LTE物理層協(xié)議與過(guò)程

1、TD-LTELTE物理層協(xié)議與技術(shù)1西安匯龍網(wǎng)絡(luò)科技有限公司TD-LTE目錄LTE物理層概述物理層概述概述信道帶寬雙工方式與幀結(jié)構(gòu)物理資源概念LTE物理層信道與信號(hào)物理層信道與信號(hào)LTE物理層過(guò)程物理層過(guò)程2TD-LTE物理層概述LTE物理層的多址方案：下行采物理層的多址方案：下行采用OFDM,上行采用SC-FDMA支持頻分雙工（FDD）和時(shí)分雙主要特征工（TDD）兩種模式基于分組交換思想，使用共享信道支持多輸入多輸出（MIMO）傳輸3TD-LTE主要功能傳輸信道的錯(cuò)誤檢測(cè)，并向高層提供指示傳輸信道的糾錯(cuò)編碼/譯碼HARQ軟合并軟合并編碼的傳輸信道向物理信道映射物理層主要功能物理信道功率加權(quán)物

2、理信道調(diào)制與解調(diào)頻率與時(shí)間同步無(wú)線特征測(cè)量，并向高層提供指示MIMO天線處理天線處理射頻處理（ 射頻相關(guān)規(guī)范）4TD-LTE目錄LTE物理層概述物理層概述概述信道帶寬雙工方式與幀結(jié)構(gòu)物理資源概念LTE物理層信道與信號(hào)物理層信道與信號(hào)LTE物理層過(guò)程物理層過(guò)程5ChanneledgeChanneledgeResourceblockTD-LTE信道帶寬支持的信道帶寬（Channel Bandwidth）1.4MHz，3.0MHz，5MHz，10MHz，15MHz以及20MHzLTE系統(tǒng)上下行的信道帶寬可以不同系統(tǒng)上下行的信道帶寬可以不同下行信道帶寬大小通過(guò)主廣播信息（MIB）進(jìn)行廣播上行信道帶寬大

3、小通過(guò)系統(tǒng)信息（SIB）進(jìn)行廣播Channel Bandwidth MHz信道帶寬與傳輸帶寬配置有如下對(duì)應(yīng)關(guān)系：Transmission Bandwidth Configuration RBTransmission信道帶寬1.435101520Bandwidth RB傳輸帶寬配置（RB數(shù)目）615255075100Active Resource BlocksDC carrier (downlink only)6TD-LTE目錄LTE物理層概述物理層概述概述信道帶寬雙工方式與幀結(jié)構(gòu)物理資源概念LTE物理層信道與信號(hào)物理層信道與信號(hào)LTE物理層過(guò)程物理層過(guò)程7TD-LTE雙工方式FDD:上行傳輸和

4、下行傳輸在不同的載波頻段上進(jìn)行TDD:上行傳輸和下行傳輸在相同的載波頻段上進(jìn)行基站/終端在不同的時(shí)間進(jìn)行信道的發(fā)送/接收或者接收/發(fā)送H-FDD:上行傳輸和下行傳輸在不同的載波頻段上進(jìn)行基站/終端在不同的時(shí)間進(jìn)行信道的發(fā)送/接收或者接收/發(fā)送H-FDD與FDD的差別在于終端不允許同時(shí)進(jìn)行信號(hào)的發(fā)送與接收，即H-FDD基站與FDD基站相同，但是H-FDD終端相對(duì)FDD終端可以簡(jiǎn)化，只保留一套收發(fā)信機(jī)并節(jié)省雙工器的成本。FDDhalf-duplex FDDTDDfDLfDLfDL/ULfULfUL8TD-LTE幀結(jié)構(gòu)（1）FDD幀結(jié)構(gòu)幀結(jié)構(gòu) - 幀結(jié)構(gòu)類型1，適用于FDD與HD FDD一個(gè)長(zhǎng)度為1

5、0ms的無(wú)線幀由10個(gè)長(zhǎng)度為1ms的子幀構(gòu)成；每個(gè)子幀由兩個(gè)長(zhǎng)度為0.5ms的時(shí)隙構(gòu)成；9TD-LTE幀結(jié)構(gòu)（2）TDD幀結(jié)構(gòu)幀結(jié)構(gòu) - 幀結(jié)構(gòu)類型2，適用于TDD一個(gè)長(zhǎng)度為10ms的無(wú)線幀由2個(gè)長(zhǎng)度為5ms的半幀構(gòu)成每個(gè)半幀由5個(gè)長(zhǎng)度為1ms的子幀構(gòu)成常規(guī)子幀：由兩個(gè)長(zhǎng)度為0.5ms的時(shí)隙構(gòu)成特殊子幀：由DwPTS、GP以及UpPTS構(gòu)成支持5ms和10ms DL UL切換點(diǎn)周期10TD-LTE幀結(jié)構(gòu)（2）10ms轉(zhuǎn)換點(diǎn)周期11TD-LTE幀結(jié)構(gòu)（3）TDD幀結(jié)構(gòu)上下行配置幀結(jié)構(gòu)上下行配置12TD-LTE幀結(jié)構(gòu)（4）TDD幀結(jié)構(gòu)特殊子幀配置幀結(jié)構(gòu)特殊子幀配置13TD-LTE多址技術(shù)下行多址技

