TD-LTE基本原理與關(guān)鍵技術(shù)

TD-LTE基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)

2015年3月授課老師-“個人簡介”個人照片》基本資料姓名：化冬梅工作單位：河南移動洛陽分公司手機號碼 電子郵箱：huadongmei@》教育及培訓(xùn)經(jīng)歷畢業(yè)院校：鄭州大學(xué)學(xué)歷：本科專業(yè)培訓(xùn)經(jīng)歷：2013年集團集采華為LTE高級培訓(xùn)》專業(yè)特長從事網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作13年，具有豐富的無線通信技術(shù)知識及網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化技能。通用類課程--《TD-LTE基本原理與關(guān)鍵技術(shù)》課件簡介課件名稱TD-LTE基本原理與關(guān)鍵技術(shù)適用專業(yè)及等級LTE無線網(wǎng)優(yōu)L1級內(nèi)容簡介本課程簡要介紹了TD-LTE移動網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)、物理層原理，移動性管理以及通信技術(shù)的發(fā)展趨勢等內(nèi)容。學(xué)會本課程學(xué)員將會對TD-LTE移動通信技術(shù)有全面地了解。大綱1、1LTE概述

2、LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

3、LTE關(guān)鍵技術(shù)

4、LTE物理層

5、LTE移動性管理版本V_1.1日期2015.1.19主要更新內(nèi)容

負責(zé)人廣東黃仲輝、何小豐遺留問題1、缺失無線資源管理RRM相關(guān)內(nèi)容，建議搜集RRM資料構(gòu)建第6小節(jié)；

2、本課件內(nèi)容大部分基本R8版本，暫無涉及R9版本內(nèi)容的更新。用時約120分鐘目錄1、LTE概述5、LTE移動性管理4、LTE物理層3、LTE關(guān)鍵技術(shù)

2、LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)TD-LTE概述GPRS/EDGE峰值速率(UL:DL)0.47/0.47Mbps小區(qū)吞吐量(UL:DL)0.23/0.23Mbps3GPP陣營(GSM)WCDMA峰值速率：5.76/14.4Mbps小區(qū)吞吐量：1.5/3MbpsHSPATD-SCDMA峰值速率：0.55/1.68Mbps小區(qū)吞吐量：0.36/1MbpsTD-HSPAEV-DORel.0峰值速率：1.8/3.1Mbps小區(qū)吞吐量：0.4/0.8MbpsD0Rel.ACDMA20001x3GPP陣營(CDMA)LTEFDD峰值速率(20MHz)：50M/150Mbps(注：假設(shè)上行最高16QAM）LTETDD峰值速率(20MHz)：10M/110Mbps(注：3:1配比下，且假設(shè)上行最高16QAM）LTE-Adv(包括FDD和TDD)峰值速率：500M~1GbpsMobileWiMAX802.16e峰值速率：75MbpsMobileWiMAX802.16m峰值速率：500M~1GbpsWiMAX陣營TDMACDMAOFDM2G3G3.9G4G標準演進路線5TD-LTE概述LTE是3GPP指定的下一代無線通信標準。TD-LTE是LTE的TDD模式。LTE是以O(shè)FDMA為核心的技術(shù)，為了降低用戶面延遲，取消了無線網(wǎng)絡(luò)控制器(RNC)，采用了扁平網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。與其說是3G技術(shù)的“演進”（evolution），不如說是“革命”（revolution）。什么是LTE？LongTermEvolution，長期演進

6TD-LTE概述系統(tǒng)容量無線接入網(wǎng)框架和演進系統(tǒng)部署系統(tǒng)性能復(fù)雜度無線資源管理LTE需求成本和業(yè)務(wù)需求LTE需求導(dǎo)入7TD-LTE概述系統(tǒng)容量和性能需求名稱需求峰值數(shù)據(jù)率20MHz系統(tǒng)帶寬下，下行瞬間峰值速率100Mbps（頻譜效率5bit/Hz），上行瞬間峰值速率10Mbps（頻譜效率0.5bit/Hz）?？刂泼嫜舆t從駐留狀態(tài)轉(zhuǎn)換到激活狀態(tài)的時延小于100ms。從睡眠狀態(tài)轉(zhuǎn)換到激活狀態(tài)的時延小于50ms。用戶面延遲零負載（單用戶、單數(shù)據(jù)流）、小IP分組條件下時延小于5ms。控制面容量每個小區(qū)在5MHz帶寬下最少支持200個用戶。用戶吞吐量下行每兆赫茲平均用戶吞吐量為R6HSDPA的3~4倍；上行每兆赫茲平均用戶吞吐量為R6HSUPA的2~3倍。頻譜效率在真實負載的網(wǎng)絡(luò)中，下行頻譜效率為R6HSDPA的3~4倍；上行頻譜效率為R6HSUPA的2~3倍。移動性15~120km/h高速移動下實現(xiàn)高性能，在120~350km/h（在某些頻段甚至應(yīng)支持500km/h）下能保持蜂窩網(wǎng)絡(luò)的移動性。覆蓋吞吐率、頻譜效率和移動性指標在半徑5km以下的小區(qū)中應(yīng)全面滿足，在半徑30km的小區(qū)中性能可有小幅下降，不應(yīng)排除半徑達到100km的小區(qū)。增強MBMS為了降低終端復(fù)雜度，應(yīng)和單播操作采用相同的調(diào)制、編碼和多址方法；可向用戶同時提供MBMS和專用話音業(yè)務(wù)；可用于成對和非成對頻譜。8TD-LTE概述系統(tǒng)部署和無線資源管理需求名稱需求頻譜靈活性支持不同大小的頻帶尺寸，從1.4~20MHz；支持成對和非成對頻譜中的部署；支持基于資源聚合（ResourceAggregation）的內(nèi)容提供，包括一個頻段內(nèi)部、不同頻段之間、上下行之間、相鄰和不相鄰頻段之間的整合,。與3GPP無線接入技術(shù)的共存和互操作和GERAN/UTRAN系統(tǒng)可以鄰頻共站址共存；支持UTRAN、GERAN操作的E-UTRAN終端應(yīng)支持對UTRAN/GERAN的測量，以及E-UTRAN和UTRAN/GERAN之間的切換。實時業(yè)務(wù)在E-UTRAN和UTRAN/GERAN之間的切換中斷時間小于300ms。系統(tǒng)架構(gòu)和演進單一基于分組的E-UTRAN系統(tǒng)架構(gòu)，通過分組架構(gòu)支持實時業(yè)務(wù)和會話業(yè)務(wù)；最大限度的避免單點失?。⊿inglePointofFailure）；支持端到端QoS；優(yōu)化回轉(zhuǎn)（Backhaul）通信協(xié)議。無線資源管理增強的端到端QoS；有效支持高層傳輸；支持不同的無線接入技術(shù)之間的負載均衡和政策管理。復(fù)雜度盡可能減少選項，避免多余的必選特性。降低多模（如支持GERAN、UTRAN和E-UTRAN系統(tǒng)）UE的復(fù)雜度。9扇區(qū)3扇區(qū)4扇區(qū)6扇區(qū)7扇區(qū)2扇區(qū)5扇區(qū)1TD-LTE概述LTE技術(shù)創(chuàng)新頻分多址系統(tǒng)干擾抑制技術(shù)ICICMIMO技術(shù)扁平網(wǎng)絡(luò)后面兩頁只介紹下“扁平網(wǎng)絡(luò)”，其他三個技術(shù)（頻分多址、MIMO、干擾抑制技術(shù)）在第二章有詳細介紹。10目錄1、LTE概述5、LTE移動性管理4、LTE物理層3、LTE關(guān)鍵技術(shù)

2、LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)目錄2.1、總體架構(gòu)2.5、LTE層2概述2.4、RRC層概述2.3、協(xié)議棧結(jié)構(gòu)

