TDDLTE基本原理課件

2023/3/14C&Wi售前網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃部LTE基本原理HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.Page2了解LTE產(chǎn)生的背景及網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)掌握LTE物理層和層2的基本原理了解LTE空口關(guān)鍵技術(shù)目標(biāo)Page3Charter1LTE背景介紹Charter2LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及協(xié)議棧介紹Charter3LTE物理層結(jié)構(gòu)介紹Charter4LTE層2結(jié)構(gòu)介紹內(nèi)容Page5什么是LTE？長期演進(jìn)LTE(LongTermEvolution)是3GPP主導(dǎo)的無線通信技術(shù)的演進(jìn)。接入網(wǎng)將演進(jìn)為E-UTRAN

(EvolvedUMTSTerrestrialRadioAccessNetwork)。連同核心網(wǎng)的系統(tǒng)架構(gòu)將演進(jìn)為SAE

(SystemArchitectureEvolution)。LTE的設(shè)計(jì)目標(biāo)帶寬靈活配置：支持1.4MHz,3MHz,5MHz,10Mhz,15Mhz,20MHz峰值速率(20MHz帶寬）：下行100Mbps，上行50Mbps控制面延時(shí)小于100ms，用戶面延時(shí)小于5ms能為速度>350km/h的用戶提供100kbps的接入服務(wù)支持增強(qiáng)型MBMS（E-MBMS）取消CS域，CS域業(yè)務(wù)在PS域?qū)崿F(xiàn)，如VOIP系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單化，低成本建網(wǎng)LTE背景介紹3GPP的目標(biāo)是打造新一代無線通信系統(tǒng)，超越現(xiàn)有無線接入能力，全面支撐高性能數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的，“確保在未來10年內(nèi)領(lǐng)先”。Page6LTE的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程2004年12月3GPP正式成立了LTE的研究項(xiàng)目。原定2006年6月完成的研究項(xiàng)目SI（StudyItem）推遲到2006年9月。完成可行性研究，并輸出技術(shù)報(bào)告。2006年9月正式開始工作項(xiàng)目WI（WorkItem）/標(biāo)準(zhǔn)制定階段，原定為2007年9月完成第一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)版本，現(xiàn)已延期。目前LTE處于Stage3(Protocol)研究階段，正在各個(gè)子組會(huì)議上熱烈的討論。預(yù)計(jì)2008年年底會(huì)推出首個(gè)商用協(xié)議版本。LTE主要涉及36.xxx系列協(xié)議。目前協(xié)議仍在不斷完善中。LTE背景介紹LTEWIstageLTESIstageDelayed2006Mar2006Jun2006Sep2005Dec2006Dec2007Dec2008Dec2007Jun2008Jun2007Mar2007Sep2008Mar2008Sep2009MarLTEenhancementandimprovementLTERel8(Approval)LTESILTEWILTERel8(Specfinished)Page7SAE簡介系統(tǒng)架構(gòu)演進(jìn)SAE（SystemArchitectureEvolution），是為了實(shí)現(xiàn)LTE提出的目標(biāo)而從整個(gè)系統(tǒng)架構(gòu)上考慮的演進(jìn)，主要包括：功能平扁化，去掉RNC的物理實(shí)體，把部分功能放在了E-NodeB，以減少時(shí)延和增強(qiáng)調(diào)度能力（如，單站內(nèi)部干擾協(xié)調(diào)，負(fù)荷均衡等，調(diào)度性能可以得到很大提高）把部分功能放在了核心網(wǎng)，加強(qiáng)移動(dòng)交換管理，采用全I(xiàn)P技術(shù)，實(shí)行用戶面和控制面分離。同時(shí)也考慮了對其它無線接入技術(shù)的兼容性。LTE背景介紹Page9LTE背景介紹3GPP簡介3GPP（3rdGenerationPartnershipProject）成立于1998年12月，是一個(gè)無線通信技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)組織，由一系列的標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)盟作為成員（OrganizationalPartners）。目前有ARIB（日本）,CCSA（中國）,ETSI（歐洲）,ATIS（美洲）,TTA（韓國）,andTTC（日本）等。3GPP分為標(biāo)準(zhǔn)工作組TSG和管理運(yùn)維組兩個(gè)部分。TSG主要負(fù)責(zé)各標(biāo)準(zhǔn)的制作修訂工作，管理運(yùn)維組主要負(fù)責(zé)整理市場需求，并對TSG和整個(gè)項(xiàng)目的運(yùn)作提供支持。TSG（TechnicalSpecificationGroups）TSGGERAN:GERAN無線側(cè)相關(guān)(2G)；TSGRAN:無線側(cè)相關(guān)(3GandLTE)；TSGSA(ServiceandSystemAspects):負(fù)責(zé)整體的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和業(yè)務(wù)能力；TSGCT(CoreNetworkandTerminals):負(fù)責(zé)定義終端接口以及整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的核心網(wǎng)相關(guān)部分。Page10Charter1LTE背景介紹Charter2LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及協(xié)議棧介紹Charter3LTE物理層結(jié)構(gòu)介紹Charter4LTE層2結(jié)構(gòu)介紹內(nèi)容Page11Charter2LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及協(xié)議棧介紹2.1LTE的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)2.2LTE的網(wǎng)元功能2.3LTE的協(xié)議棧介紹內(nèi)容Page13LTE的網(wǎng)元功能e-NodeB的主要功能包括：無線資源管理功能，即實(shí)現(xiàn)無線承載控制、無線許可控制和連接移動(dòng)性控制，在上下行鏈路上完成UE上的動(dòng)態(tài)資源分配（調(diào)度）；用戶數(shù)據(jù)流的IP報(bào)頭壓縮和加密；UE附著狀態(tài)時(shí)MME的選擇；實(shí)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)移動(dòng)性配置和調(diào)度的測量和測量報(bào)告。MME的主要功能包括：