6、術(shù)的選擇OFDM vs. CDMA技術(shù)的優(yōu)勢(shì)：技術(shù)的優(yōu)勢(shì)：頻譜效率高；帶寬擴(kuò)展性強(qiáng)；抗多徑衰落；實(shí)現(xiàn)MIMO技術(shù)較簡(jiǎn)單；頻域調(diào)度靈活；上行多址技術(shù)的選擇SC-FDMA vs. OFDM優(yōu)勢(shì)：優(yōu)勢(shì)：終端能力有限，發(fā)射功率受限；SC-FDMA采用單載波技術(shù)，峰采用單載波技術(shù)，峰均比（PAPR）低，有效提高RF功率放大器的效率，降低終端成本和耗電量；自適應(yīng)強(qiáng)，可以靈活選擇調(diào)制編碼方式，更好的適應(yīng)信道的頻率選擇性；結(jié)論：下行采用OFDM，上行采用SC-FDMA14TD-LTE目錄LTE物理層概述物理層概述概述信道帶寬雙工方式與幀結(jié)構(gòu)物理資源概念LTE物理層信道與信號(hào)物理層信道與信號(hào)LTE物理層過(guò)程物理

7、層過(guò)程15s )TD-LTE物理資源概念（1）時(shí)隙-slot子幀物理資源無(wú)線幀OFDM符號(hào)符號(hào)基本時(shí)間單位T =1 (150002048秒天線端口接收機(jī)用來(lái)區(qū)分資源在空間上的差別，包括三類天線端口：CRS： 天線端口03MBSFN：天線端口4DRS： 天線端口516TD-LTE物理資源概念（2）資源單元 (RE)對(duì)于每一個(gè)天線端口，一個(gè)OFDM或者SC-FDMA符號(hào)上的一個(gè)子載波對(duì)應(yīng)的一個(gè)單元叫做資源單元；資源塊 (RB)一個(gè)時(shí)隙中，頻域上連續(xù)的寬度為180kHz的物理資源稱為一個(gè)資源塊；17TD-LTE物理資源概念（3）資源單元組 (REG)控制區(qū)域中RE集合，用于映射下行控制信道每個(gè)REG

8、中包含4個(gè)數(shù)據(jù)RE控制信道單元（CCE）36RE，9REG組成18TD-LTE目錄LTE物理層概述物理層概述LTE物理層信道與信號(hào)物理層信道與信號(hào)下行物理信道下行物理信號(hào)上行物理信道上行物理信號(hào)LTE物理層過(guò)程物理層過(guò)程19TD-LTE下行物理信道PDSCH：物理下行共享信道：物理下行共享信道調(diào)制方式：QPSK,16QAM, 64QAMPBCH：物理廣播信道：物理廣播信道調(diào)制方式：QPSKPMCH：物理多播信道：物理多播信道調(diào)制方式：QPSK,下行物理信道PHICH：物理：物理HARQ指示信道指示信道調(diào)制方式：BPSK16QAM, 64QAMPDCCH：物理下行控制信道：物理下行控制信道調(diào)制方

9、式：QPSKPCFICH：物理控制格式指示信道：物理控制格式指示信道調(diào)制方式：QPSK20TD-LTE下行物理信道處理流程下行物理信道一般處理流程加擾調(diào)制層映射預(yù)編碼RE映射映射OFDM信信號(hào)產(chǎn)生21Ncsubcarriers72subcarriersTD-LTEPBCH介紹介紹PBCH傳送的系統(tǒng)廣播信息包括下行系統(tǒng)帶寬（4bit）、SFN子幀號(hào)（8bit） 、PHICH （3bit） 指示信息等PBCH的RE映射Slot 0Slot 1PBCH常規(guī)CP擴(kuò)展CP22TD-LTEPCFICH介紹介紹PCFICH用于指示在一個(gè)子幀中傳輸PDCCH所使用的OFDM個(gè)數(shù)CFI：2bit信息1/16編碼

10、，QPSK調(diào)制PCFICH映射到控制區(qū)域的第一個(gè)OFDM符號(hào)上的4個(gè)REG上第一個(gè)REG的位置取決于小區(qū)id4個(gè)REG之間相差1/4帶寬23TD-LTEPHICH介紹介紹PHICH用于承載HARQ應(yīng)答信息多個(gè)PHICH疊加之后可以映射到同一個(gè)PHICH group，一個(gè)PHICH group對(duì)應(yīng)12個(gè)REPHICH group的物理資源映射PHICH長(zhǎng)度分為兩個(gè)等級(jí)，其所占用的OFDM符號(hào)個(gè)數(shù)如下表所示一個(gè)PHICH group由3部分組成，分別映射到一個(gè)REG上非MBSFN子幀MBSFN子幀子幀PHICH長(zhǎng)度長(zhǎng)度常規(guī)擴(kuò)展TDD中子幀中子幀1和子幀和子幀612所有其他情況13混合載波承載MBS

11、FN12具體頻域位置取決于- 小區(qū)id- PHICH group序號(hào)- 所在OFDM符號(hào)中的REG數(shù)目- 以及PHICH擴(kuò)展長(zhǎng)度的大小24PHICH擴(kuò)展長(zhǎng)度為2的子幀PHICH擴(kuò)展長(zhǎng)度為3的子幀TD-LTEPDCCH介紹介紹PDCCH用于承載資源分配信息，包括功率控制信息等邏輯映射一個(gè)PDCCH是一個(gè)或者幾個(gè)連續(xù)CCE的集合根據(jù)PDCCH中包含CCE的個(gè)數(shù)，可以將PDCCH分為四種格式物理映射多個(gè)用戶的PDCCH進(jìn)行復(fù)用和加擾等操作，映射到?jīng)]有用于傳輸PCFICH和PHICH的REG上PDCCH格式格式0123CCE個(gè)數(shù)個(gè)數(shù)1248REG個(gè)數(shù)個(gè)數(shù)9183672PDCCH比特?cái)?shù)目比特?cái)?shù)目7214