2.2、系統(tǒng)接口概述總體架構(gòu)S1-UMMESGieNodeBS1-CS11Operator’s

IPServiceS6aHSSS-GWS5PDN-GWRxGxPCRFeNodeBX2S1-US1-CControlPlaneUserPlane功能扁平化，去掉RNC的物理實體，把部分功能下移到eNodeB，以減少時延和增強調(diào)度能力。采用全IP技術(shù)，繼續(xù)實行用戶面和控制面分離，部分功能上移到核心網(wǎng)，以加強移動交換管理。UuCS域核心網(wǎng)移除，只有PS域GGSN功能分配到P-GW(PacketDataNetworkGateway)和S-GW(ServingGateway)SGSN功能分配到MME(MobilityManagementEntity)和S-GW(ServingGateway）

RNC節(jié)點移除，功能分布到

MME和eNodeB上eNodeB直連EPC

(EvolvedPacketCore)總體架構(gòu)-相對于3G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)變化總體架構(gòu)-SAE系統(tǒng)架構(gòu)總體架構(gòu)-主要網(wǎng)元作用

NAS信令處理，NAS信令安全切換到MME/SGSN的選擇及切換CN節(jié)點間信令交互；支持漫游，鑒權(quán)Idle模式用戶可達跟蹤區(qū)（TA*）管理P-GW和S-GW的選擇，承載管理功能信令業(yè)務(wù)的合法監(jiān)聽MME:MobilityManagementEntityeNodeB間/3GPP系統(tǒng)間切換的移動錨點功能；eNodeB間切換時，協(xié)助eNodeB進行重排序功能；基于用戶的QCI粒度的跨運營商系統(tǒng)計費；Idle模式下行數(shù)據(jù)包的緩存E-UTRAN尋呼觸發(fā)支持GTP上下行鏈路分組路由轉(zhuǎn)發(fā)合法監(jiān)聽SGW:ServingGateWayUEIP地址分配基于業(yè)務(wù)流的上下行計費、門控、速率執(zhí)行基于APN-AMBR的上下行速率執(zhí)行基于GBR的下行速率執(zhí)行；基于用戶的包過濾上下行鏈路上的傳輸級別的數(shù)據(jù)包標記合法監(jiān)聽P-GW:PacketdatanetworkGateWaySAE用戶注冊、鑒權(quán)以及下載用戶數(shù)據(jù)到MME非3GPP用戶注冊、鑒權(quán)以及下載用戶數(shù)據(jù)到AAA用戶漫游限制、用戶閉鎖業(yè)務(wù)、用戶接入網(wǎng)絡(luò)類型限制HSS:HomeSubscriberServer服務(wù)策略和計費控制的規(guī)則制定終結(jié)Rx接口和Gx接口PCRF:PolicyControlandchargingRuleFunction無線資源管理功能，即實現(xiàn)無線承載控制、無線許可控制和連接移動性控制，在上下行鏈路上完成UE上的動態(tài)資源分配（調(diào)度）；用戶數(shù)據(jù)流的IP報頭壓縮和加密；UE附著狀態(tài)時MME的選擇；實現(xiàn)S-GW用戶面數(shù)據(jù)的路由選擇；執(zhí)行由MME發(fā)起的尋呼信息和廣播信息的調(diào)度和傳輸；完成有關(guān)連接態(tài)用戶移動性配置和調(diào)度的測量和測量報告。eNodeB*TA：TrackArea。跟蹤區(qū)和2G/3G數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中定義的RA（路由區(qū)）類似目錄2.1、總體架構(gòu)2.5、LTE層2概述2.4、RRC層概述2.3、協(xié)議棧結(jié)構(gòu)

2.2、系統(tǒng)接口概述系統(tǒng)接口概述-E-UTRAN和EPC的分工界面Page18E-UTRAN接口S1/X2接口設(shè)計基于全IP的傳送網(wǎng)絡(luò)技術(shù)X2接口用于互為鄰區(qū)的eNodeB之間Page19系統(tǒng)接口概述-E-UTRAN接口目錄2.1、總體架構(gòu)2.5、LTE層2概述2.4、RRC層概述2.3、協(xié)議棧結(jié)構(gòu)

2.2、系統(tǒng)接口概述協(xié)議棧結(jié)構(gòu)-控制面及用戶面Page21目錄2.1、總體架構(gòu)2.5、LTE層2概述2.4、RRC層概述2.3、協(xié)議棧結(jié)構(gòu)

2.2、系統(tǒng)接口概述RRC層概述-非接入層信令非接入層，或稱為NAS，指的是AS（AccessStratum，接入層）的上層。NAS信令指的是在UE和MME之間傳送的消息。NAS信令可以分為兩類：EMM（EPSMobilityManagement）.ESM（EPSSessionManagement）.Page23RRC層概述-RRC層RRC處理UE與E-UTRAN之間的所有信令Page24RRC層概述-RRC協(xié)議狀態(tài)及狀態(tài)變換Page25LTE支持兩種RRC狀態(tài)：RRC_IDLE和RRC_CONNECTEDRRC_IDLE:PLMN選擇NAS對DRX的配置系統(tǒng)消息廣播尋呼小區(qū)重選和移動性eNodeB中沒有RRC上下文存儲RRC_CONNECTEDUE有E-UTRAN-RRC連接UE在E-UTRAN中有上下文信息E-UTRAN知道UE屬于哪一個小區(qū)網(wǎng)絡(luò)可以傳送或接收來自UE的消息移動性網(wǎng)絡(luò)控制（切換，inter-RAT小區(qū)變更GERAN和NACC）鄰區(qū)測量狀態(tài)行為RRC_IDLEPLMN選擇NAS配置的DRX過程系統(tǒng)信息廣播和尋呼鄰小區(qū)測量小區(qū)重選的移動性UE獲取1個TA區(qū)內(nèi)的唯一標識eNodeB內(nèi)無終端上下文RRC_CONNECTED網(wǎng)絡(luò)側(cè)有UE的上下文信息網(wǎng)絡(luò)側(cè)知道UE所處小區(qū)網(wǎng)絡(luò)和終端可以傳輸數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)控制終端的移動性鄰小區(qū)測量存在RRC連接:UE可以從網(wǎng)絡(luò)側(cè)收發(fā)數(shù)據(jù)

監(jiān)聽共享信道上指示控制授權(quán)的控制信令

UE可以上報信道質(zhì)量給網(wǎng)絡(luò)側(cè)

UE可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)配置進行DRXRRC層概述-RRC狀態(tài)跟NAS狀態(tài)的關(guān)系Page26EPS移動性管理狀態(tài)(EMM)包括EMM-DEREGISTERED和EMM-REGISTEREDEPS連接性管理狀態(tài)(ECM)包括ECM-IDLE和ECM-CONNECTEDEPS的狀態(tài)同RRC連接狀態(tài)的關(guān)系可用下面表格來總結(jié)目錄2.1、總體架構(gòu)

2.5、LTE層2概述

2.4、RRC層概述2.3、協(xié)議棧結(jié)構(gòu)