NAS(Non-AccessStratum)非接入層信令的加密和完整性保護(hù)；AS(AccessStratum)接入層安全性控制、空閑狀態(tài)移動(dòng)性控制；EPS(EvolvedPacketSystem)承載控制；支持尋呼，切換，漫游，鑒權(quán)。S-GW的主要功能包括：分組數(shù)據(jù)路由及轉(zhuǎn)發(fā)；移動(dòng)性及切換支持；合法監(jiān)聽；計(jì)費(fèi)。P-GW的主要功能包括：分組數(shù)據(jù)過濾；UE的IP地址分配；上下行計(jì)費(fèi)及限速。Page14LTE的協(xié)議棧介紹LTE協(xié)議棧的兩個(gè)面：用戶面協(xié)議棧：負(fù)責(zé)用戶數(shù)目傳輸控制面協(xié)議棧：負(fù)責(zé)系統(tǒng)信令傳輸用戶面的主要功能：頭壓縮加密調(diào)度ARQ/HARQ用戶面協(xié)議棧

控制面協(xié)議棧

控制面的主要功能：RLC和MAC層功能與用戶面中的功能一致PDCP層完成加密和完整性保護(hù)RRC層完成廣播，尋呼，RRC連接管理，資源控制，移動(dòng)性管理，UE測量報(bào)告控制NAS層完成核心網(wǎng)承載管理，鑒權(quán)及安全控制Page15Charter1LTE背景介紹Charter2LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及協(xié)議棧介紹Charter3LTE物理層結(jié)構(gòu)介紹Charter4LTE層2結(jié)構(gòu)介紹內(nèi)容Page17LTE支持頻段E-UTRABandUplink(UL)Downlink(DL)DuplexModeFUL_low–FUL_highFDL_low–FDL_high11920MHz–1980MHz2110MHz–2170MHzFDD21850MHz–1910MHz1930MHz–1990MHzFDD31710MHz–1785MHz1805MHz–1880MHzFDD41710MHz–1755MHz2110MHz–2155MHzFDD5824MHz–849MHz869MHz–894MHzFDD6830MHz–840MHz875MHz–885MHzFDD72500MHz–2570MHz2620MHz–2690MHzFDD8880MHz–915MHz925MHz–960MHzFDD91749.9MHz–1784.9MHz1844.9MHz–1879.9MHzFDD101710MHz–1770MHz2110MHz–2170MHzFDD111427.9MHz–1452.9MHz1475.9MHz–1500.9MHzFDD12698MHz–716MHz728MHz–746MHzFDD13777MHz–787MHz746MHz–756MHzFDD14788MHz–798MHz758MHz–768MHzFDD……