12、428857625TD-LTEPDSCH/PMCH介紹介紹PDSCH用于承載Unicast數(shù)據(jù)信息沒有專用導(dǎo)頻時(shí)，按照PBCH同樣的端口映射Port 組合0 0,1 0,1,2,3發(fā)射專用導(dǎo)頻時(shí)，按照port 5 映射PDSCH資源分配優(yōu)先級(jí)最低，只能占用其他信道/信號(hào)不用的RBPMCH用于承載Multicast數(shù)據(jù)信息對(duì)于混合載波（PMCH+PDSCH）時(shí)，PMCH在MBSFN子幀傳輸MBSFN子幀概念前1 or 2 符號(hào)可以用于unicast;其他符號(hào)用于Multicast業(yè)務(wù)26TD-LTE目錄LTE物理層概述物理層概述LTE物理層信道與信號(hào)物理層信道與信號(hào)下行物理信道下行物理信號(hào)上行物

13、理信道上行物理信號(hào)LTE物理層過(guò)程物理層過(guò)程27TD-LTE下行物理信號(hào)（1）同步信號(hào) 主同步信號(hào) 輔同步信號(hào)確定唯一的物理小區(qū)id 小區(qū)專用參考信號(hào)下行信道質(zhì)量測(cè)量參考信號(hào) MBSFN參考信號(hào)參考信號(hào) 終端專用的參考信號(hào)下行信道估計(jì)，用于UE端的相干檢測(cè)和解調(diào)小區(qū)搜索28Ncsubcarriers72subcarriers29TD-LTE下行物理信號(hào)（2）同步信號(hào)FS1，常規(guī)CPFS2，常規(guī)CP62子載波72子載波ScramblingN (2)Zbling -ChuuenceseqdofTD-LTE下行物理信號(hào)（3）同步信號(hào)序列主同步信號(hào)使用Zadoff-Chu序列； 共有3個(gè)PSS序列，每

14、個(gè)對(duì)應(yīng)一個(gè)小區(qū)ID： ID輔同步信號(hào)使用的序列由兩個(gè)長(zhǎng)度為31的二進(jìn)制序列通過(guò)交織級(jí)聯(lián)產(chǎn)生，并且使用由主同步信號(hào)序列決定的加擾序列進(jìn)行加擾，長(zhǎng)度為31的二進(jìn)制序列以及加擾序列都由m序列產(chǎn)生； 共有168組SSS序列，與小區(qū)ID組序號(hào) 一一對(duì)應(yīng)主同步序列(1)N ID5ms兩個(gè)半幀不同輔同步序列mseq Sc ram a doffcemuenZahuf-CNcellID= 3N(1)ID+ N(2)ID兩個(gè)半幀相同30OneantennaportTwoantennaportsFourantennaportsTD-LTE下行物理信號(hào)（4）小區(qū)專用參考信號(hào)R0R0l = 0R0R0R0R0l = 6

15、 l = 0R0R0l = 6Resource element (k,l)常規(guī)CPR0R0R1R1R0R0R0R0R0R0R1R1R1R1R1R1Not used for transmission on this antenna portReference symbols on this antenna portl = 0l = 6 l = 0l = 6l = 0l = 6 l = 0l = 6R0R0R0R0R0R0R1R1R1R1R1R1R2R2R2R3R3R3R0l = 0R0l = 6 l = 0l = 6l = 0R1l = 6 l = 0R1l = 6l = 0R2l = 6 l

16、= 0l = 6l = 0R3l = 6 l = 0l = 631even-numbered slotsodd-numbered slotseven-numbered slotsodd-numbered slotseven-numbered slotsodd-numbered slotseven-numbered slotsodd-numbered slotsOneantennaportTwoantennaportsFourantennaports32TD-LTE下行物理信號(hào)（5）小區(qū)專用參考信號(hào)R0R0l = 0R0R0R0R0l = 5 l = 0R0R0l = 5Resource ele

17、ment (k,l)擴(kuò)展CPR0R0R1R1R0R0R0R0R0R0R1R1R1R1R1R1Not used for transmission on this antenan portReference symbols on this antenna portl = 0l = 5 l = 0l = 5l = 0l = 5 l = 0l = 5R0R0R0R0R0R0R0R0R1R1R1R1R1R1R1R1R2R2R2R2R3R3R3R3l = 0l = 5 l = 0l = 5l = 0l = 5 l = 0l = 5l = 0l = 5 l = 0l = 5l = 0l = 5 l = 0l

18、 = 5even-numbered slots odd-numbered slotsAntenna port 0even-numbered slots odd-numbered slotsAntenna port 1even-numbered slots odd-numbered slotsAntenna port 2even-numbered slots odd-numbered slotsAntenna port 3R433TD-LTE下行物理信號(hào)（6）MBSFN參考信號(hào)參考信號(hào)R4R4R4R4R4R4R4R4R4R4R4R4R4R4R4R4R4R4R4R4R4R4R4R4R4R4R4l

19、= 0R4R4l = 5 l = 0R4l = 5R4R4R4R4R4l = 0 l = 2 l = 0 l = 2擴(kuò)展CP，15kHz擴(kuò)展CP，7.5kHzTD-LTE下行物理信號(hào)（7）終端專用參考信號(hào)R 5R5R5R5R5R5R5R5R5R5R5R5R5R5R5R5R5R5R5R5R5R5R5R5l = 0l = 6 l = 0l = 6l = 0l = 5 l = 0l = 5擴(kuò)展CP擴(kuò)展CP，7.5kHz34TD-LTE目錄LTE物理層概述物理層概述LTE物理層信道與信號(hào)物理層信道與信號(hào)下行物理信道下行物理信號(hào)上行物理信道上行物理信號(hào)LTE物理層過(guò)程物理層過(guò)程35TD-LTE上行物理信