2.2、系統(tǒng)接口概述Page28LTE層2分為以下幾個子層：PDCP層（PacketDataConvergenceProtocol）RLC層（RadioLinkControl）MAC層（MediumAccessControl）層2的主要功能頭壓縮，加密分段/串接，ARQ調(diào)度，優(yōu)先級處理，復(fù)用/解復(fù)用，HARQLTE層2概述下行層2結(jié)構(gòu)上行層2結(jié)構(gòu)Page29PDCP層的主要功能為：用戶面的功能：頭壓縮/解壓縮：ROHC用戶數(shù)據(jù)傳輸：接收來自上層NAS層的PDCPSDU，然后傳遞到RLC層。反之亦然RLC確認模式AM下，在切換時將上層PDU順序傳遞RLC確認模式AM下，在切換時下層SDU的副本偵測RLC確認模式AM下，在切換時將PDCPSDU重傳加密基于計時器的上行SDU丟棄控制面的功能：加密及完整性保護控制數(shù)據(jù)傳輸：接收來自上層RRC層的PDCPSDU，然后傳遞到RLC層。反之亦然PDCPPDU結(jié)構(gòu)：PDCPPDU和PDCPheader均為8位格式PDCPheader長度為1或2字節(jié)LTE層2概述-PDCP層介紹PDCP層結(jié)構(gòu)ROHC:RobustHeaderCompressionPDCPPDU結(jié)構(gòu)Page30RLC層的主要功能支持TM(透明）、UM(非確認）、AM（確認）三種工作模式TM透明模式下，直接將上層的RLCSDU復(fù)制為TMDPDU傳給MAC層，不進行分段級聯(lián)，也不檢錯及排序。UM非確認模式下，支持對RLCSDU的分段、重組、級聯(lián)，對由于HARQ重傳導(dǎo)致的亂序進行排序處理，檢測重復(fù)的UMDPDU,并根據(jù)需求丟棄RLCSDU。非確認模式下不支持重傳，適用于對時延要求高但允許一定丟包率的VOIP業(yè)務(wù)。AM確認模式下，支持對RLCSDU的分段、級聯(lián)、重組，通過ARQ進行糾錯，對RLC數(shù)據(jù)PDU重分組及重排序，重復(fù)檢測等RLCPDU結(jié)構(gòu)RLCheader承載的PDU序列號與SDU序列號無關(guān)根據(jù)調(diào)度機制，RLCPDU的大小動態(tài)可變。RLC根據(jù)PDU的大小對SDU進行分段和串接，一個PDU的數(shù)據(jù)可能來自一個或多個SDULTE層2概述-RLC層介紹RLC層結(jié)構(gòu)AM:AcknowledgeModeUM:Un-acknowledgeModeTM:TransparentModeTB:TransportBlockSDU:ServiceDataUnitPDU:ProtocolDataUnitRLCPDU結(jié)構(gòu)分段串接Page31MAC層的主要功能邏輯信道（LogicalChannel）與傳輸信道（TransportChannel）間的映射將RLC層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元PDU（ProtocolDataUnit）復(fù)用到傳輸塊TB（TransportBlock）中，然后通過傳輸信道傳送到物理層。相反的過程即是解復(fù)用的過程業(yè)務(wù)量測量報告通過HARQ糾錯對單個UE的邏輯信道優(yōu)先級處理多個UE間的優(yōu)先級處理（動態(tài)調(diào)度）傳輸格式選擇填充MAC層的邏輯信道控制信道（ControlChannel）：傳輸控制面信息業(yè)務(wù)信道（TrafficChannel）：傳輸用戶面信息LTE層2概述-MAC層介紹MAC層結(jié)構(gòu)MAC層上行信道映射MAC層下行信道映射控制信道業(yè)務(wù)信道目錄1、LTE概述5、LTE移動性管理4、LTE物理層3、LTE關(guān)鍵技術(shù)

2、LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)3、LTE關(guān)鍵技術(shù)

3.1、OFDM3.2、MIMO3.3、HARQ3.4、其他先進技術(shù)OFDM——發(fā)展歷史2000s1990s1970s1960sOFDM在高速調(diào)制器中的應(yīng)用開始研究OFDM應(yīng)用在高頻軍事系統(tǒng)OFDM應(yīng)用于寬帶數(shù)據(jù)通信和廣播等OFDM應(yīng)用于802.11a,802.16,LTEOFDM——基本思想OFDM將頻域劃分為多個子信道，各相鄰子信道相互重疊，但不同子信道相互正交。將高速的串行數(shù)據(jù)流分解成若干并行的子數(shù)據(jù)流同時傳輸OFDM子載波的帶寬<信道“相干帶寬”時，可以認為該信道是“非頻率選擇性信道”，所經(jīng)歷的衰落是“平坦衰落”O(jiān)FDM符號持續(xù)時間<信道“相干時間”時，信道可以等效為“線性時不變”系統(tǒng)，降低信道時間選擇性衰落對傳輸系統(tǒng)的影響OFDM——符號間保護間隔符號間無保護間隔時，多徑會造成ISI和ICIISI:Inter-symbolInterference，符號間干擾ICI:Inter-CarrierInterference，載頻間干擾時間幅度接收端同時收到前一個符號的多徑延遲信號（紫色虛線）和下一個符號的正常信號（紅色實線），影響了正常接收。時域上看受到了ISI，頻域上看受到了ICI無保護間隔OFDM——符號間保護間隔有保護間隔，但保護間隔不傳輸任何信號可以有效消除多徑的ISI，但引入了ICI有空白保護間隔時間幅度FFT積分周期保護間隔OFDM符號符號之間空出一段時間做為保護間隔，這樣做可以消除ISI（因為前一個符號的多徑信號無法干擾到下一個符號），但同時引起符號內(nèi)波形無法在積分周期內(nèi)積分為0，導(dǎo)致波形在頻域上無法和其他子載波正交。應(yīng)用于CDMA系統(tǒng)。因為CDMA載波間采用傳統(tǒng)FDM分隔，所以頻域信號即使有一定偏差也沒有問題OFDM——符號間保護間隔保護間隔中的信號與該符號尾部相同，即循環(huán)前綴（CyclicPrefix,簡稱CP）既可以消除多徑的ISI,又可以消除ICI循環(huán)前綴做保護間隔CP使一個符號周期內(nèi)因多徑產(chǎn)生的波形為完整的正弦波，因此不同子載波對應(yīng)的時域信號及其多徑積分總為0，消除載波間干擾(ICI)應(yīng)用于OFDM系統(tǒng)。每個子載波寬度僅為15kHz且交疊存在，子載波間干擾（ICI）對系統(tǒng)影響較大，因此采用CP消除ICIOFDM——符號間保護間隔CP長度的考慮因素：頻譜效率/符號間干擾和子載波間干擾越短越好：越長，CP開銷越大，系統(tǒng)頻譜效率越低越長越好：可以避免符號間干擾和子載波間干擾OFDM——圖示OFDM——不足OFDM輸出信號是多個子載波時域相加的結(jié)果，子載波數(shù)量從幾十個到上千個，如果多個子載波同相位，相加后會出現(xiàn)很大幅值，造成調(diào)制信號的動態(tài)范圍很大。因此對RF功率放大器提出很高的要求。下行采用高性能功放，上行使用SC-FDMA。較高的峰均比（PARP）受頻率偏差的影響高速移動引起的Doppler頻移系統(tǒng)設(shè)計時已通過增大導(dǎo)頻密度（大致為每0.25ms發(fā)送一次導(dǎo)頻(C-RS)，時域密度大于TD-S）來減弱此問題帶來的影響 子載波間干擾(ICI）折射、反射較多時，多徑時延大于CP(CyclicPrefix，循環(huán)前綴)，將會引起ISI及ICI系統(tǒng)設(shè)計時已考慮此因素，設(shè)計的CP能滿足絕大多數(shù)傳播模型下的多徑時延要求（4.68us)，從而維持符號間無干擾受時間偏差的影響ISI(符號間干擾）&ICICP長度＝144Ts＝144×32.5ns=4.68us(1.4km）OFDM——改進SC-FDMA即DFT-spreadOFDMA峰均比小于OFDMA,有利于提高功放效率傳輸信號的瞬時功率變化易于實現(xiàn)頻域的低復(fù)雜度的高效均衡器易于對FDMA采用靈活的帶寬分配LTE接入方式——OFDMA和SC-FDMA將傳輸帶寬劃分成一系列正交的子載波資源，將不同的子載波資源分配給不同的用戶實現(xiàn)多址。因為子載波相互正交，所以小區(qū)內(nèi)用戶之間沒有干擾。時域波形tpower峰均比示意圖下行多址方式—OFDMA下行多址方式特點同相位的子載波的波形在時域上直接疊加。因子載波數(shù)量多，造成峰均比(PAPR)較高，調(diào)制信號的動態(tài)范圍大，提高了對功放的要求。分布式：分配給用戶的RB不連續(xù)集中式：連續(xù)RB分給一個用戶優(yōu)點：調(diào)度開銷小優(yōu)點：頻選調(diào)度增益較大頻率時間用戶A用戶B用戶C子載波在這個調(diào)度周期中，用戶A是分布式，用戶B是集中式LTE接入方式——OFDMA和SC-FDMA和OFDMA相同，將傳輸帶寬劃分成一系列正交的子載波資源，將不同的子載波資源分配給不同的用戶實現(xiàn)多址。注意不同的是：任一終端使用的子載波必須連續(xù)上行多址方式—SC-FDMA上行多址方式特點考慮到多載波帶來的高PAPR會影響終端的射頻成本和電池壽命，LTE上行采用SingleCarrier-FDMA（即SC-FDMA）以改善峰均比。SC-FDMA的特點是，在采用IFFT將子載波轉(zhuǎn)換為時域信號之前，先對信號進行了FFT轉(zhuǎn)換，從而引入部分單載波特性，降低了峰均比。頻率時間用戶A用戶B用戶C子載波在任一調(diào)度周期中，一個用戶分得的子載波必須是連續(xù)的LTE接入方式——優(yōu)勢頻譜效率高，子載頻重疊但正交有效對抗頻率選擇性衰落，可根據(jù)頻域不同衰落情況、信道質(zhì)量，靈活調(diào)度信道質(zhì)量好的RB資源，以獲得頻率選擇性增益。更大的帶寬和帶寬靈活性隨著帶寬的增加，OFDMA信號仍將保持正交