…

…17704MHz–716MHz734MHz–746MHzFDD...…

…

…E-UTRABandUplink(UL)Downlink(DL)DuplexModeFUL_low–FUL_highFDL_low–FDL_high331900MHz–1920MHz1900MHz–1920MHzTDD342010MHz–2025MHz2010MHz–2025MHzTDD351850MHz–1910MHz1850MHz–1910MHzTDD361930MHz–1990MHz1930MHz–1990MHzTDD371910MHz–1930MHz1910MHz–1930MHzTDD382570MHz–2620MHz2570MHz–2620MHzTDD391880MHz–1920MHz1880MHz–1920MHzTDD402300MHz–2400MHz2300MHz–2400MHzTDDTDD模式支持頻段FDD模式支持頻段根據(jù)2008年底凍結(jié)的LTER8協(xié)議：支持兩種雙工模式：FDD和TDD支持多種頻段，從700MHz到2.6GHz支持多種帶寬配置，協(xié)議規(guī)定以下帶寬配置：1.4MHz,3MHz,5MHz,10MHz,15MHz,20MHz協(xié)議還在更新中，部分頻段的支持情況可能會(huì)有所變動(dòng)Page18無線幀結(jié)構(gòu)（1）LTE共支持兩種無線幀結(jié)構(gòu)：類型1，適用于頻分雙工FDD類型2，適用于時(shí)分雙工TDDFDD類型無線幀結(jié)構(gòu)：LTE采用OFDM技術(shù)，子載波間隔為f=15kHz，2048階IFFT，則幀結(jié)構(gòu)的時(shí)間單位為Ts=1/(2048*15000)秒FDD類型無線幀長10ms，如下圖所示。每幀含有20個(gè)時(shí)隙，每時(shí)隙為0.5ms。普通CP配置下，一個(gè)時(shí)隙包含7個(gè)連續(xù)的OFDM符號（Symbol）FDD類型無線幀結(jié)構(gòu)資源塊的概念：LTE具有時(shí)域和頻域的資源，資源分配的最小單位是資源塊RB（ResourceBlock），RB由RE（ResourceElement）組成，如右圖示RE是二維結(jié)構(gòu)，由時(shí)域符號（Symbol）和頻域子載波（Subcarrier）組成1個(gè)時(shí)隙和12個(gè)連續(xù)子載波組成一個(gè)RBPage19TDD類型無線幀結(jié)構(gòu)：同樣采用OFDM技術(shù)，子載波間隔和時(shí)間單位均與FDD相同。幀結(jié)構(gòu)與FDD類似，每個(gè)10ms幀由10個(gè)1ms的子幀組成；子幀包含2個(gè)0.5ms時(shí)隙。10ms幀中各個(gè)子幀的上下行分配策略可以設(shè)置。如右邊表格所示。DL/UL子幀分配Uplink-downlinkconfigurationDownlink-to-UplinkSwitch-pointperiodicitySubframenumber012345678905msDSUUUDSUUU15msDSUUDDSUUD25msDSUDDDSUDD310msDSUUUDDDDD410msDSUUDDDDDD510msDSUDDDDDDD65msDSUUUDSUUDDwPTS:DownlinkPilotTimeSlotGP:GuardPeriodUpPTS:UplinkPilotTimeSlotTDD類型無線幀結(jié)構(gòu)D:DownlinksubframeU:UplinksubframeS:Specialsubframe無線幀結(jié)構(gòu)（2）Page21LTE資源塊基本概念載波帶寬[MHz]1.435101520RE數(shù)目(每個(gè)OFDM符號)721803006009001200RB數(shù)目（每個(gè)slot）615255075100RE(ResourceElement)物理層資源的最小粒度時(shí)域：1個(gè)OFDM符號，頻域：1個(gè)子載波RB（ResourceBlock）物理層數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁Y源分配頻域最小單位時(shí)域：1個(gè)slot，頻域：12個(gè)連續(xù)子載波(Subcarrier)TTI物理層數(shù)據(jù)傳輸調(diào)度的時(shí)域基本單位1TTI=1subframe=2slots1TTI=14個(gè)OFDM符號(NormalCP)1TTI=12個(gè)OFDM符號(ExtendedCP)CCEControlChannelElement控制信道的資源單位1CCE=36REs1CCE=9REGs(1REG=4REs)TDD-LTE特殊子幀介紹TD-LTE特殊子幀繼承了TD-SCDMA的特殊子幀設(shè)計(jì)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(yuǎn)等于1msTD-LTE的特殊子幀配置和上下行時(shí)隙配置沒有制約關(guān)系可以相對獨(dú)立的進(jìn)行配置特殊子幀配置NormalCPExtendedCPDwPTSGPUpPTSDwPTSGPUpPTS03101381194183121031921311211011412113725392822693291271022---81112---主同步信號PSS在DwPTS上進(jìn)行傳輸DwPTS上最多能傳兩個(gè)PDCCHOFDM符號（正常時(shí)隙能傳最多3個(gè)）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）TD-SCDMA的DwPTS承載下行同步信道DwPCH，采用規(guī)定功率覆蓋整個(gè)小區(qū)，UE從DwPTS上獲得與

