陜西安康月LTE物理層介紹

1、會計學1陜西安康月陜西安康月LTE物理層介紹物理層介紹n網(wǎng)絡結構與關鍵技術網(wǎng)絡結構與關鍵技術n無線幀結構n物理資源分配n物理信道和信號n物理層過程Page4Page5HLRSGSN /GGSNMSCServerMGWIP / ATM回傳網(wǎng)NodeBNodeBNodeBUEUEUERNCIu接口接口Iub接口接口IP承載網(wǎng)HSSSGWMMEIMSeNodeBeNodeBeNodeBPGWPage6eNodeBMME/S-GWMME/S-GWX2X2X2S1S1S1S1E-UTRANeNodeBeNodeB核心網(wǎng)核心網(wǎng)Page7Page8信源編解碼信道編解碼調(diào)制解調(diào)射頻收發(fā)GSMTDMACDMA加

2、擾解擾擴頻解擴突發(fā)脈沖格式化WCDMAcdma2000TD-SCDMA信源編解碼信道編解碼信源編解碼信道編解碼調(diào)制解調(diào)射頻收發(fā)調(diào)制解調(diào)射頻收發(fā)加擾解擾擴頻解擴突發(fā)脈沖格式化OFDMAFDMALTE信源編解碼信道編解碼調(diào)制解調(diào)射頻收發(fā)加擾解擾時隙級快速調(diào)度時隙級快速調(diào)度Page9Page10Page11Page12Page13Page14Page15BSMS單發(fā)單收（SISO）BSMS接收分集（SIMO）BSMS發(fā)射分集+接收分集BSMSMIMO信道多發(fā)多收（MIMO）Page16雙聲道立體聲,身臨其境的感覺真好兩只喇叭+兩只耳朵雙發(fā)雙收 MIMO，讓上網(wǎng)速率翻番兩副接收天線+兩副發(fā)射天線Pag

3、e17UEA B C D E F G HI J K L M N O PA B C D E F G HA B C D E F G HA B C D E F G HUEl沒有智能天線的情況下，小區(qū)間用戶干擾嚴重l使用智能天線的情況下，小區(qū)間用戶干擾得到極大改善Page18ModeMode傳輸模式傳輸模式技術描述技術描述應用場景應用場景1 1單天線傳輸信息通過單天線進行發(fā)送無法布放雙通道室分系統(tǒng)的室內(nèi)站2 2發(fā)射分集同一信息的多個信號副本分別通過多個衰落特性相互獨立的信道進行發(fā)送信道質(zhì)量不好時，如小區(qū)邊緣3 3開環(huán)空間復用 終端不反饋信道信息，發(fā)射端根據(jù)預定義的信道信息來確定發(fā)射信號信道質(zhì)量高且空間

4、獨立性強時4 4閉環(huán)空間復用 需要終端反饋信道信息，發(fā)射端采用該信息進行信號預處理以產(chǎn)生空間獨立性信道質(zhì)量高且空間獨立性強時。終端靜止時性能好5 5多用戶MIMO 基站使用相同時頻資源將多個數(shù)據(jù)流發(fā)送給不同用戶，接收端利用多根天線對干擾數(shù)據(jù)流進行取消和零陷。6 6單層閉環(huán)空間復用 終端反饋RI=1時，發(fā)射端采用單層預編碼，使其適應當前的信道7 7單流Beamforming發(fā)射端利用上行信號來估計下行信道的特征，在下行信號發(fā)送時，每根天線上乘以相應的特征權值，使其天線陣發(fā)射信號具有波束賦形效果信道質(zhì)量不好時，如小區(qū)邊緣8 8雙流Beamforming結合復用和智能天線技術，進行多路波束賦形發(fā)送，

5、既提高用戶信號強度，又提高用戶的峰值和均值速率 傳輸模式是針對單個終端的。同小區(qū)不同終端可以有不同傳輸模式 eNB自行決定某一時刻對某一終端采用什么傳輸模式，并通過RRC信令通知終端 模式3到模式8中均含有發(fā)射分集。當信道質(zhì)量快速惡化時，eNB可以快速切換到模式內(nèi)發(fā)射分集模式Page20制式制式上下行上下行時隙配比時隙配比調(diào)制調(diào)制方式方式多天線技術多天線技術載波載波帶寬帶寬下行物理層下行物理層峰值速率峰值速率下行物理層下行物理層平均速率平均速率GSM EDGE/8PSK/200kHz473.6kbps300kbps左右左右TD HSDPA2 : 416QAM智能天線1.6MHz1.6Mbps1