在同一個系統(tǒng)，使用OFDMA可以靈活處理多個系統(tǒng)帶寬.便于上行功放的實現(xiàn)

SC-FDMA相比較OFDMA可以實現(xiàn)更低的峰均比,有利于終端采用更高效率的功放.

簡化多天線操作

OFDMA相比較CDMA實現(xiàn)MIMO容易.3、LTE關(guān)鍵技術(shù)

3.1、OFDM3.2、MIMO3.3、HARQ3.4、其他先進技術(shù)MIMO——定義廣義定義：多進多出（Multiple-InputMultiple-Output）多個輸入和多個輸出既可以來自于多個數(shù)據(jù)流，也可以來自于一個數(shù)據(jù)流的多個版本。按照這個定義，各種多天線技術(shù)都可以算作MIMO技術(shù)狹義定義：多流MIMO——提高峰值速率多個信號流在空中并行傳輸按照這個定義，只有空間復(fù)用和空分多址可以算作MIMOMIMO——分類從MIMO的效果分類：空間分集（TransmitDiversity）利用較大間距的天線陣元之間或賦形波束之間的不相關(guān)性，發(fā)射或接收一個數(shù)據(jù)流，避免單個信道衰落對整個鏈路的影響，主要用于提高傳輸可靠性。波束賦形（Beamforming）利用較小間距的天線陣元之間的相關(guān)性，通過陣元發(fā)射的波之間形成干涉，集中能量于某個（或某些）特定方向上，形成波束，從而實現(xiàn)更大的覆蓋和干擾抑制效果?？臻g復(fù)用（SpatialMultiplexing）利用較大間距的天線陣元之間或賦形波束之間的不相關(guān)性，向一個終端/基站并行發(fā)射多個數(shù)據(jù)流，以提高鏈路容量（峰值速率）?？辗侄嘀罚⊿DMA）利用較大間距的天線陣元之間或賦形波束之間的不相關(guān)性，向多個終端并向發(fā)射數(shù)據(jù)流，或從多個終端并行接收數(shù)據(jù)流，以提高用戶容量。從是否在發(fā)射端有信道先驗信息分：閉環(huán)（Close-Loop）MIMO：通過反饋或信道互異性得到信道先驗信息開環(huán)（Open-Loop）MIMO：沒有信道先驗信息MIMO——不同傳輸模式對比技術(shù)對比空間分集空間復(fù)用空分多址波束賦型天線特征天線之間不相關(guān)，獨立性天線之間相關(guān)性、波束相干特性實現(xiàn)方式MIMO方式智能天線方式（AAS）天線間距10*波長（2.3GHz波長約13cm）波長/2原理同一數(shù)據(jù)流的不同版本并行發(fā)送多個數(shù)據(jù)流并行發(fā)送不同用戶的數(shù)據(jù)流共用相同的時頻資源和不同的天線單元波束主瓣方向?qū)视杏眯盘枺ㄊ闵顚矢蓴_信號功能目的增加鏈路可靠性，提高傳輸成功率提高鏈路容量（峰值吞吐率）增加用戶容量，增加接入用戶的數(shù)目增加覆蓋，抑制干擾可以提高系統(tǒng)總?cè)萘?，也可以提高單用戶峰值速率可以提高系統(tǒng)總?cè)萘?，不能提高單用戶峰值速率?yīng)用方式接收分集（多天線接收）

發(fā)射分集（多天線發(fā)射）天線相關(guān)性較高和鏈路質(zhì)量較差的時候，復(fù)用度不能太高，需要降低復(fù)用數(shù)據(jù)流的數(shù)目。天線相關(guān)性不大的時候，復(fù)用效果與用戶位置分布無關(guān)。支持有條件的空間復(fù)用和空間多址，用戶位置不同，對復(fù)用和多址的影響較大：只有用戶位置滿足一定條件才能實現(xiàn)空間復(fù)用和空分多址。應(yīng)用場景在多徑效應(yīng)明顯的地方，如密集城區(qū)、高新區(qū)，使用效果較好在農(nóng)村和郊區(qū)使用效果較好，而在密集城區(qū)，算法比較復(fù)雜，對終端要求較高技術(shù)實現(xiàn)難度編碼方式成熟，硬件要求不高，成本較低算法復(fù)雜，硬件要求高終端實現(xiàn)多天線終端實現(xiàn)較為困難終端軟件上需要增加相應(yīng)的信道類型，無硬件上要求MIMO——碼字與MIMO映射“碼字”與“流”的概念相同，LTE目前有單流或雙流；信道條件好時，可使用雙流空間復(fù)用信道條件不好時，可切換成分集模式或波束賦形層與秩（rank）的概念相同，與天線模式有關(guān)，當分集模式時，層數(shù)=天線端口數(shù)；當空間復(fù)用時，層數(shù)小于天線端口數(shù)，即便最多可使用4個邏輯天線進行空間復(fù)用傳輸，仍然只傳輸兩個信息流。3、LTE關(guān)鍵技術(shù)

3.1、OFDM3.2、MIMO3.3、HARQ3.4、其他先進技術(shù)HARQ——定義HARQ-混合自動重傳HARQ=ARQ+FECARQ（AutomaticRepeatRequest）：依靠錯碼檢測和重發(fā)請求來保證信號質(zhì)量，特點是“只傳不糾”,傳輸連貫性和實時性差。FEC（ForwardErrorCorrection）：根據(jù)接收數(shù)據(jù)中冗余信息來進行糾錯，特點是“只糾不傳”，編碼效率低，實現(xiàn)復(fù)雜度高。HARQ技術(shù)綜合了FEC與ARQ的優(yōu)點，避免了FEC需要復(fù)雜的譯碼設(shè)備和ARQ方式信息連貫性差的缺點HARQ——類型Chase合并接收到的錯誤數(shù)據(jù)包不會立即被丟棄，待重傳的數(shù)據(jù)包收到，和錯誤的數(shù)據(jù)包合并后在進行譯碼每次重傳的內(nèi)容和初傳內(nèi)容一致遞增冗余（IncrementalRedundancy）在遞增冗余IR機制中，如果初傳失敗了，則在重傳中增加額外的冗余信息，實現(xiàn)增量發(fā)送部分增量冗余中包含系統(tǒng)比特，因此每次重傳的內(nèi)容可以自解碼HARQ——工作機制eNodeBUE1ms1ms1ms1msProcess1（data）Process2（data）Process3（data）Process1（data）Process1ACKProcess2ACK……接收端有一定的緩存器（Buffer），用于保留接收到的數(shù)據(jù)，以便后續(xù)進行數(shù)據(jù)合并這種方式有益于減少重傳時間，從而提高小區(qū)吞吐量HARQ在MAC層實現(xiàn)HARQ——進程數(shù)量TD-LTE系統(tǒng)中，ACK/NACK的位置和子幀配置有關(guān)下行子幀多于上行時，存在一個上行子幀反饋多個ACK/NACK的情況，TD-LTE系統(tǒng)通過MultipleACK/NACK、ACK/NACK捆綁技術(shù)解決該問題TDD子幀配置上行HARQ進程數(shù)下行HARQ進程數(shù)0（DSUUUDSUUU)741(DSUUDDSUUD)472(DSUDDDSUDD)2103(DSUUUDDDDD)394(DSUUDDDDDD)2125(DSUDDDDDDD)1156(DSUUUDSUUD)663、LTE關(guān)鍵技術(shù)