小區(qū)的同步TD-SCDMA的DwPTS無法傳輸數(shù)據(jù)，所以TD-LTE在這方面是有提高的。如果小區(qū)覆蓋距離和遠(yuǎn)距離同

頻干擾不構(gòu)成限制因素（在這種情況下應(yīng)該采用較大的GP配置），推薦將DwPTS配置為能夠傳輸數(shù)據(jù)DwPTSTD-LTE幀結(jié)構(gòu)和TD-SCDMA幀結(jié)構(gòu)對比TD-LTE和TD-SCDMA幀結(jié)構(gòu)主要區(qū)別：時(shí)隙長度不同。TD-LTE的子幀（相當(dāng)于TD-S的時(shí)隙概念）長度和FDDLTE保持一致，有利于產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)以及借助FDD的產(chǎn)業(yè)鏈;TD-LTE的特殊時(shí)隙有多種配置方式，DwPTS,GP,UpPTS可以改變長度，以適應(yīng)覆蓋、容量、干擾等不同場景的需要;在某些配置下，TD-LTE的DwPTS可以傳輸數(shù)據(jù)，能夠進(jìn)一步增大小區(qū)容量;TD-LTE的調(diào)度周期為1ms，即每1ms都可以指示終端接收或發(fā)送數(shù)據(jù)，保證更短的時(shí)延。而TD-SCDMA的調(diào)度周期為5ms;TD-LTE和TD-SCDMA鄰頻共存（1）TD-S=3:3采用10:2:2，特殊時(shí)隙可以用來傳輸業(yè)務(wù)TD-LTE=2:2+10:2:2TD-SCDMA：

時(shí)隙=675usDwPTS=75usGP=75usUpPTS=125usTD-LTE:子幀=1ms=30720Ts10:2:2=21952Ts:4384Ts:4384Ts3:9:2=6592Ts:19744Ts:4384TsTD-SCDMATD-LTE1.025ms=2.15ms特殊時(shí)隙特殊時(shí)隙共存要求：上下行沒有交疊（圖中Tb>Ta）。則TD-LTE的DwPTS必須小于0.85ms（26112Ts)?？梢圆捎?0:2:2的配置0.675ms1ms信道映射關(guān)系下行傳輸信道和物理信道的映射關(guān)系PhysicalLayerMAC

