的頻率選擇性 實(shí)現(xiàn)：對(duì)不同天線的同一頻域符號(hào)乘以不同的相位偏移,19,td-lte mimo（4/8,sfbc - 空頻編碼 在相鄰子載波上傳輸相互正交的符號(hào) 接收端利用正交性恢復(fù)信號(hào),20,td-lte mimo（5/8,beam forming 原理：利用空間信道的強(qiáng)相關(guān)性，對(duì)發(fā)送信號(hào)進(jìn)行加權(quán)，使輻射方向圖對(duì)準(zhǔn)用戶來(lái)波方向 只有相位加權(quán)，沒(méi)有幅度加權(quán) 加權(quán)值由用戶的位置決定，與快衰無(wú)關(guān),21,td-lte mimo（6/8,預(yù)編碼 利用天線之間低相關(guān)性，對(duì)發(fā)送信號(hào)做線性預(yù)處理

7、，從而簡(jiǎn)化接收端操作 基于碼本的預(yù)編碼：收發(fā)端共同一套碼本集，ue可根據(jù)信道信息選擇碼本，將其序號(hào)反饋基站,22,td-lte mimo（7/8,下行多用戶mimo空分多址 基站將占用相同時(shí)頻資源的多個(gè)數(shù)據(jù)流發(fā)送給不同用戶 上行多用戶mimo 虛擬系統(tǒng)：多個(gè)終端占用相同的時(shí)頻資源各自發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)流，從接收端來(lái)看，這些來(lái)自不同終端的數(shù)據(jù)流可看做來(lái)自一個(gè)終端的多根天線的數(shù)據(jù),23,td-lte mimo（8/8,天線選擇分集,24,td-lte harq,最小的增量冗余（ir）harq 停止-等待harq 下行采用自適應(yīng)異步harq 異步：重傳時(shí)不限制harq進(jìn)程的時(shí)域位置，即子幀 自適應(yīng)：根據(jù)無(wú)

8、線信道條件，自適應(yīng)調(diào)整每次重傳采用的資源塊、調(diào)制方式、傳輸塊大小和重傳周期等參數(shù) 上行采用同步非自適應(yīng)harq,25,總綱,概述 物理層關(guān)鍵技術(shù) 物理層基礎(chǔ) 業(yè)務(wù)流程,26,總綱,概述 物理層關(guān)鍵技術(shù) 物理層基礎(chǔ) 業(yè)務(wù)流程,27,td-lte 幀結(jié)構(gòu)（1/2,基于td-scdma幀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，保留三個(gè)特殊時(shí)隙 gp、uppts可靈活配置，支持各種尺寸的小區(qū)，提供與各種上下行比例的td-scdma的共存的可能性,fs2幀結(jié)構(gòu)（td-lte,28,td-lte 幀結(jié)構(gòu)（2/2,根據(jù)特殊時(shí)隙出現(xiàn)頻率，分為5ms周期結(jié)構(gòu)、10ms周期結(jié)構(gòu) 上、下行比例可根據(jù)業(yè)務(wù)類型靈活配置,fs2幀結(jié)構(gòu)（td-lte,

9、29,td-lte 基本物理單元,resource block 頻率上連續(xù)的12個(gè)子載波， 時(shí)域上對(duì)應(yīng)1個(gè)時(shí)隙。這是lte里調(diào)度的最小單元。 resource element rb內(nèi)的各個(gè)時(shí)頻單元，以（k,l）來(lái)表征，k為子載波，l為ofdm符號(hào)。 resource element group 4個(gè)re一組，用于表征下行控制信道的映射、交織等操作,30,td-lte 下行物理信道,pdsch ，物理下行共享信道，主要承載非mbsfn模式的下行傳輸數(shù)據(jù)。 pmch，物理多播信道，承載mbsfn模式的下行傳輸數(shù)據(jù) pbch，物理廣播信道，承載bch包含的mib信息。 pcfich，物理控制格式指示

10、信道，承載cfi信息，用于指示1個(gè)子幀中pdcch、phich占用的ofdm符號(hào)數(shù)目。 pdcch，物理下行控制信道，承載上下行調(diào)度及其它控制信息 phich，物理harq指示信道，承載對(duì)上行數(shù)據(jù)回復(fù)的ack/nack信息,31,td-lte 上行物理信道,prach， 物理隨機(jī)接入信道，用于ue發(fā)起接入請(qǐng)求等 pusch，物理上行共享信道，承載上行數(shù)據(jù)，以及上行控制信息 pucch，物理上行控制信道，承載上行控制信息,32,td-lte 物理信號(hào),psssss，主輔同步信號(hào)，唯一對(duì)應(yīng)一個(gè)物理小區(qū)id值，可用于幫助ue完成小區(qū)搜索、下行同步。 cell-specific rs，小區(qū)專用參考信號(hào)

11、，可用于ue完成信道估計(jì)、信道質(zhì)量測(cè)量等。 mbsfn rs，用于mbsfn業(yè)務(wù)的信道估計(jì)。 ue-specific rs，主要用于波束賦型傳輸?shù)男诺拦烙?jì)。 dmrs，解調(diào)參考信號(hào)，用于上行信道估計(jì)。 srs，探測(cè)參考信號(hào)，可用于實(shí)現(xiàn)子載波頻率選擇性調(diào)度、功率控制、上行同步保持等,33,td-lte 傳輸信道與物理信道的映射,34,td-lte 控制信息與物理信道的映射,pusch 可支持?jǐn)?shù)據(jù)與控制信息的復(fù)用,35,td-lte 調(diào)制方式,下行信道,上行信道,36,td-lte 信道編碼,37,td-lte pdsch發(fā)送端流程,38,總綱,概述 物理層關(guān)鍵技術(shù) 物理層基礎(chǔ) 業(yè)務(wù)流程,39,總