3.1、OFDM3.2、MIMO3.3、HARQ3.4、其他先進技術(shù)其他先進技術(shù)——高階調(diào)制高階調(diào)制可提高峰值速率.LTE支持BPSK,QPSK,16QAM和64QAM.其他先進技術(shù)——自適應(yīng)調(diào)制和編碼基站是基于CQI反饋來選擇調(diào)制編碼方式信道質(zhì)量指示，即ChannelQualityIndicator（CQI）UE測量信道質(zhì)量，并報告（每1ms或者是更長的周期）給eNodeB較差的信道環(huán)境→較多的信道編碼冗余NodeBNodeB較好的信道環(huán)境較差的信道環(huán)境較好的信道環(huán)境→

較少的信道編碼冗余→較低階的調(diào)制→

較高階的調(diào)制即AMC，通過調(diào)整無線鏈路傳輸?shù)恼{(diào)制方式與編碼速率（MCS)，確保鏈路傳輸質(zhì)量。當信道條件差時，選小的調(diào)制方式和編碼速率，反之亦然。LTE共定義了29種MCS，包括QPSK,16QAM,64QAM，以及26種TBSINDEX。其他先進技術(shù)——MAC調(diào)度MAC調(diào)度只在eNodeB內(nèi)MAC調(diào)度不僅控制復(fù)用、優(yōu)先級處理和HARQ,也控制資源分配、天線映射和MCSinPHY.調(diào)度原則：

短期內(nèi)，以信道條件為主；長期內(nèi)，兼顧到對所有用戶的吞吐量和公平性。DL:動態(tài)決定哪個UE在哪個下行資源上接收DL-SCH數(shù)據(jù)

UL:動態(tài)決定哪個UE在哪個上行資源上發(fā)送UL-SCH數(shù)據(jù)上行調(diào)度實例常用的分組調(diào)度算法最大C/I算法：基于信道條件，可獲得高吞吐量，但邊緣用戶得不到調(diào)度資源輪詢算法(RR)：大鍋飯式，基于等待時長，保證用戶時間的公平性，由于不考慮信道條件，整體吞吐量低。正比公平算法(PF)：基于信道條件和等待時長，為用戶分配相應(yīng)優(yōu)先級，優(yōu)先級高的先得到資源調(diào)度，實現(xiàn)上述兩種調(diào)度算法的拆中。目錄1、LTE概述5、LTE移動性管理4、LTE物理層3、LTE關(guān)鍵技術(shù)

2、LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)4、LTE物理層

4.1、物理層資源4.2、上下行物理信號4.3、上下行物理信道4.4、物理層過程物理層資源——物理資源概念子幀無線幀天線端口基本時間單位OFDM符號時隙-slot物理資源接收機用來區(qū)分資源在空間上的差別，包括三類天線端口：CRS：天線端口0~3MBSFN：天線端口4DRS：天線端口5物理層資源——TDLTE頻段運行商TDL總帶寬無線頻段國際頻段號別名

帶寬常用頻點中國移動130M1880-1900MHz39F20M383502320-2370MHz40E50M39250/389502575-2635MHz38D60M37900中國聯(lián)通40M2300-2320MHz4020M2555-2575MHz4120M中國電信40M2370-2390MHZ4020M2635-2655MHz4120MF頻段目前后移5M，1885-1905MHz.物理層資源——LTE幀結(jié)構(gòu)FDDLTE幀結(jié)構(gòu)TD-LTE幀結(jié)構(gòu)#0幀:10ms子幀:1ms時隙0.5ms#1#2#3#4#5#6#7#8#9······#19子幀:1ms時隙0.5ms#0DwPTS特殊子幀:1ms#2#3#4半幀:5ms半幀:5ms幀:10msGPUpPTSTD-LTE幀結(jié)構(gòu)特點：無論是正常子幀還是特殊子幀，長度均為1ms。FDD子幀長度也是1ms。一個無線幀分為兩個5ms半幀，幀長10ms。和FDDLTE的幀長一樣。特殊子幀DwPTS+GP+UpPTS=1ms物理層資源—子幀配比DL-ULConfigurationSwitch-pointperiodicitySubframenumber012345678905msDSUUUDSUUU15msDSUUDDSUUD25msDSUDDDSUDD310msDSUUUDDDDD410msDSUUDDDDDD510msDSUDDDDDDD65msDSUUUDSUUD轉(zhuǎn)換周期為5ms表示每5ms有一個特殊時隙。這類配置因為10ms有兩個上下行轉(zhuǎn)換點，所以HARQ的反饋較為及時。適用于對時延要求較高的場景轉(zhuǎn)換周期為10ms表示每10ms有一個特殊時隙。這種配置對時延的保證略差一些，但是好處是10ms只有一個特殊時隙，所以系統(tǒng)損失的容量相對較小物理層資源——特殊子幀TD-LTE特殊子幀繼承了TD-SCDMA的特殊子幀設(shè)計思路，由DwPTS，GP和UpPTS組成。TD-LTE的特殊子幀可以有多種配置，用以改變DwPTS，GP和UpPTS的長度。但無論如何改變，DwPTS+GP+UpPTS永遠等于1ms不同的GP長度對應(yīng)不同的小區(qū)半徑特殊子幀配置NormalCPDwPTSGPUpPTS0310119412103131121412115392693271022811121msGPDwPTSUpPTS常用配置現(xiàn)網(wǎng)配置為7主同步信號PSS在DwPTS上進行傳輸DwPTS上最多能傳兩個PDCCHOFDM符號（正常時隙能傳最多3個）只要DwPTS的符號數(shù)大于等于9，就能傳輸數(shù)據(jù)（參照上頁特殊子幀配置）UpPTS可以發(fā)送短RACH（做隨機接入用）和SRS（Sounding參考信號）因為資源有限（最多僅占兩個OFDM符號），UpPTS不能傳輸上行信令或數(shù)據(jù)物理層資源——RE/RBRE(ResourceElement)最小的資源單位，時域上為1個符號，頻域上為1個子載波用(k,l)標記RB(ResourceBlock)業(yè)務(wù)信道的資源單位，時域上為1個時隙，頻域上為12個子載波通常調(diào)度時是以PRB為調(diào)度單位，即一個子幀內(nèi)的一對RB常規(guī)CP，1RB=7*12=84RE物理層資源——資源分組最小的資源單位，時域上為1個符號，頻域上為1個子載波RE(ResourceElement)REG(ResourceElementGroup)RB(ResourceBlock)CCE(ChannelControlElement)RBG(ResourceBlockGroup)資源單位業(yè)務(wù)信道的資源單位，時域上為1個時隙，頻域上為12個子載波為控制信道資源分配的資源單位，由4個RE組成,PCFICH\PHICH為PDCCH資源分配的資源單位，由9個REG組成為業(yè)務(wù)信道資源分配的資源單位，由一組RB組成物理層資源——REG/CCE/RBGREGRBG69REG（ResourceElementGroup）為控制區(qū)域中RE集合，用于映射下行控制信道，每個REG中包含4個數(shù)據(jù)RERBG（ResourceBlockGroup）為業(yè)務(wù)信道資源分配的資源單位，由一組RB組成，分組大小與系統(tǒng)帶寬有關(guān)CCE（ChannelControlElement）為PDCCH資源分配的資源單位，由9個REG組成。SystemBandwidth（RB）RBGSize

(P)≤10111–26227–63364–1104CCE6RE4RE6RE4RE物理層資源——系統(tǒng)占用帶寬分析RB數(shù)=帶寬*5=20*5=100子載波數(shù)=RB數(shù)*12=20*12=1200實際帶寬=子載波寬度（15KHz）x子載波數(shù)=15*1200=18MHz（上下各有1M做為保護）名義帶寬1.435101520(MHz)RB數(shù)目615255075100實際占用帶寬1.082.74.5913.518(MHz)子載波數(shù)721803006009001200物理層資源——天線端口天線端口