Layer上行傳輸信道和物理信道的映射關(guān)系PhysicalLayerMAC

LayerPage30各個(gè)物理信道的使用小區(qū)搜索涉及的物理信道SCH->PBCH->PCFICH->PDCCH->PDSCH(獲取DBCH)隨機(jī)接入涉及的物理信道PRACH->PCFICH->PDCCH->PDSCH->PUSCH下行數(shù)據(jù)傳輸涉及的物理信道PCFICH->PDCCH->PDSCH->PUCCH上行數(shù)據(jù)傳輸涉及的物理信道PCFICH->PDCCH->PUSCH->PHICHPage31物理信道—下行下行信道處理過程加擾：物理層傳輸?shù)拇a字都需要經(jīng)過加擾；調(diào)制：對加擾后的碼字進(jìn)行調(diào)制，生成復(fù)數(shù)值的調(diào)制符號；層影射：將復(fù)數(shù)調(diào)制符號影射到一個(gè)或多個(gè)發(fā)射層中；預(yù)編碼：對每個(gè)發(fā)射層中的復(fù)數(shù)調(diào)制符號進(jìn)行預(yù)編碼，并影射到相應(yīng)的天線端口；RE影射：將每個(gè)天線端口的復(fù)數(shù)調(diào)制符號影射到相應(yīng)的RE上；OFDM信號生成：每個(gè)天線端口信號生成OFDM信號。下行信道的調(diào)制方式如右表所示物理信道調(diào)制方式物理信道調(diào)制方式PBCHQPSKPCFICHQPSKPDCCHQPSKPHICHBPSKPDSCHQPSK,16QAM,64QAMPMCHQPSK,16QAM,64QAMPage32下行參考信號下行參考信號RS(ReferenceSignal)：類似CDMA/UMTS的導(dǎo)頻信號，用于下行物理信道解調(diào)及信道質(zhì)量測量協(xié)議指定有三種參考信號小區(qū)特定參考信號（Cell-SpecificReferenceSignal）為必選CQI測量總基于CRS另外兩種參考信號（MBSFNSpecificRS&UE-SpecificRS）為可選LTE下行參考信號特點(diǎn)：RS本質(zhì)上是終端已知的偽隨機(jī)序列對于每個(gè)天線端口，RS的頻域間隔為6個(gè)子載波被參考信號占用的RE，在其它天線端口相同RE上必須留空天線端口增加時(shí)，系統(tǒng)的導(dǎo)頻總開銷也增加，可用的數(shù)據(jù)RE減少LTE的參考信號是離散分布的，而CDMA/UMTS的導(dǎo)頻信號是連續(xù)的RS分布越密集，則信道估計(jì)越精確，但開銷越大，影響系統(tǒng)容量Page33Page33下行公共參考信號示意圖小區(qū)特定參考信號在時(shí)頻域的位置示意圖單天線端口雙天線端口四天線端口天線端口0天線端口1天線端口2天線端口3RE該天線口不傳輸RS該天線口的RS符號MBSFN:Multicast/BroadcastoveraSingleFrequencyNetworkR1：第一個(gè)天線口傳輸?shù)腞SR2：第二個(gè)天線口傳輸?shù)腞SR3：第三個(gè)天線口傳輸?shù)腞SR4：第四個(gè)天線口傳輸?shù)腞S天線配置單個(gè)符號每RB每天線導(dǎo)頻數(shù)目單個(gè)符號每RB所有天線的導(dǎo)頻總數(shù)單個(gè)符號全帶寬所有天線導(dǎo)頻總數(shù)1222*RB總數(shù)2244*RB總數(shù)4244*RB總數(shù)當(dāng)系統(tǒng)為4天線時(shí)，第3、第4根天線的導(dǎo)頻是在不同于1、2兩根天線的OFDM符號上傳輸U(kuò)E可識別的天線數(shù)目和基站配置的物理天線數(shù)目是兩個(gè)概念Page34小區(qū)間的CRS頻域移位LTE系統(tǒng)中，PCI決定RS信號在頻域的位置理論與實(shí)踐證明：相鄰小區(qū)的導(dǎo)頻位置錯(cuò)開在網(wǎng)絡(luò)負(fù)載較輕時(shí)可獲得更好性能基站2發(fā)：不同PCI對應(yīng)的參考信號模板：Page35UE-specific參考信號RSmappingtoREs(normalCP)RSmappingtoREs(extendedCP)UE-specificRS用于下行BeamformingPage36物理信號—SCH同步信號（SynchronizationSignal）：同步信號用于小區(qū)搜索過程中UE和E-UTRAN的時(shí)頻同步。同步信號包含兩個(gè)部分：主同步信號（PrimarySynchronizationSignal）：用于符號timing對準(zhǔn)，頻率同步，以及部分的小區(qū)ID偵測次同步信號（SecondarySynchronizationSignal）：用于幀timing對準(zhǔn)，CP長度偵測，以及小區(qū)組ID偵測同步信號特點(diǎn)：無論系統(tǒng)帶寬是多少，同步信號只位于系統(tǒng)帶寬的中部，占用72個(gè)子載波。同步信號只在每個(gè)10ms幀的第1個(gè)和第11個(gè)時(shí)隙中傳送。主同步信號位于傳送時(shí)隙的最后一個(gè)符號，次同步信號位于傳送時(shí)隙的倒數(shù)第二個(gè)符號。PSS位于DwPTS的第三個(gè)符號SSS位于5ms第一個(gè)子幀的最后一個(gè)符號SCH(P/S-SCH)占用的72子載波位于系統(tǒng)帶寬中心位置時(shí)域結(jié)構(gòu)頻域結(jié)構(gòu)頻域：對于不同的帶寬，都占用中間的1.08MHz（72個(gè)子載波）進(jìn)行傳輸；時(shí)域：映射在每個(gè)5ms無線幀的subframe0里的第二個(gè)slot的前4個(gè)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BCH；PBCH配置