6、Mbps左右左右WCDMAHSPA/16QAM/5MHz14.4Mbps7Mbps左右左右WCDMAHSPA+/64QAM22MIMO5MHz42Mbps15Mbps左右左右TD - LTE2 : 264QAM22MIMO20MHz75Mbps25Mbps左右左右TD - LTE1 : 364QAM22MIMO20MHz100Mbps40Mbps左右左右LTE - A (4G)/64QAM待定100MHz1Gbps/Page21Page22單載波單載波lOFDM：正交頻分復用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing)l多采用幾個頻率并行發(fā)送，以實現(xiàn)

7、寬帶的傳輸lOFDM系統(tǒng)中各個子載波相互交疊，互相正交，從而極大地提高了頻譜利用率frequencyfrequencyfrequency傳統(tǒng)多載波傳統(tǒng)多載波OFDMPage23工信部電信研究院-TD-LTE無線關鍵技.frequencyOFDM頻譜傳統(tǒng)FDM頻譜某UE可用頻率某UE不用的頻率或低MCS頻率資源分配圖：深衰落頻率選擇性衰落Page24Page25Page26l解決方法：下行使用高性能功放，上行使用DFT-S-OFDM技術Page27子載波 TTI： 1ms 頻域 時域 用戶 1 用戶 2 用戶 3 系統(tǒng)帶寬 子頻段：12個子載波 Page28n網(wǎng)絡結構與關鍵技術n無線無線幀結構幀

8、結構n物理資源分配n物理信道和信號n物理層過程#01個無線幀 Tf = 307200 TS = 10 ms1個時隙 Tslot=15360TS=0.5ms#11個子幀#2#17#18#191個子幀子幀 #5DwPTSGPUpPTS子幀 #91個半幀 153600 TS = 5 ms1個子幀子幀 #0DwPTSGPUpPTS30720TS子幀 #41個時隙 Tslot=15360TS1個無線幀 Tf = 307200 Ts = 10 ms配置切換時間間隔子幀編號012345678905msDSUUUDSUUU15msDSUUDDSUUD25msDSUDDDSUDD310msDSUUUDDDDD4

9、10msDSUUDDDDDD510msDSUDDDDDDD65msDSUUUDSUUDPage33特殊子幀配置普通CP擴展CPDwPTSGPUpPTSDwPTSGPUpPTS03101381194183121031921311211011412118725392822693291271022-81112-Page34n網(wǎng)絡結構與關鍵技術n無線幀結構n物理資源分配物理資源分配n物理信道和信號n物理層過程n一個RB在時域上包含 個OFDM符號,在頻域上包含 個子載波n 和 的個數(shù)由CP類型和子載波間隔決定DLsymbNRBscNDLsymbNRBscN資源資源定義定義RE一個RE在時域占用一個符號

10、，在頻域占用1個子載波，是最小的資源單位REG為控制信道資源分配的資源單位， 由4個RE組成CCE由PDCCH資源分配的一個資源單位; 一個CCE包含9個REGRB由服務信道資源分配的一個資源單位; RB在時域占用一個時隙，在頻域占用12個子載波RBG為業(yè)務信道資源分配的資源單位， 由一組RB組成CCE用于PDCCH分配在PCFICH 和PHICH完成之后，進行PDCCH分配每個CCE包含9個REG，CCE從0開始編號CCE的總數(shù)由PDCCH占用的符號數(shù)決定子載波間隔OFDM符號數(shù)(一個時隙)RB占用子載波數(shù)RB對應的RE數(shù)常規(guī)CP15KHz71284擴展CP15KHz612727.5KHz3