LTE使用天線端口來區(qū)分空間上的資源。天線端口的定義是從接收機的角度來定義的，即接收機需要區(qū)分資源在空間上的差別，就需要定義多個天線端口。天線端口與實際的物理天線端口沒有一一對應(yīng)的關(guān)系。由于目前LTE上行僅支持單射頻鏈路的傳輸，不需要區(qū)分空間上的資源，所以上行還沒有引入天線端口的概念。目前LTE下行定義了三類天線端口，分別對應(yīng)于天線端口序號0~5。小區(qū)專用參考信號傳輸天線端口：天線端口0~3MBSFN參考信號傳輸天線端口：天線端口4終端專用參考信號傳輸天線端口：天線端口5(TM7)TM8時對應(yīng)端口7，8

4、LTE物理層

4.1、物理層資源4.2、上下行物理信號4.3、上下行物理信道4.4、物理層過程上下行物理信號——參考信號用于估計上行信道頻域信息，做頻率選擇性調(diào)度用于估計上行信道，做下行波束賦形

用于上行控制和數(shù)據(jù)信道的相關(guān)解調(diào)僅出現(xiàn)于波束賦型模式，用于UE解調(diào)用于下行信道估計，及非beamforming模式下的解調(diào)。調(diào)度上下行資源用作切換測量下行參考信號上行參考信號CRSDRSDMRSSRS小區(qū)公共導(dǎo)頻，分布于全帶寬內(nèi),CRS還可用作非beamforming模式下的解調(diào)用戶導(dǎo)頻，主要用于業(yè)務(wù)信道的解調(diào)，TD-L系統(tǒng)是寬帶系統(tǒng)，本身存在多個子載波，故DRS及DMRS分布于用戶占用的子載波帶寬內(nèi)。DRS:僅用于BF模式下業(yè)務(wù)信道的解調(diào)DMRS:用于上行控制信道和業(yè)務(wù)信道的解調(diào)TD-LTE特有，上行實現(xiàn)Sounding后，可以實現(xiàn)BF和更準確的上下行頻選調(diào)度上下行物理信號——下行參考信號

CRSDRS位置分布于下行子幀全帶寬上分布于用戶所用PDSCH帶寬上作用下行信道估計，調(diào)度下行資源切換測量波束賦形時，用于UE解調(diào)應(yīng)用發(fā)射分集、空間復(fù)用的業(yè)務(wù)和控制信道波束賦型的控制信道波束賦型的業(yè)務(wù)信道兩天線端口示意圖DRS（專用參考信號）CRS（公共參考信號）天線端口5示意圖上下行物理信號——SCH配置不同的同步信號來區(qū)分不同的小區(qū)，包括PSS和SSS。

P-SCH(主同步信道）：符號同步，部分CellID檢測,3個小區(qū)ID.

S-SCH（輔同步信道）：幀同步，CP長度檢測和CellgroupID檢測，168個小區(qū)組ID.時域結(jié)構(gòu)頻域結(jié)構(gòu)SCH(同步信道)PSS位于DwPTS的第三個符號SSS位于5ms第一個子幀的最后一個符號小區(qū)搜索需要支持可擴展的系統(tǒng)帶寬：1.4/3/5/10/20MHzSCH(P/S-SCH)占用的72子載波位于系統(tǒng)帶寬中心位置上下行物理信號——上行信號參考信號DMRSPUSCHDMRSPUCCHULACKDMRSPUCCHCQISRS在UPPTS上傳輸時占用兩個符號，在上行子幀上傳輸時占用子幀最后一個符號4、LTE物理層

4.1、物理層資源4.2、上下行物理信號4.3、上下行物理信道4.4、物理層過程上下行物理信道——邏輯、傳輸、物理信道下行信道映射關(guān)系上行信道映射關(guān)系邏輯信道定義傳送信息的類型，是按數(shù)據(jù)內(nèi)容分類的，這些數(shù)據(jù)流是包括所有用戶的數(shù)據(jù)。傳輸信道是在對邏輯信道信息進行特定處理后再加上傳輸格式等指示信息后的數(shù)據(jù)流。

物理信道是將屬于不同用戶、不同功用的傳輸信道數(shù)據(jù)流分別按照相應(yīng)的規(guī)則確定其時頻二維的資源上。邏輯信道傳輸信道物理信道邏輯信道傳輸信道物理信道PCFICH/PDCCH/PHICH上下行物理信道——物理信道簡介信道類型信道名稱功能簡介控制信道PBCH(物理廣播信道）MIBPDCCH（下行物理控制信道)傳輸上下行數(shù)據(jù)調(diào)度信令上行功控命令尋呼消息調(diào)度授權(quán)信令RACH響應(yīng)調(diào)度授權(quán)信令PHICH(HARQ指示信道）傳輸控制信息HI（ACK/NACK)PCFICH（控制格式指示信道）指示PDCCH長度的信息PRACH（隨機接入信道）用戶接入請求信息PUCCH（上行物理控制信道）傳輸上行用戶的控制信息，包括CQI,ACK/NAK反饋，調(diào)度請求等。

業(yè)務(wù)信道PDSCH（下行物理共享信道）RRC相關(guān)信令、SIB、paging消息、下行用戶數(shù)據(jù)PUSCH（上行物理控制信道）上行用戶數(shù)據(jù)，用戶控制信息反饋，包括CQI,PMI,RI上下行物理信道——下行物理信道調(diào)制方式PBCH：物理廣播信道調(diào)制方式：QPSKPDSCH：物理下行共享信道調(diào)制方式：QPSK,

16QAM,64QAMPCFICH：物理控制格式指示信道調(diào)制方式：QPSKPMCH：物理多播信道調(diào)制方式：QPSK,

16QAM,64QAMPDCCH：物理下行控制信道調(diào)制方式：QPSK下行物理信道PHICH：物理HARQ指示信道調(diào)制方式：BPSK上下行物理信道——PBCH配置頻域：對于不同的帶寬，都占用中間的1.08MHz（72個子載波）進行傳輸時域：映射在每個無線幀的subframe0里的第二個slot的前4個OFDM符號上周期：PBCH周期為40ms，每10ms重復(fù)發(fā)送一次，終端可以通過4次中的任一次接收解調(diào)出BCHPBCH(廣播信道)

廣播消息：MIB&SIBMIB在PBCH上傳輸,包含了接入LTE系統(tǒng)所需要的最基本的信息：下行系統(tǒng)帶寬PHICH資源指示系統(tǒng)幀號(SFN）CRC使用mask的方式天線數(shù)目的信息等上下行物理信道——PCFICH&PHICH配置PHICH的傳輸以PHICH組的形式，PHICH組的個數(shù)由PBCH指示。Ng={1/6,1/2,1,2}PHICH組數(shù)=Ng*(100/8)（整數(shù)，取上限）={3，7，13，25}采用BPSK調(diào)制，傳輸上行信道反饋信息。CFI指示PDCCH的長度信息（1、2或3），在子幀的第一個OFDM符號上發(fā)送，占用4個REG，均勻分布在整個系統(tǒng)帶寬。REG的符號上的位置取決于小區(qū)id。采用QPSK調(diào)制，攜帶一個子幀中用于傳輸PDCCH的OFDM符號數(shù)，傳輸格式。PCFICH(物理層控制格式指示信道)PHICH(物理HARQ指示信道)上下行物理信道——PDCCH配置頻域：占用所有的子載波

時域：占用每個子幀的前n個OFDM符號，n<=3PDCCH的信息映射到控制域中除了參考信號、PCFICH、PHICH之外的RE中，因此需先獲得PCFICH和PHICH的位置之后才能確定其位置。用于發(fā)送上/下行資源調(diào)度信息、功控命令等，通過下行控制信息塊DCI承載，不同用戶使用不同的DCI資源。PDCCH(物理下行控制信道)DCI占用的物理資源可變，范圍為1~8個CCE（36個RE/CCE）DCI占用資源不同，則解調(diào)門限不同，資源越多，需求的解調(diào)門限越低，覆蓋范圍越大PDCCH可用資源有限，單個DCI占用資源越多，將導(dǎo)致PDCCH支持用戶容量下降針對每個DCI可以進行功控，以達到降低小區(qū)間干擾和增強覆蓋的目的1-CCE8-CCE2-CCE4-CCEMacrocellcase#1UniformUEdistribution上下行物理信道——PDSCH