PBCH(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SIB在DL-SCH上傳輸，映射到物理信道PDSCH，攜帶如下信息：一個(gè)或者多個(gè)PLMN標(biāo)識Trackareacode小區(qū)IDUE公共的無線資源配置信息同、異頻或不同技術(shù)網(wǎng)絡(luò)的小區(qū)重選信息SIB1固定位置在#5子幀上傳輸，攜帶了DL/UL時(shí)隙配比，以及其他SIB的位置與索引等信息。SIB1SIB2SIB3~8BCCHBCHDL-SCHPDSCHPBCH傳輸信道物理信道MIBSIBs邏輯信道PHICH的傳輸以PHICH組的形式，PHICH組的個(gè)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}PHICHmin=3PHICHmax=25采用BPSK調(diào)制，傳輸上行信道反饋信息。指示PDCCH的長度信息（1、2或3），在子幀的第一個(gè)OFDM符號上發(fā)送，占用4個(gè)REG，均勻分布在整個(gè)系統(tǒng)帶寬。采用QPSK調(diào)制，攜帶一個(gè)子幀中用于傳輸PDCCH的OFDM符號數(shù)，傳輸格式。小區(qū)級shift，隨機(jī)化干擾PCFICH&PHICH配置PCFICH(物理層控制格式指示信道)PHICH(物理HARQ指示信道)Page39PDCCHPDCCH控制信令的主要類型“上行數(shù)據(jù)傳輸”的調(diào)度與授權(quán)信息“下行數(shù)據(jù)傳輸”的調(diào)度信息“尋呼消息傳輸”的調(diào)度信息“隨機(jī)接入響應(yīng)上行傳輸”的調(diào)度信息上行功控信令PDCCH主要特點(diǎn)PDCCH信道可能占用每個(gè)子幀的前1，2或者3個(gè)OFDM符號具體符號數(shù)由PCFICH指示不同UE的控制信令是獨(dú)立發(fā)送的，可以針對不同UE的信道情況進(jìn)行自適應(yīng)傳輸自適應(yīng)包括：CCE聚合級別自適應(yīng)和發(fā)射功率自適應(yīng)PDCCH通過盲檢測來進(jìn)行解調(diào)接收各類PDCCH控制信令使用的RNTIP-RNTI（尋呼）SI-RNTI（系統(tǒng)消息）RA-RNTI（隨機(jī)接入響應(yīng)）C-RNTI(UE上下行數(shù)據(jù)傳輸)…PDCCH格式和內(nèi)容Page41PDSCH資源分配方式資源分配方式包括集中式(Localized)：有利于頻率選擇性調(diào)度分布式(Distributed)：有利于抵抗窄帶深衰落，獲得頻率分集增益PDSCH的資源分配類型定義Resourceallocationtype0以RBG為單位進(jìn)行資源分配，以bitmap的方式指示Resourceallocationtype1先分成RBGsubset，subset內(nèi)以bitmap的方式指示使用的RBG不能跨subset分配資源Resourceallocationtype2使用VirtualRB映射到PhysicalRB的方式VirtualRB分為LocalizedVRB和DistributedVRB用RB的起始位置以及占用的RB數(shù)目來指示分配的具體RB資源Page42下行資源分配類型-Type0與Type1Type0關(guān)鍵詞：RBGType1關(guān)鍵詞：RBGSubsetPage43下行資源分配類型-Type201001110subframePRBPRBPRBPRB2DVRBpair00010111subframePRBPRBPRBPRB2LVRBpairDVRBvs.LVRBDVRB會(huì)采用slot間跳頻的技術(shù)以獲得更好的頻率分集增益Type0與Type1以RBG為資源分配的基本單位，而Type2以RB為單位。Page44物理信道—上行上行信道處理過程加擾調(diào)制：對加擾后的碼字進(jìn)行調(diào)制，生成復(fù)數(shù)值的調(diào)制符號；轉(zhuǎn)換預(yù)編碼：生成復(fù)數(shù)值的符號；RE影射：將復(fù)數(shù)符號影射到相應(yīng)的RE上；SC-FDMA信號生成：每個(gè)天線端口信號生成SC-FDMA信號。上行信道的調(diào)制方式如右表所示物理信道調(diào)制方式PUCCHBPSK,QPSKPUSCHQPSK,16QAM,64QAMPRACHZadoff-Chu序列Page45上行參考信號RS（ReferenceSignal）：上行的導(dǎo)頻信號，用于E-UTRAN與UE的同步和上行信道估計(jì)。上行參考信號有兩種：解調(diào)參考信號DMRS(DemodulationReferenceSignal),PUSCH和PUCCH傳輸時(shí)的導(dǎo)頻信號Sounding參考信號SRS(SoundingReferenceSignal),無PUSCH和PUCCH傳輸時(shí)的導(dǎo)頻信號上行參考信號特點(diǎn)：由于上行采用SC-FDMA，每個(gè)UE只占用系統(tǒng)帶寬的一部分，DMRS只在相應(yīng)的PUSCH和PUCCH分配帶寬中傳輸。