11、24721個RB在頻域上對應12個子載波， 180KHz=15 KHz x 12(normal CP)信道帶寬信道帶寬(MHz)1.435101520RB數(shù)數(shù)615255075100實際占用帶實際占用帶寬寬(MHz)1.082.74.5913.518464 110327 63211 26110(P)RBG 個數(shù)個數(shù)系統(tǒng)帶寬DLRBNn網(wǎng)絡結構與關鍵技術n無線幀結構n物理資源分配n物理信道和信號下行物理信道和信號下行物理信道和信號下行物理信道和信號n物理層過程下行物下行物理信道理信道PCFICH-物理控制物理控制格式指示格式指示信道信道PBCH-物物理廣播信理廣播信道道PMCH-物物理多播信理多

12、播信道道PDSCH-下下行物理共行物理共享信道享信道PDCCH-下行物理下行物理控制信道控制信道PHICH-物物理理HARQ指示信道指示信道下行物理層信號下行物理層信號:lRS(導頻信號)lP(S)-SCH(同步信號 )固定位置的信道、信號RSP（S）SCHPBCHPCFICH（相對固定）信道映射的順序固定位置信道（RS、P（S）SCH、PBCH、PCFICH）PHICHPDCCHPDSCHNormal CP，Cell ID=0時Extend CP，Cell ID=0時常規(guī) CP 15kHz擴展 CP 15kHzCRC附加用戶加擾信道編碼速率匹配小區(qū)內(nèi)的PDCCH信道合并CRC附加用戶加擾信道

13、編碼速率匹配CRC附加用戶加擾信道編碼速率匹配每個天線口的物理資源映射OFDM調(diào)制OFDM調(diào)制OFDM調(diào)制An 1An 0An P小區(qū)加擾調(diào)制映射層映射預編碼PDCCHDCIn1DCI2DCIBCCHPCCHCCCHDCCHDTCHMCCHMTCHPCHDL-SCHMCHBCHPBCHPDSCHPMCH邏輯信道傳輸信道物理信道PDCCHn網(wǎng)絡結構與關鍵技術n無線幀結構n物理資源分配n物理信道和信號下行物理信道和信號上行物理信道和信號行物理信道和信號n物理層過程上行物上行物理信道理信道PUSCH-物理上行物理上行共享信道共享信道PUCCH-物理上行物理上行控制信道控制信道PRACH-物理隨機物理

14、隨機接入信道接入信道上行物理層信號上行物理層信號:lDMRS(PUSCH/PUCCH解調(diào)參考信號)lSRS(Sounding信號 )SRS帶寬0TCk1TCkbandwidthtPUCCHPUSCHPRACH1msCPSRSPUCCH 的的格式調(diào)制調(diào)制每子幀字節(jié)每子幀字節(jié)數(shù)數(shù)1N/AN/A1aBPSK11bQPSK22QPSK202aQPSK+BPSK212bQPSK+QPSK22PUSCHscsymbMMCCCHDCCHDTCHUL-SCHPRACHPUSCHRACHPUCCH邏輯信道傳輸信道物理信道n網(wǎng)絡結構與關鍵技術n無線幀結構n物理資源分配n物理信道和信號n物理層過程物理層過程下行同步

15、上行初始同步：nUE在隨機接入信道上發(fā)送preamble碼neNodeB根據(jù)preamble碼的到達位置，將調(diào)整信息反饋給UEnUE根據(jù)該信息進行后續(xù)的發(fā)送時間調(diào)整 上行同步保持：neNodeB可以根據(jù)上行信號估計接收時間生成上行時間控制命令字nUE在子幀n接收到的時間控制命令字，UE在n+x子幀按照該值對發(fā)送時間提前量進行調(diào)整下行初始同步：n初始下行同步是小區(qū)搜索過程。 UE通過檢測小區(qū)的主要同步信號，以及輔助同步信號，實現(xiàn)與小區(qū)的時間同步 下行同步保持：n小區(qū)搜索成功后，UE周期性測量下行信號的到達時間點，并根據(jù)測量值調(diào)整下行同步，以保持與eNB之間的時間同步 接收數(shù)據(jù)小區(qū)搜索 ，獲得和小

16、區(qū)的時頻同步正常通信過程中周期性地進行同步跟蹤和補償能否可以正常同步跟蹤是否是否和小區(qū)建立初始同步是否 PLMN Selection Location Registration PLMNs available PLMNselected Location Registration response Registration Area changes Indication to userManual ModeAutomatic modeService requests NAS Control Radio measurements Cell Se lection and Reselection 第四步用來解決沖突無須解決沖突60ULRBNnRAPRBoffs