物理下行共享信道PDSCH:

PDSCH用于承載數(shù)據(jù)信息PDSCH資源分配優(yōu)先級最低，只能占用其他信道/信號不用的RB上下行物理信道——上行物理信道PUSCH：物理上行共享信道調(diào)制方式：QPSK,16QAM,64QAMPRACH:物理隨機接入信道調(diào)制方式：QPSKPUCCH：物理上行控制信道調(diào)制方式：QPSK上行物理信道上下行物理信道——PRACH配置初期引入建議：考慮初期應(yīng)用場景為城區(qū)，F(xiàn)ormat0和4即可滿足覆蓋要求，故初期僅要求格式0和4頻域：1.08MHz帶寬（72個子載波），與PUCCH相鄰時域：位于UpPTS（format4）及普通上行子幀中（format0~3）。每10ms無線幀接入0.5~6次，每個子幀采用頻分方式可傳輸多個隨機接入資源。長度配置LTE中有兩種接入類型（競爭和非競爭），兩種類型共享接入資源（前導(dǎo)碼，共64個），需要提前設(shè)置。初期建議：競爭/非競爭兩種接入類型均要求，配置保證在切換場景下使用非競爭接入。格式時間長度覆蓋范圍01ms15km12ms77km22ms80km33ms100km40.157ms1.4km應(yīng)用場景接入類型IDLE態(tài)初始接入競爭無線鏈路失敗后初始接入競爭連接態(tài)上行失步后發(fā)送上行數(shù)據(jù)競爭小區(qū)切換競爭/非競爭連接態(tài)上行失步后接收下行數(shù)據(jù)競爭/非競爭

PRACH(物理隨機接入信道)大小區(qū)半徑方案：Preamble重復(fù)和更長的CP接入類型建議上下行物理信道——PUCCH配置PUCCH格式承載信息內(nèi)容承載用戶數(shù)1SRIUE是否有調(diào)度請求最多36(建議18)1a1bitACK傳輸HARQ信息1b2bitACK2CQIPMI+RI+CQI最多12(建議6)2aCQI+1比特ACK混合傳輸CQI及HARQ信息2bCQI+2比特ACK傳輸上行用戶的控制信息，包括CQI,ACK/NAK反饋，調(diào)度請求等。一個控制信道由1個RBpair組成，位于上行子幀的兩邊邊帶上在子幀的兩個slot上下邊帶跳頻，獲得頻率分集增益PUCCH重復(fù)編碼，獲得接收分集增益，增加解調(diào)成功率通過碼分復(fù)用，可將多個用戶的控制信息在同一個PUCCH資源上發(fā)送。上行容量與吞吐量是PUCCH個數(shù)與PUSCH個數(shù)的折中PUCCH（上行物理控制信道）控制信道示意圖上下行物理信道——PUSCH

上行物理共享信道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個數(shù)滿足2、3、5的倍數(shù)；在RE映射時，PUSCH映射到子幀中的數(shù)據(jù)區(qū)域上；4、LTE物理層

4.1、物理層資源4.2、上下行物理信號4.3、上下行物理信道4.4、物理層過程物理層過程——小區(qū)搜索過程5ms定時，獲得10ms定時，獲得計算得到

讀取MIB讀取SIB主同步信號輔同步信號

PBCH

DCCH

其他系統(tǒng)信息公共天線端口數(shù)目（盲檢）SFN（高8位，共10位）下行系統(tǒng)帶寬

PHICH配置信息物理層過程——系統(tǒng)消息系統(tǒng)消息的組成MasterInformationBlock(MIB)多個SystemInformationBlocks(SIBs)MIB承載于BCCH→BCH→P-BCH上包括有限個用以讀取其他小區(qū)信息的最重要、最常用的傳輸參數(shù)（系統(tǒng)帶寬，系統(tǒng)幀號，PHICH配置信息）時域：緊鄰?fù)叫诺溃?0ms為周期重傳4次頻域：位于系統(tǒng)帶寬中央的72個子載波LTE系統(tǒng)消息（36.331）PBCH時域映射結(jié)構(gòu)PBCH頻域映射結(jié)構(gòu)物理層過程——系統(tǒng)消息SIBs除MIB以外的系統(tǒng)消息，包括SIB1-SIB12SIB傳輸在BCCH→DL-SCH→PDSCH上除SIB1以外，SIB2-SIB12均由SI(SystemInformation)承載SIB1是除MIB外最重要的系統(tǒng)消息，固定以20ms為周期重傳4次，即SIB1在每兩個無線幀（20ms）的子幀#5中重傳（SFNmod2=0，SFNmod8≠0）一次，如果滿足SFNmod8=0時，SIB1的內(nèi)容可能改變，新傳一次。SIB1的傳輸通過攜帶SI-RNTI（SI-RNTI每個小區(qū)都是相同的）的PDCCH調(diào)度完成SIB1中的SchedulingInfoList攜帶所有SI的調(diào)度信息，接收SIB1以后，即可接收其他SI消息物理層過程——各系統(tǒng)消息作用物理層過程——系統(tǒng)消息獲取系統(tǒng)消息信令流程UE通過E-UTRAN廣播消息獲取AS和NAS系統(tǒng)消息此過程適用于RRC-IDLE和RRC_CONNECTED狀態(tài)開機選網(wǎng)和小區(qū)重選時切換完成或從另一個RAT切換到E-UTRAN時重新返回覆蓋區(qū)域時當系統(tǒng)消息改變時當出現(xiàn)接收ETWS指示時uponreceivingarequestfromCDMA2000upperlayersuponexceedingthemaximumvalidityduration(3h)物理層過程——隨機接入過程申請上行資源與eNodeB間的上行時間同步從RRC-IDLE狀態(tài)到RRC-CONNECT的狀態(tài)轉(zhuǎn)換，即RRC連接過程，如初始接入和TAU更新無線鏈路失敗后的初始接入，即RRC連接重建過程在RRC-CONNECTED狀態(tài)，未獲得上行同步但需發(fā)送上行數(shù)據(jù)和控制信息或雖未上行失步但需要通過隨機接入申請上行資源在RRC-CONNECTED狀態(tài)，從服務(wù)小區(qū)切換到目標小區(qū)在RRC-CONNECTED狀態(tài)，未獲得上行同步但需接收下行數(shù)據(jù)在RRC-CONNECTED狀態(tài)，UE位置輔助定位需要，網(wǎng)絡(luò)利用隨機接入獲取時間提前量（TA:TimingAdvance）競爭接入過程非競爭接入過程隨機接入實現(xiàn)的基本功能隨機接入的使用場景物理層過程——隨機接入過程UE側(cè)隨機接入流程

解析傳輸請求，獲得隨機接入配置信息；

選擇preamble序列

1)基于競爭的隨機接入：隨機選擇preamble2)無競爭的隨機接入：由高層指定preamble

按照指定功率發(fā)送preamble

盲檢用RA-RNTI標識的PDCCH

--檢測到，接收對應(yīng)的PDSCH并將信息上傳；

--否則直接退出物理層隨機接入過程，由高層邏輯決定后續(xù)操作；物理層過程——競爭的隨機接入過程Msg1:發(fā)送Preamble碼,承載于PRACH上,隨機使用那些競爭的前導(dǎo)碼Msg2:基站端在對應(yīng)的時頻資源對preamble序列進行檢測，發(fā)送隨機接入響應(yīng),包含上行傳輸定時提前量、為Msg3分配的上行資源、臨時C-RNTI等Msg3:UE在接收Msg2后，在其分配的上行資源上傳輸Msg3,

包含UE的S-TMSI或隨機數(shù).Msg4:Msg4攜帶成功解調(diào)的Msg3消息的拷貝，UE將其與自身在Msg3中發(fā)送的高層標識進行比較，兩者相同則判定為競爭成功競爭的隨機接入流程