DMRS在時(shí)隙中的位置根據(jù)伴隨的PUSCH和PUCCH的不同格式而有所差異。SoundingRS的帶寬比單個(gè)UE分配到的帶寬要大，目的是為e-NodeB作全帶寬的上行信道估計(jì)提供參考。SoundingRS在每個(gè)子幀的最后一個(gè)符號發(fā)送，周期/帶寬可以配置。SoundingRS可以通過系統(tǒng)調(diào)度由多個(gè)UE發(fā)送。伴隨PUSCH傳輸?shù)腄MRS位置圖DMRS占用每個(gè)時(shí)隙的第4個(gè)符號TimeFreqTimeFreqTimeFreq伴隨PUCCH傳輸?shù)腄MRS位置圖（PUCCH傳輸U(kuò)LACK信令）DMRS占用每個(gè)時(shí)隙的3個(gè)符號伴隨PUCCH傳輸?shù)腄MRS位置圖（PUCCH傳輸CQI信令）DMRS占用每個(gè)時(shí)隙的2個(gè)符號PUCCH在系統(tǒng)帶寬的兩端，并在兩個(gè)時(shí)隙間跳頻某用戶分配到的上行帶寬系統(tǒng)帶寬物理信號—上行初期引入建議：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(gè)子載波），與PUCCH相鄰時(shí)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(gè)子幀采用頻分方式可傳輸多個(gè)隨機(jī)接入資源。PRACH配置長度配置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(gè)），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(shí)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(jī)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181a1bitACK傳輸HARQ信息1b2bitACK2CQIPMI+RI+CQI122aCQI+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(gè)控制信道由1個(gè)RBpair組成，位于上行子幀的兩邊邊帶上在子幀的兩個(gè)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(gè)用戶的控制信息在同一個(gè)PDCCH資源上發(fā)送。上行容量與吞吐量是PUCCH個(gè)數(shù)與PUSCH個(gè)數(shù)的折中PUCCH（上行物理控制信道）控制信道示意圖Page48物理層過程—小區(qū)搜索小區(qū)搜索（CellSearch）基本原理：小區(qū)搜索是UE實(shí)現(xiàn)與E-UTRAN下行時(shí)頻同步并獲取服務(wù)小區(qū)ID的過程。小區(qū)搜索分兩個(gè)步驟：第一步：UE解調(diào)主同步信號實(shí)現(xiàn)符號同步，并獲取小區(qū)組內(nèi)ID；第二步：UE解調(diào)次同步信號實(shí)現(xiàn)幀同步，并獲取CP長度和小區(qū)組ID。關(guān)于CellID：LTE協(xié)議規(guī)定物理層CellID分為兩個(gè)部分：小區(qū)組ID（CellGroupID）和組內(nèi)ID（IDwithinCellGroup）。目前最新協(xié)議規(guī)定物理層小區(qū)組有168個(gè)，每個(gè)小區(qū)組由3個(gè)ID組成，因此共有168*3=504個(gè)獨(dú)立的CellID其中代表小區(qū)組ID，取值范圍0~167；代表組內(nèi)ID，取值范圍0~2初始化小區(qū)搜索（InitialCellSearch）：UE上電后開始進(jìn)行初始化小區(qū)搜索，搜尋網(wǎng)絡(luò)。一般而言，UE第一次開機(jī)時(shí)并不知道網(wǎng)絡(luò)的帶寬和頻點(diǎn)。UE會(huì)重復(fù)基本的小區(qū)搜索過程，歷遍整個(gè)頻譜的各個(gè)頻點(diǎn)嘗試解調(diào)同步信號。這個(gè)過程耗時(shí)，但一般對此的時(shí)間要求并不嚴(yán)格?？梢酝ㄟ^一些方法縮短以后的UE初始化時(shí)間，如UE儲(chǔ)存以前的可用網(wǎng)絡(luò)信息，開機(jī)后優(yōu)先搜索這些網(wǎng)絡(luò)。一旦UE搜尋到可用網(wǎng)絡(luò)并與網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)時(shí)頻同步，獲得服務(wù)小區(qū)ID，即完成小區(qū)搜索后，UE將解調(diào)下行廣播信道PBCH，獲取系統(tǒng)帶寬、發(fā)射天線數(shù)等系統(tǒng)信息。