20、道PUSCH：物理上行共享信道：物理上行共享信道調(diào)制方式：QPSK, 16QAM, 64QAM上行物理信道PUCCH：物理上行控制信道：物理上行控制信道PRACH: 物理隨機(jī)接入信道調(diào)制方式：QPSK調(diào)制方式：QPSK36TD-LTEPUSCH介紹介紹PUSCH用于承載上行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)上行資源只能選擇連續(xù)的PRB，并且PRB個(gè)數(shù)滿足2、3、5的倍數(shù)在RE映射時(shí)，PUSCH映射到子幀中的數(shù)據(jù)區(qū)域上PUSCH的基帶信號(hào)產(chǎn)生的流程加擾調(diào)制傳輸預(yù)編碼RE映射映射SC-FDMA信號(hào)產(chǎn)生37TD-LTEPUCCH介紹介紹上行物理控制信道PUCCH用來(lái)承載上行控制信息PUCCH格式格式PUCCH格式格式11a1

21、b22a2b用途SRACK/NACKACK/NACKCQICQI+ACK/NACKCQI+ACK/NACK調(diào)制方式N/ABPSKQPSKQPSKQPSK+BPSKQPSK+QPSK比特?cái)?shù)N/A122021223839TD-LTEPRACH介紹（介紹（1）時(shí)域結(jié)構(gòu)Preamble: CP + SequencePreamble之后需要預(yù)留保護(hù)間隔（GT）TCP子幀傳輸時(shí)延TSEQPreamble傳輸時(shí)延PreambleGT小區(qū)中間用戶發(fā)送Preamble小區(qū)邊緣用戶發(fā)送PreambleTD-LTEPRACH介紹（介紹（2）序列產(chǎn)生Preamble使用Zadoff-Chu序列產(chǎn)生序列長(zhǎng)度Preamb

22、le format 03：839Preamble format 4：139Preamble format 03頻域結(jié)構(gòu)一個(gè)PRACH占用6個(gè)RBPreamble信號(hào)采用的子載波間隔與上行其它SC-FDMA符號(hào)不同Preamble format 03：1250HzPreamble format 4: 7500HzPreamble format 440TD-LTEPRACH介紹（介紹（3）PRACH 格式根據(jù)時(shí)域結(jié)構(gòu)、頻域結(jié)構(gòu)以及序列長(zhǎng)度的不同，可以將Preamble分為如下五種格式:Preamble格式4在幀結(jié)構(gòu)2中的UpPTS域中傳輸41TD-LTEPRACH介紹（介紹（4）根據(jù)CP的長(zhǎng)度大小

23、，不同類型的Preamble適用于不同半徑的小區(qū)Preamble 格式0（常用方式）1（長(zhǎng)CP方式）2（短CP，重復(fù)RACH序列）3（長(zhǎng)CP，重復(fù)RACH序列）4（只適用于TDD制式）TCP3168Ts21024Ts6240Ts21024Ts448TsTSEQ24576Ts24576Ts2*24576Ts2*24576Ts4096Ts適用小區(qū)范圍15km，普通常用小區(qū)30100km，大小區(qū)30km100km，大小區(qū)2km，熱點(diǎn)地區(qū)42TD-LTE目錄LTE物理層概述物理層概述LTE物理層信道與信號(hào)物理層信道與信號(hào)下行物理信道下行物理信號(hào)上行物理信道上行物理信號(hào)LTE物理層過(guò)程物理層過(guò)程43TD

24、-LTE上行物理信號(hào)參考信號(hào) 解調(diào)用參考信號(hào)(DRS) 探測(cè)用參考信號(hào)(SRS)上行信道估計(jì)，用于eNodeB端的相干檢測(cè)和解調(diào)上行信道質(zhì)量測(cè)量4445TD-LTEPUSCH 解調(diào)用參考信號(hào)常規(guī)CP擴(kuò)展CP12subcarriersTD-LTEPUCCH 解調(diào)用參考信號(hào)+ 1+ 1+ 1+ 1+ 1 + 1 + 1 1 + 1 1+ 1 1 1 1 1 + 11 1 111e j 2 3e j 4 3e j 4 3e j 2 346TD-LTE探測(cè)用參考信號(hào)（1）主要作用對(duì)上行信道質(zhì)量進(jìn)行估計(jì)，用于上行信道調(diào)度對(duì)于TDD，可以利用信道對(duì)稱性獲得下行信道質(zhì)量47TD-LTE探測(cè)用參考信號(hào)（2）主

25、要參數(shù)子幀位置周期持續(xù)時(shí)間時(shí)域參數(shù)符號(hào)位置是否同時(shí)傳輸SRS與ACK/NAKC子幀偏移48TD-LTE探測(cè)用參考信號(hào)（3）頻域參數(shù)4. UE通過(guò)RRC信令獲得具體的帶寬配置；1.UE通過(guò)廣播信息獲得小區(qū)允許的帶寬信息；帶寬配置SRS帶寬帶寬5. UE通過(guò)RRC信令獲知頻域位置其是否進(jìn)行RS跳頻；2. UE通過(guò)RRC信令獲得具體的SRS跳頻信息傳輸PRB位置；3. UE通過(guò)RRC信令獲知其使用的Comb信息Comb信息Comb = 0Frequency-domainpositionSounding BW(24K sub-carriers, K=1 in this case)K1Comb = 14

