第四代移動通信技術(shù)LTE概述

第四代移動通信技術(shù)LTE概述摘要:移動通信技術(shù)自70年代發(fā)展至今已經(jīng)歷了3代，如今第四代移動通信技術(shù)一一LTE成為各種技術(shù)體制共同的演進方向，本文詳細介紹了LTE的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，協(xié)議結(jié)構(gòu)及基本技術(shù)。尖鍵詞:4GLTE協(xié)議上下行傳輸技術(shù)在現(xiàn)代社會中，移動通信無疑是最為活躍的應(yīng)用學(xué)科，隨著3G技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用和普及，4G技術(shù)也呼之欲出。與2G時代和3G時代多技術(shù)體制并存不同的是4G時代技術(shù)體制趨于統(tǒng)一。LTE成為4G時代的主流選擇。本文將對LTE技術(shù)進行介紹。LTE的全稱是3GPPLongTermEvolution,其采用優(yōu)化的UTRAN結(jié)構(gòu)。LTE根據(jù)雙工方式的不同，分為FDD和TDD兩種模式。LTE采用基于OFDM和MIMO的空中接口方式，用戶峰值速率:UL100Mbps.DL50Mbps°LTE采用flatall-in-ip網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，減少系統(tǒng)時延。本文將介紹LTE技術(shù)的幾個尖鍵性問題。1LTE的扁平化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)LTE的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用扁平化的結(jié)構(gòu)模式，整個通信網(wǎng)絡(luò)得到了大規(guī)模的簡化。這種結(jié)構(gòu)有以下幾個優(yōu)勢：(1)沒有了RNC的網(wǎng)元，避免由于單個RNC故障，造成的成片網(wǎng)絡(luò)癱瘓，有利于提高網(wǎng)絡(luò)安全。(2)網(wǎng)絡(luò)單元數(shù)量減少，使得網(wǎng)絡(luò)建設(shè)大為簡化，同時也有利于建成后的網(wǎng)絡(luò)維護。（3）扁平化的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有利于減少時延，對用戶感知有一定的提升作用，同時有利于多種業(yè)務(wù)的開展。2LTE網(wǎng)絡(luò)的無線幀結(jié)構(gòu)LTE網(wǎng)絡(luò)可以支持兩種無線幀結(jié)構(gòu)，他們是:類型1,FDD采用類型1的無線幀結(jié)構(gòu)；類型2,TDD使用類型21的無線幀結(jié)構(gòu)。在Typel幀結(jié)構(gòu)中海個10ms無線幀分為20個時隙,10個子幀。每個子幀1ms,包含2個時隙，每個時隙0.5ms。上行和下行傳輸在不同頻率上進行。（如圖1）在Type2幀結(jié)構(gòu)中:每個10ms無線幀分為2個長度為5ms的半幀。每個半幀由 8個長度為0.5ms的時隙和3個特殊區(qū)域DwPTS,GP,UpPTS組成（“8+方案”。）DwPTS,GP禾口UpPTS的總長度等于1ms其中DwPTS和UpPTS的長度可配置。Type2幀結(jié)構(gòu)有如下特點。用于承載上行業(yè)務(wù)信息。加擾:使用UE專用擾碼。調(diào)制:支持QPSK,16QAM和64QAM調(diào)制傳輸預(yù)編碼：輸入的符號先分成組再進行預(yù)編碼，即DFT映射到資源元素：從子幀的第一個時隙開始，先k后I進行映射。SC-FDMA信號生成:IDFT。PUCCH（物理上行業(yè)務(wù)信道）有6種格式，用于承載HARQ-ACK,CQI,SR信息。對于同一個UE而言,PUCCH不與PUSCH同時傳輸。支持多種格式，格式不同調(diào)制方法和每個子幀中的比特數(shù)不同。PUCCH（物理上行業(yè)務(wù)信道）Format1傳輸SR信息，發(fā)射常數(shù)1。Format1a/1b傳輸HARQ-ACK,1比特時BPSK調(diào)制,2比特時QPSK調(diào)制。Format2傳輸CQI信息，先將CQI進行信道編碼成20bit,后進行QPSK調(diào)制。Format2a/2b傳輸CQI和HARQ-ACK的混合信息,先將CQI進行信道編碼成20bit后進行QPSK;HARQ-ACK則進行BPSK/QPSK調(diào)制。PRACH（物理隨機接入信道）SCH（同步信道）下行同步信道包括P-SCH和S-SCH,P-SCH和S-SCH的頻域位置為直流附近的72個子載波。實際上只占了62個子載波,其他10個不放同步序列P-SCH在一個無線幀中有兩個，這兩個是完全一樣的。時域位置為第0個slot的倒數(shù)第一個符號；第10個slot的倒數(shù)第一個符號。S-SCH在一個無線幀中也有兩個，而這兩個同步符號是有差別的。時域位置為第0個slot的倒數(shù)第二符號；第10個slot的倒數(shù)第二個符號。PBCH（物理廣播信道）物理廣播信道用來廣播信道中的各種信息，每個系統(tǒng)中都應(yīng)該有下行系統(tǒng)帶寬、系統(tǒng)幀序號（SFN）、PHICH持續(xù)時間以及資源大小指示等必備消息。每個第0號子幀有4個OFDM符號的物理廣播信道信號。PCFICH（物理控制格式指示信道）每個幀里基本都包含物理控制格式指示信道，E-NodeB通過物理控希［J格式指示信道把子幀占用的下行物理控希!!信道中的OFDM符號告訴給用戶，這個CFI就是用來指示這個OFDM符號的。從1?4均可以用取值。PHICH（物理HARQ指示信道）E-NodeB對于上行的信號會做出NAKACK的響應(yīng)信息，該信息由物理HARQ指示信道進行承載。在幀單元中物理HARQ指示信道有兩種，一種短信道；另一種長信道。該時間有物理HARQ指示信道中的一個bit位表示。在下行幀中，需要發(fā)射物理HARQ指示信道，數(shù)目有時不只一個。一個物理HARQ指示信道也可以在多個RE中的物理HARQ指示信道中映射。PDCCH(下行物理控制信道)PDCCH主要傳輸調(diào)度和不同種類的控制消息。其中有傳送信元格式、分發(fā)資源方式、是否能夠調(diào)動上下行信道、控制功率、是否傳輸CK/NACK信號等等。此類消息構(gòu)成了多種控制信息模式(DCI),在各個子幀前n(n<=4)個OFDM符號中進行組合，PCFICH信道中的CFI來指示n的具體指示多少。多個PDCCH可以在同一個子幀里傳送，一組PDCCH只能為一個UE所