完成上述過程后，UE解調(diào)下行控制信道PDCCH，獲取網(wǎng)絡(luò)指配給這個(gè)UE的尋呼周期。然后在固定的尋呼周期中從IDLE態(tài)醒來解調(diào)PDCCH，監(jiān)聽尋呼。如果有屬于該UE的尋呼，則解調(diào)指定的下行共享信道PDSCH資源，接收尋呼。搜索頻點(diǎn)同步信號廣播信道控制信道共享信道Page49物理層過程—隨機(jī)接入隨機(jī)接入（RandomAccess）基本原理：隨機(jī)接入是UE與E-UTRAN實(shí)現(xiàn)上行時(shí)頻同步的過程。隨機(jī)接入前，物理層應(yīng)該從高層接收到下面的信息：隨機(jī)接入信道PRACH參數(shù)：PRACH配置，頻域位置，前導(dǎo)（preamble）格式等；小區(qū)使用preamble根序列及其循環(huán)位移參數(shù)，以解調(diào)隨機(jī)接入preamble。物理層的隨機(jī)接入過程包含兩個(gè)步驟：UE發(fā)送隨機(jī)接入preamble；E-UTRAN對隨機(jī)接入的響應(yīng)。隨機(jī)接入的具體過程：高層請求發(fā)送隨機(jī)接入preamble，繼而觸發(fā)物理層隨機(jī)接入過程；高層在請求中指示preambleindex，preamble目標(biāo)接收功率，相關(guān)的RA-RNTI，以及隨機(jī)接入信道的資源情況等信息；UE決定隨機(jī)接入信道的發(fā)射功率為preamble的目標(biāo)接收功率+路徑損耗。發(fā)射功率不超過UE最大發(fā)射功率，路徑損耗為UE通過下行鏈路估計(jì)的值；通過preambleindex選擇preamble序列；UE以計(jì)算出的發(fā)射功率，用所選的preamble序列，在指定的隨機(jī)接入信道資源中發(fā)射單個(gè)preamble；在高層設(shè)置的時(shí)間窗內(nèi)，UE嘗試偵測以其RA-RNTI標(biāo)識的下行控制信道PDCCH。如果偵測到，則相應(yīng)的下行共享信道PDSCH則傳往高層，高層從共享信道中解析出20位的響應(yīng)信息。隨機(jī)接入信道隨機(jī)接入前導(dǎo)下行控制信道隨機(jī)接入響應(yīng)RA-RNTI:RandomAccessRadioNetworkTemporaryIdentifierPage50物理層過程—功率控制功率控制（PowerControl）基本原理：下行功控決定了每個(gè)RE（ResourceElement）上的能量EPRE（EnergyperResourceElement）；上行功控決定了每個(gè)DFT-S-OFDM（上行SC-FDMA的復(fù)用調(diào)制方式）符號上的能量。上行功控：上行功控的方式有開環(huán)功控和閉環(huán)功控兩種?？梢酝ㄟ^X2接口交換各小區(qū)的過載指示OI（OverloadIndicator）實(shí)現(xiàn)小區(qū)間的集中式功控，使得功控有可能提升整個(gè)系統(tǒng)的性能。上行功控可以分別控制PUSCH，PUCCH，PRACH和SoundingRS。各種信道/信號的功控大同小異，以PUSCH功控為例：PUSCH功控為慢速功控，補(bǔ)償路徑損耗和陰影衰落，以及控制小區(qū)間干擾。功控的原理如上式。影響PUSCH的發(fā)射功率PPUSCH的因素有UE最大發(fā)射功率PMAX，UE分配的資源MPUSCH，初始發(fā)射功率PO_PUSCH，估計(jì)路徑損耗PL，調(diào)制編碼因子△TF，系統(tǒng)調(diào)整因子f（開環(huán)功控時(shí)f不起作用）下行功控：下行RS一般以恒定功率發(fā)射，下行共享信道PDSCH的發(fā)射功率是與RS發(fā)射功率成一定比例的。下行功控根據(jù)UE上報(bào)的CQI與目標(biāo)CQI的對比，調(diào)整下行發(fā)射功率。UE上報(bào)CQI下行發(fā)射功率X2上行發(fā)射功率系統(tǒng)調(diào)整參數(shù)EPRE:EnergyperResourceElementDFT-SOFDM:DiscreteFourierTransformSpreadOFDMPage51Charter1LTE背景介紹Charter2LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及協(xié)議棧介紹Charter3LTE物理層結(jié)構(gòu)介紹Charter4LTE層2結(jié)構(gòu)介紹內(nèi)容Page52Charter4LTE層2結(jié)構(gòu)介紹4.1LTE層2概述4.2MAC層介紹4.3RLC層介紹4.4