Msg0:基站根據(jù)此時的業(yè)務(wù)需求，給UE分配一個特定的preamble序列。

UE接收到信令指示后，在特定的時頻資源發(fā)送指定的preamble序列

基站接收到隨機接入preamble序列后，發(fā)送隨機接入響應(yīng)。進行后續(xù)的信令交互和數(shù)據(jù)傳輸。無競爭的隨機接入流程物理層過程——尋呼消息的發(fā)送由網(wǎng)絡(luò)向空閑態(tài)或連接態(tài)的UE發(fā)起Paging消息會在UE注冊的所有小區(qū)發(fā)送（TA范圍內(nèi)）核心網(wǎng)觸發(fā)：通知UE接收尋呼請求（被叫，數(shù)據(jù)推送）eNodeB觸發(fā)：通知系統(tǒng)消息更新以及通知UE接收ETWS等信息在S1AP接口消息中，MME對eNB發(fā)paging消息，每個paging消息攜帶一個被尋呼UE信息空口進行尋呼消息的傳輸時，eNB將具有相同尋呼時機的UE尋呼內(nèi)容匯總在一條尋呼消息里尋呼消息被映射到PCCH邏輯信道中，并根據(jù)UE的DRX周期在PDSCH上發(fā)送物理層過程——尋呼消息的讀取UE尋呼消息的接收遵循DRX的原則UE根據(jù)DRX周期在特定時刻根據(jù)P-RNTI讀取PDCCHUE根據(jù)PDCCH的指示讀取相應(yīng)PDSCH，并將解碼的數(shù)據(jù)通過尋呼傳輸信道（PCH）傳到MAC層。PCH傳輸塊中包含被尋呼UE標識（IMSI或S-TMSI），若未在PCH上找到自己的標識，UE再次進入DRX狀態(tài)目錄1、LTE概述

5、LTE移動性管理4、LTE物理層過程3、LTE關(guān)鍵技術(shù)

2、LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)目錄5.1、移動性管理概述5.5、語音方案5.4、連接態(tài)移動性5.3、空閑態(tài)移動性

5.2、TAU3GPP各狀態(tài)間轉(zhuǎn)換當存在RRC連接時，UE處于RRC連接狀態(tài)，否則為RRCIDLE狀態(tài)TS36.3314.23GLTEGSMEMM(EPSMobilityManagement)狀態(tài)定義：EMM-DEREGISTERED（非注冊狀態(tài)）MME不知道UE的位置（不可及）.UE和MME中可能仍保存著UEcontextEMM-REGISTERED(注冊狀態(tài)）UE通過Attach和TAU過程進入EMM-Registered狀態(tài)

MME知道UE的跟蹤區(qū)列表.UE擁有至少一個激活的PDN連接;在Detach過程后，UE進入EMM-DEREGISTERED狀態(tài)AttachacceptDetachAttachrejectTAURejectAllBearerDeactivatedEMM-DEREGISTEREDEMM-REGISTEREDEMMstatesinUEAttachacceptTAUAcceptDetachAttachrejectTAURejectAllBearerDeactivatedEMM-DEREGISTEREDEMM-REGISTEREDEMMstatesinMMEUE狀態(tài)-EMM狀態(tài)ECM(EPSConnectionManagement)狀態(tài)定義：ECM-IDLEUE和MME間沒有NAS信令連接.如果UE處于EMM-REGISTERED和ECM-IDLE狀態(tài)，可以執(zhí)行:TAU(包括周期性TAU)ServiceRequest響應(yīng)來自MME的尋呼在建立信令連接后UE和MME進入ECM-CONNECTEDECM-CONNECTEDMME知道UE所連接的servingeNodeBUE和MME間存在信令連接S1釋放過程將UE和MME的狀態(tài)改變至.ECM-IDLEUE狀態(tài)-ECM狀態(tài)RRCEstablishedRRCReleasedECM-IDLEECM-CONNECTEDECMstatesinUES1EstablishedS1ReleasedECM-IDLEECM-CONNECTEDECMstatesinMME小區(qū)內(nèi)UE標識標識類型應(yīng)用場景獲得方式有效范圍是否與終端/卡設(shè)備相關(guān)RA-RNTI隨機接入中用于指示接收隨機接入響應(yīng)消息根據(jù)占用的時頻資源計算獲得（0001~003C）小區(qū)內(nèi)否T-CRNTI隨機接入中，沒有進行競爭裁決前的CRNTIeNB在隨機接入響應(yīng)消息中下發(fā)給終端（003D~FFF3）小區(qū)內(nèi)否C-RNTI用于標識RRCConnect狀態(tài)的UE初始接入時獲得（T-CRNTI升級為C-RNTI）（003D~FFF3）小區(qū)內(nèi)否SPS-CRNTI半靜態(tài)調(diào)度標識eNB在調(diào)度UE進入SPS時分配（003D~FFF3）小區(qū)內(nèi)否P-RNTI尋呼FFFE（固定標識）全網(wǎng)相同否SI-RNTI系統(tǒng)廣播FFFF（固定標識）全網(wǎng)相同否核心網(wǎng)UE標識用戶標識名稱來源作用IMSIInternationalMobileSubscriberIdentitySIM卡UE在首次ATTACH時需要攜帶IMSI信息，網(wǎng)絡(luò)也可以通過身份識別流程要求UE上報IMSI參數(shù)IMEIInternationalMobileEquipmentIdentity終端國際移動臺設(shè)備標識，唯一標識UE設(shè)備，用15個數(shù)字表示IMEISVIMEIandSoftwareVersionNumber終端攜帶軟件版本號的國際移動臺設(shè)備標識，用16個數(shù)字表示S-TMSISAETemporaryMobileStationIdentifierMME產(chǎn)生并維護SAE臨時移動標識，由MME分配。與UMTS的P-TMSI格式類似，用于NAS交互中保護用戶的IMSIGUTIGloballyUniqueTemporaryIdentifierMME產(chǎn)生并維護全球唯一臨時標識，在網(wǎng)絡(luò)中唯一標識UE，可以減少IMSI，IMEI等用戶私有參數(shù)暴露在網(wǎng)絡(luò)傳輸中.第一次attach時UE攜帶IMSI，而之后MME會將IMSI和GUTI進行一個對應(yīng)，以后就一直用GUTI，通過attachaccept帶給UE；TMSI信息是GUTI的一部分S-TMSI=MMEC+M-TMSIGUTI=MCC+MNC+MMEGI+MMEC+M-TMSILTE測量RSRP，參考信號接收功率（對應(yīng)TD-SCDMA/WCDMA的RSCP）每個RB上RS的接收功率提供了小區(qū)RS信號強度度量根據(jù)RSRP對LTE候選小區(qū)排序，作為切換和小區(qū)重選的輸入RSSI，載波接收信號強度指示UE對所有信號來源觀測到的總接收帶寬功率RSRQ，參考信號接收質(zhì)量（對應(yīng)WCDMA的Ec/No）RSRQ=N*RSRP/RSSI，N為RSSI測量帶寬的RB個數(shù)反映了小區(qū)RS信號的質(zhì)量當僅根據(jù)RSRP不能提供足夠的信息來執(zhí)行可靠的移動性管理時，根據(jù)RSRQ對LTE候選小區(qū)排序，作為切換和小區(qū)重選的輸入SINR，信號與干擾加噪聲比

指接收到的有用信號的強度與接收到的干擾信號（噪聲和干擾）的強度的比值；可以簡單的理解為“信噪比

反映了小區(qū)接收信號的質(zhì)量；LTE系統(tǒng)中，通常用來評估下載速率目錄5.1、移動性管理概述5.5、語音方案5.4、連接態(tài)移動性5.3、空閑態(tài)移動性

5.2、TAUTAU概述TA和TAITAU的定義當移動臺由一個TA移動到另一個TA時，必須在新的TA上重新進行位置登記以通知網(wǎng)絡(luò)來更改它所存儲的移動臺的位置信息，這個過程就是跟蹤區(qū)更新(TrackingAreaUpdate,TAU)‘TAU概述