26、9TD-LTE目錄LTE物理層概述物理層概述LTE物理層信道與信號(hào)物理層信道與信號(hào)LTE物理層過(guò)程物理層過(guò)程小區(qū)初搜隨機(jī)接入同步控制功率控制50TD-LTE小區(qū)搜索過(guò)程概述為什么要進(jìn)行小區(qū)搜索完成UE與基站之間的時(shí)間和頻率的同步，并識(shí)別小區(qū)id；完成小區(qū)初搜后，UE接收基站發(fā)出系統(tǒng)信息；小區(qū)搜索是UE接入系統(tǒng)的第一步，關(guān)系到能否快速，準(zhǔn)確的接入系統(tǒng)。小區(qū)搜索51(2)Ncell(1)(2)TD-LTE小區(qū)搜索流程主同步信號(hào)輔同步信號(hào)5ms 定時(shí)，獲得N ID(1)10ms 定時(shí)，獲得 ID計(jì)算得到NID = 3NID + NID公共天線端口數(shù)目（盲檢）PBCHPDSCH讀取MIB讀取SIBSF

27、N下行系統(tǒng)帶寬PHICH配置信息配置信息其他系統(tǒng)信息52TD-LTETD-LTE小區(qū)搜索過(guò)程（小區(qū)搜索過(guò)程（1） 同步信號(hào) 主同步信號(hào)PSS 副同步信號(hào)SSS 時(shí)頻位置 系統(tǒng)帶寬的中間72個(gè)子載波(實(shí)際上序列只映射在中間的62個(gè)子載波上，兩側(cè)各預(yù)留5個(gè)子載波的保護(hù)帶) PSS位于DwPTS的第3個(gè)OFDM符號(hào)位置 SSS位于子幀0的最后一個(gè)OFDM符號(hào)位置FS2，常規(guī)CP5362子載波72子載波(2)(1)in Cmbl off-ra adcell(1)(2)54TD-LTETD-LTE小區(qū)搜索過(guò)程（小區(qū)搜索過(guò)程（2） 同步信號(hào)序列 主同步信號(hào)使用長(zhǎng)度為62的Zadoff-Chu序列 共有3個(gè)

28、PSS序列，每個(gè)對(duì)應(yīng)一個(gè)小區(qū)ID：N ID 副同步信號(hào)使用的序列由兩個(gè)長(zhǎng)度為31的二進(jìn)制序列通過(guò)交織級(jí)聯(lián)產(chǎn)生，并且使用由主同步信號(hào)序列決定的加擾序列進(jìn)行加擾，長(zhǎng)度為31的二進(jìn)制序列以及加擾序列都由m序列產(chǎn)生 共有168組SSS序列，與小區(qū)ID組序號(hào) N ID一一對(duì)應(yīng)g huSc ZN ID = 3N ID + N IDTD-LTETD-LTE小區(qū)搜索過(guò)程（小區(qū)搜索過(guò)程（3） 系統(tǒng)信息MIB (Master InformationBlock) 在PBCH信道上發(fā)送固定在每個(gè)無(wú)線幀的子幀0中Slot 1的前4個(gè)OFDM符號(hào)系統(tǒng)帶寬中間的6個(gè)PRB40ms TTISIB (System Inform

29、ationBlock) 在PDSCH信道上發(fā)送 具體的物理層傳輸格式及物理資源由PDCCH調(diào)度 多種等級(jí)的SI：SI-1, SI-2,SI-x（傳輸不同重復(fù)周期的系統(tǒng)信息）常規(guī)CP55TD-LTE目錄LTE物理層概述物理層概述LTE物理層信道與信號(hào)物理層信道與信號(hào)LTE物理層過(guò)程物理層過(guò)程小區(qū)初搜隨機(jī)接入同步控制功率控制56TD-LTE隨機(jī)接入過(guò)程（1）為什么要進(jìn)行隨機(jī)接入過(guò)程UE通過(guò)隨機(jī)接入與基站進(jìn)行信息交互，完成后續(xù)如呼通過(guò)隨機(jī)接入與基站進(jìn)行信息交互，完成后續(xù)如呼叫，資源請(qǐng)求，數(shù)據(jù)傳輸?shù)炔僮?；?shí)現(xiàn)與系統(tǒng)的上行時(shí)間同步；隨機(jī)接入的性能直接影響到用戶的體驗(yàn)，能夠適應(yīng)各種應(yīng)用場(chǎng)景、快速接入、容納

30、更多用戶的方案；隨機(jī)接入57TD-LTE隨機(jī)接入過(guò)程（2）隨機(jī)接入過(guò)程隨機(jī)接入前導(dǎo)(Preamble)的發(fā)送隨機(jī)接入響應(yīng)PreambleeNB通過(guò)廣播信息廣播可用的通過(guò)廣播信息廣播可用的preamble序列序列UE需要接入時(shí)，從序列集中隨機(jī)選擇一個(gè)需要接入時(shí)，從序列集中隨機(jī)選擇一個(gè)preamble序列發(fā)給序列發(fā)給eNBeNB根據(jù)不同的前導(dǎo)序列來(lái)區(qū)分不同的根據(jù)不同的前導(dǎo)序列來(lái)區(qū)分不同的UE58TD-LTE隨機(jī)接入過(guò)程（3）競(jìng)爭(zhēng)的隨機(jī)接入流程適用于初始接入1.UE端通過(guò)在特定的時(shí)頻資源上發(fā)送preamble序列，進(jìn)行上行同步2.基站端在對(duì)應(yīng)的時(shí)頻資源對(duì)preamble序列進(jìn)行檢測(cè)，完成序列檢測(cè)后，