12、綱,概述 物理層關(guān)鍵技術(shù) 物理層基礎(chǔ) 業(yè)務(wù)流程,40,td-lte 小區(qū)搜索(1/2,rssi： received signal strength indicator,41,td-lte 小區(qū)搜索（2/2,42,td-lte 隨機(jī)接入（1/4,基于競(jìng)爭(zhēng)的隨機(jī)接入過(guò)程,43,td-lte 隨機(jī)接入（2/4,基于非競(jìng)爭(zhēng)的隨機(jī)接入過(guò)程,44,td-lte 隨機(jī)接入（3/4,隨機(jī)接入過(guò)程基本功能,申請(qǐng)上行資源,取得與enb上行同步,競(jìng)爭(zhēng)隨機(jī)接入過(guò)程,無(wú)線鏈路失敗后初始接入，及rrc連接重建,從rrc_idle狀態(tài)初始接入、即rrc連接建立,下行數(shù)據(jù)到達(dá)且ue上行失步,上行數(shù)據(jù)到達(dá)且ue上行失步、或者雖

13、未失步但需要隨機(jī)接入申請(qǐng)上行資源,切換,45,td-lte 隨機(jī)接入（4/4,非競(jìng)爭(zhēng)隨機(jī)接入過(guò)程,切換,下行數(shù)據(jù)到達(dá)且ue上行失步,輔助定位，利用隨機(jī)接入獲取定時(shí)提前量（ta,td-lte 功率控制（1/2,下行功率分配,enb保持小區(qū)專屬rs epre在整個(gè)下行帶寬及所有子幀中的恒定,ue確定該小區(qū)的rs信號(hào)功率后，可根據(jù)空口消息獲得的功率比值計(jì)pa、pb pdsch的epre，計(jì)算公式可參考ts 36.213,下行功率控制,enb在高層消息中通知ue專屬功率比值參數(shù)pa、pb,pdsch使用頻域調(diào)度技術(shù)，不需要進(jìn)行下行功控,pdcch/phich/pcfich可采用半靜態(tài)的功率分配,47,

14、td-lte 功率控制（2/2,上行功率控制,功控目標(biāo)是補(bǔ)償路損和陰影、抑制小區(qū)間干擾；由于lte上行信號(hào)之間是正交的，不存在cdma系統(tǒng)需要克服遠(yuǎn)近效應(yīng)的情況，采用慢速功控即可,可對(duì)pusch、pucch、srs等信道進(jìn)行功率控制,pusch的功控由enb在dci 0中發(fā)出，包括絕對(duì)功控、積累功控兩種模式,pucch的功控由enb以非周期的方式在pdcch中發(fā)出,srs的功率與pusch對(duì)應(yīng)，具有固定的偏移值,td-lte 附著過(guò)程（1/5,目的：在ue和mme之間建立聯(lián)系，讓網(wǎng)絡(luò)知道ue的存在和位置,附著請(qǐng)求內(nèi)容 ue id 原來(lái)的位置 終端能力 終端設(shè)置,td-lte 附著過(guò)程（2/5,

15、附著接受內(nèi)容 網(wǎng)絡(luò)設(shè)置 網(wǎng)絡(luò)能力 tai list guti,td-lte 附著過(guò)程（3/5,td-lte 附著過(guò)程（4/5,續(xù),td-lte 附著過(guò)程（5/5,續(xù),53,td-lte 尋呼過(guò)程（1/3,54,td-lte 尋呼過(guò)程（2/3,55,td-lte 尋呼過(guò)程（3/3,續(xù),56,td-lte 小區(qū)重選（1/2,當(dāng)ue駐留到一個(gè)合適的小區(qū)后，開始進(jìn)行小區(qū)重選，原則如下述,首先，基于絕對(duì)優(yōu)先級(jí),其次，采用一種排名準(zhǔn)則比較各小區(qū)的鏈路質(zhì)量,最后，ue驗(yàn)證目標(biāo)小區(qū)的可接入性,小區(qū)重選可分為同頻小區(qū)重選、異頻小區(qū)重選,57,td-lte 小區(qū)重選（2/2,58,td-lte 業(yè)務(wù)切換（1/2,59,切換準(zhǔn)備過(guò)程：觸發(fā)ue進(jìn)行測(cè)量；源enb切換判決；目標(biāo)enb接收來(lái)自源enb的切換請(qǐng)求消息并響應(yīng)；準(zhǔn)備l1/l2進(jìn)行切換 切換執(zhí)行過(guò)程：目標(biāo)enb生成的切換命令；通過(guò)源enb將其透?jìng)鹘oue使得ue發(fā)起切換；離開源enb；向目標(biāo)enb發(fā)起rach進(jìn)行同步；當(dāng)ue成功接入目標(biāo)小區(qū)后，發(fā)送切換完成消息 切換完成過(guò)程：向mme發(fā)送路徑轉(zhuǎn)換請(qǐng)求來(lái)告知ue更換了小區(qū)，并更新s-gw的用戶平面，觸發(fā)源enb進(jìn)行資源釋放,td-lte 業(yè)務(wù)切換（2/2,60,td-lte 系統(tǒng)間切換（1/2,61,切換準(zhǔn)備過(guò)程：請(qǐng)求核心網(wǎng)在目標(biāo)rnc、sgsn以及s-gw等建立資源,包括目標(biāo)sgsn建立e