31、發(fā)送隨機(jī)接入響應(yīng)，該隨機(jī)接入響應(yīng)中包含UE進(jìn)行上行傳輸?shù)馁Y源調(diào)度信息。3.UE端在發(fā)送preamble序列后，在后續(xù)的一段時(shí)間內(nèi)檢測(cè)基站發(fā)送的隨機(jī)接入響應(yīng)，檢測(cè)成功后在分配的上行資源上發(fā)送上行信息。4.基站發(fā)送沖突解決響應(yīng)，UE判斷是否競(jìng)爭(zhēng)成功59TD-LTE隨機(jī)接入過(guò)程（4）無(wú)競(jìng)爭(zhēng)的隨機(jī)接入流程適用于切換或有下行數(shù)據(jù)到達(dá)且需要重新建立上行同步時(shí)1.基站根據(jù)此時(shí)的業(yè)務(wù)需求，給UE分配一個(gè)特定的preamble序列。（該序列不是基站在廣播信息中廣播的隨機(jī)接入序列組）2.UE接收到信令指示后，在特定的時(shí)頻資源發(fā)送指定的preamble序列3.基站接收到隨機(jī)接入preamble序列后，發(fā)送隨機(jī)接入響

32、應(yīng)。進(jìn)行后續(xù)的信令交互和數(shù)據(jù)傳輸。60TD-LTE隨機(jī)接入信道基本時(shí)頻結(jié)構(gòu)時(shí)域結(jié)構(gòu) Preamble: CP + SequenceTCPTSEQ Preamble之后需要預(yù)留保護(hù)間隔(GT) GT防止Preamble對(duì)上行數(shù)據(jù)造成干擾 GT長(zhǎng)度為兩倍最大傳播時(shí)延61小區(qū)中間用戶發(fā)送Preamble小區(qū)邊緣用戶發(fā)送PreambleTD-LTE隨機(jī)接入信道基本時(shí)頻結(jié)構(gòu)序列產(chǎn)生Preamble使用Zadoff-Chu序列產(chǎn)生序列長(zhǎng)度Preamble format 03：839Preamble format 03：139Preamble format 03頻域結(jié)構(gòu)一個(gè)PRACH占用6個(gè)RB內(nèi)含保護(hù)帶P

33、reamble信號(hào)采用的子載波間隔與上行其它SC-FDMA符號(hào)不同Preamble format 03：1250HzPreamble format 4: 7500HzPreamble format 462TD-LTE隨機(jī)接入信道格式 不同的隨機(jī)接入信道格式根據(jù)時(shí)域結(jié)構(gòu)、頻域結(jié)構(gòu)以及序列長(zhǎng)度的不同，可以將Preamble分為如下五種格式Preamble格式4在幀結(jié)構(gòu)2中的UpPTS域中傳輸63(TD-LTE隨機(jī)接入信道配置（1） TD-LTE的隨機(jī)接入信道配置 TD-LTE的隨機(jī)接入信道配置與無(wú)線幀上下行配置密切相關(guān) 與LTE-FDD相比，TD-LTE制式下上行子幀數(shù)有限，為保證隨機(jī)接入的時(shí)效性

34、，在同一個(gè)子幀中允許出現(xiàn)多個(gè)用于隨機(jī)接入的時(shí)頻資源塊 TD-LTE的隨機(jī)接入信道密度為：每10ms內(nèi)0.5、1、2、3、4、5、6次0 1 2 TD-LTE的隨機(jī)接入信道配置通過(guò)一組向量指示： f RA , t RA , t RA , t RA ) 其中 f RA 指示PRACH的頻域資源索引0 t RA 指示PRACH出現(xiàn)的無(wú)線幀編號(hào) t1RA 0：所有無(wú)線幀;1：偶數(shù)號(hào)無(wú)線幀;2：奇數(shù)號(hào)無(wú)線幀指示PRACH出現(xiàn)在的半幀編號(hào)TDD pracheconfigurationt2RA 0：前半幀，1：后半幀指示PRACH出現(xiàn)的子幀編號(hào)64 RA f 2 RAULRA 2 offsetTD-LTE隨

35、機(jī)接入信道配置（2） TD-LTE的隨機(jī)接入信道配置 所有的PRACH配置都遵從先時(shí)分后頻分的原則進(jìn)行時(shí)頻資源映射，目的是將PRACH平均分布在各個(gè)上行子幀中，以免某一上行子幀PRACH資源占用過(guò)多，對(duì)PUSCH傳輸造成較大的影響 對(duì)Format0-3的PRACH其頻分原則： nPRB offset + 6 RA , if f RA mod 2 = 0nPRB = N RB 6 nPRB offset 6 f RA , otherwise ULN RBRA 其中 為系統(tǒng)上行帶寬；nPRB 為第一個(gè)PRACH信道的頻域起始PRB編號(hào)，目前已經(jīng)確定使用7bit的廣播消息通知 從上式可以看出：對(duì)于F

36、ormat 0-3的PRACH，同一個(gè)子幀的頻分的多個(gè)PRACH依次占用頻帶的兩端的邊帶。65=ULnPRBRA 1TD-LTE隨機(jī)接入信道配置（3） TD-LTE的隨機(jī)接入信道配置 UpPTS中的PRACH配置也遵從先時(shí)分后頻分的原則進(jìn)行時(shí)頻資源映射，以減小對(duì)UpPTS中與PRACH頻分發(fā)送的SRS的影響 對(duì)Format4的PRACH其頻分原則： 6 f RA , if (n f mod 2) (2 N SP ) + tRA ) mod 2 = 0 N RB 6( f RA + 1), otherwisen f 其中N SP為無(wú)線幀編號(hào)；為一個(gè)無(wú)線幀內(nèi)的切換點(diǎn)個(gè)數(shù) Format 4的PRAC

37、H在頻域上放置在系統(tǒng)帶寬的邊緣，多個(gè)PRACH連續(xù)放置，并在高頻端和低頻端兩者之間跳變661.2.1.2.3.4.TD-LTETD-LTE隨機(jī)接入總流程隨機(jī)接入總流程 隨機(jī)接入流程 UE側(cè)的物理層操作解析傳輸請(qǐng)求，獲得隨機(jī)接入配置信息選擇preamble序列基于競(jìng)爭(zhēng)的隨機(jī)接入：隨機(jī)選擇preamble無(wú)競(jìng)爭(zhēng)的隨機(jī)接入：由高層指定preamble按照指定功率發(fā)送preamble盲檢用RA-RNTI標(biāo)識(shí)的PDCCH檢測(cè)到，接收對(duì)應(yīng)的PDSCH并將信息上傳否則直接退出物理層隨機(jī)接入過(guò)程，由高層邏輯決定后續(xù)操作67TD-LTE目錄LTE物理層概述物理層概述LTE物理層信道與信號(hào)物理層信道與信號(hào)LTE物

38、理層過(guò)程物理層過(guò)程小區(qū)初搜隨機(jī)接入同步控制功率控制68TD-LTETD-LTE的同步控制過(guò)程的同步控制過(guò)程為什么要進(jìn)行同步控制過(guò)程同步保證了各個(gè)用戶信號(hào)之間到達(dá)接收機(jī)時(shí)保持正交性在OFDMA系統(tǒng)中，由于CP的存在，對(duì)同步精度的要求有所降低，理論上同步誤差在CP范圍內(nèi)即可；下行同步在用戶端檢測(cè)和調(diào)整上行同步在基站測(cè)進(jìn)行檢測(cè)，并通過(guò)閉環(huán)同步過(guò)程反饋的方式對(duì)用戶上行發(fā)送時(shí)間進(jìn)行調(diào)整69上行同步TA的確定TD-LTE同步控制過(guò)程上行同步控制的方法上行同步控制方法控制UE采用不同的時(shí)間提前量(TA),使各UE的信號(hào)基本同時(shí)到達(dá)eNodeB；eNodeB通過(guò)上行時(shí)鐘控制信令指示UE采用適當(dāng)?shù)腡A；上行同步

39、TA的確定當(dāng)UE進(jìn)行上行數(shù)據(jù)發(fā)送,eNodeB可估計(jì)其上行接收時(shí)鐘,產(chǎn)生時(shí)鐘控制指令；當(dāng)UE暫沒有發(fā)送上行數(shù)據(jù)時(shí),TA的測(cè)量可根據(jù)SRS、Preamble碼等來(lái)確定；70NTD-LTE上行同步控制過(guò)程上行同步控制的流程 1. LTE的上行定時(shí)調(diào)整顆粒度為16Ts(0.52uS)，上行定時(shí)調(diào)整命令通過(guò)MAC層信令的方式發(fā)送給UE； 2. UE接收到定時(shí)調(diào)整量 NTA后，需要按照此相應(yīng)的下行幀定時(shí)提前( N TA + N TA offset ) Ts 3. 的時(shí)刻發(fā)送相應(yīng)的上行幀數(shù)據(jù)，如下圖； 對(duì)于TD-LTE，T A o ffse t為基站側(cè)上行至下行的切換保護(hù)時(shí)間，約為614Ts，即20usD

40、ownlink radio frame #iUplink radio frame #i( N TA + N TA offset ) Ts time units71TD-LTETD-LTE的同步控制過(guò)程的同步控制過(guò)程 上行同步控制 上行同步初始控制 在隨機(jī)接入響應(yīng)消息的MAC PDU中攜帶有(必選)11bits的定時(shí)提前命令TA，對(duì)應(yīng)的絕對(duì)定時(shí)提前量為NTA = TA x 16 其中TA命令的范圍為0,1282 對(duì)應(yīng)的定時(shí)調(diào)整量NTA的范圍為0, 20512Ts，即0,667us 上行同步維護(hù) 在DL-SCH的MAC PDU中攜帶有(可選)6bits的定時(shí)提前命令TA，該TA是針對(duì)舊的TA命令的

41、累積調(diào)整，即 NTA,new = NTA,old + (TA 31)16 其中TA命令的范圍為0,63，對(duì)應(yīng)的定時(shí)調(diào)整范圍為-496,512Ts UE在子幀n接收到的定時(shí)調(diào)整命令在子幀n+6生效 若由于定時(shí)調(diào)整的原因，造成上行子幀n和n+1有重合部分，則UE需要保證子幀n的發(fā)送，并放棄發(fā)送子幀n+172中與子幀n重疊的部分TD-LTETD-LTE的同步控制過(guò)程的同步控制過(guò)程 下行鏈路質(zhì)量檢測(cè) UE物理層基于小區(qū)專屬參考信號(hào)測(cè)量服務(wù)小區(qū)的下行鏈路質(zhì)量并向高層報(bào)告測(cè)量結(jié)果 在非DRX模式下，在開啟了鏈路失敗檢測(cè)時(shí)，UE側(cè)的物理層在一定周期200ms內(nèi)的每個(gè)無(wú)線幀檢測(cè)下行鏈路質(zhì)量。當(dāng)鏈路質(zhì)量低于門限

42、Qout時(shí)，物理層須向高層報(bào)告鏈路問(wèn)題，直至鏈路質(zhì)量高于門限Qin 由高層開啟/關(guān)閉物理層的鏈路失敗檢測(cè) 具體的檢測(cè)門限由RAN4規(guī)定73TD-LTE目錄LTE物理層概述物理層概述LTE物理層信道與信號(hào)物理層信道與信號(hào)LTE物理層過(guò)程物理層過(guò)程小區(qū)初搜隨機(jī)接入同步控制功率控制74TD-LTETD-LTE功率控制過(guò)程功率控制過(guò)程為什么要進(jìn)行功率控制降低功耗(上行)降低小區(qū)間干擾(上下行)小區(qū)內(nèi)功率控制上行功率控制決定每一個(gè)上行物理信道上的一個(gè)SC-OFDMA符號(hào)的功率下行功率分配決定每個(gè)資源單元(RE)上的符號(hào)能量小區(qū)間功率控制通過(guò)小區(qū)之間信息交互實(shí)現(xiàn)功率控制75TD-LTE功率控制與功率分配小

43、區(qū)內(nèi)上行功率控制：決定物理信道中一個(gè)SC-OFDMA符號(hào)的平均功率；下行功率分配：決定每個(gè)資源單元(RE)上的符號(hào)能量；小區(qū)間通過(guò)小區(qū)之間信息交互實(shí)現(xiàn)；交互信息指示基站調(diào)度器分配小區(qū)邊緣UE的PRB,以及對(duì)小區(qū)間干擾敏感的PRB；76PMAXM PUSCH (i )77TD-LTE上行功率控制PUSCH功率控制功率控制對(duì)于UE,子幀i發(fā)送PUSCH時(shí)按照以下公式計(jì)算發(fā)射功率:PPUSCH (i) = minPMAX ,10 log10 ( M PUSCH (i) + PO_PUSCH ( j ) + PL + TF (i) + f (i)為RAN4定義的與終端功率等級(jí)對(duì)應(yīng)的最大發(fā)射功率；為該次

44、PUSCH傳輸分配的PRB個(gè)數(shù)；PO_PUSCH ( j )為PUSCH期望接收功率，是小區(qū)專屬部分 PO_NOMINAL_ PUSCH ( j )和UE專屬部分PO_UE_PUSCH ( j ) 兩者之和。其中包括兩套參數(shù)：j=0對(duì)應(yīng)非動(dòng)態(tài)調(diào)度的PUSCH傳輸，j=1對(duì)應(yīng)動(dòng)態(tài)調(diào)度的PUSCH傳輸； 0, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1為路徑損耗補(bǔ)償因子，通過(guò)選擇合適的因子可以獲得小區(qū)邊緣吞吐 量和小區(qū)間干擾之間的折衷PL為為UE測(cè)量的下行路徑損耗測(cè)量的下行路徑損耗TF (i)為傳輸格式相關(guān)調(diào)整量f(i)為閉環(huán)功率調(diào)整命令，通過(guò)為閉環(huán)功率調(diào)整命令，通過(guò)PDCCH

45、發(fā)送發(fā)送TD-LTE上行功率控制PUCCH功率控制功率控制對(duì)于UE,子幀i發(fā)送PUSCH時(shí)按照以下公式計(jì)算發(fā)射功率:PP U C C H ( i ) = m in PM A X , PO _ P U C C H + P L + F _ P U C C H ( F ) + g ( i )PO_PUCCH 為PUCCH期望接收功率，它是小區(qū)專屬部分 PO_NOMINAL_PUCCH 和UE專屬部分PO_UE_PUCCH 兩者之和；F_PUCCH (F )為PUCCH格式相關(guān)的功率調(diào)整量，定義為每種PUCCH類型相對(duì)于基準(zhǔn)PUCCH格式(PUCCH format 1a)的功率偏置；的功率偏置；g(i

46、)為閉環(huán)功率調(diào)整命令，通過(guò)為閉環(huán)功率調(diào)整命令，通過(guò)PDCCH發(fā)送；發(fā)送；計(jì)算公式中其他參數(shù)與PUSCH相同 ；78TD-LTE上行功率控制上行SRS的功率控制對(duì)于UE,子幀i發(fā)送PUSCH時(shí)按照以下公式計(jì)算發(fā)射功率:PSRS ( i ) = min PMAX , PSRS_OFFSET+ 10 log 10 ( M SRS ) + PO_PUSCH ( j ) + PL + f ( i )PSRS_OFFSET為與PUSCH相比的SRS功率偏移量，該偏移量有兩套參數(shù)，具體選擇哪一套參數(shù)中的哪個(gè)值由高層配置 ；M SRS 為當(dāng)前子幀中的SRS發(fā)送帶寬；計(jì)算公式中其他參數(shù)與PUSCH相同 ；79T

47、D-LTE上行功率控制上行閉環(huán)功率控制 上行閉環(huán)功率調(diào)整命令有兩種生效方式，分別是： 絕對(duì)值調(diào)整方式 f (i) = PUSCH (i K PUSCH ) 累積值調(diào)整方式 f (i ) = f (i 1) + PUSCH (i K PUSCH ) PUSCH和SRS的功率控制可由高層信令配置采用絕對(duì)值調(diào)整方式or累積值調(diào)整方式 PUCCH只能采用累積值調(diào)整方式 閉環(huán)功率調(diào)整命令的發(fā)送方式如下表所示 Format 3/3A中攜帶的TPC優(yōu)先級(jí)低于其他DCI FormatDCI Format 0DCI Format 3/3ADCI Fomat 1/1A/2PUSCH/SRS累積方式：步長(zhǎng) -1, 0, 1, 3絕對(duì)值方式：步長(zhǎng)-4,-1, 1, 4僅支持累積值方式：步長(zhǎng)為-1,1 或 -1,0,1,3N/APUCCHN/A僅支持累積方式，步長(zhǎng)為-1, 0, 1, 380TD-LTE上行功率控制隨機(jī)接入功率控制隨機(jī)接入Preamble的發(fā)射功率按照如下公式計(jì)算:P_last_preamble