4G和LTE技術資料綜述

4G和LTE技術資料第第頁4G和LTE技術資料

目錄什么是4G和LTE？與以往的技術有什么區(qū)別 2TD-LTE和FDD-LTE技術簡介，全球發(fā)展概況 4什么是OFDM？基本原理和應用 9OFDM與CDMA等技術比較 13LTE關鍵技術之OFDM和MIMO 19為什么OFDM系統(tǒng)比CDMA系統(tǒng)更容易與MIMO技術結合？ 303GPP系統(tǒng)架構演進（SAE） 32LTE系統(tǒng)結構 33LTE系統(tǒng)接口協(xié)議 36LTE空中接口信道和映射關系 44LTE空中接口的分層結構 50外一篇：LTE和FDD

LTE的工作頻段 52MAC

媒體接入控制層 53RLC

無線鏈路控制層 64PDCP

分組數(shù)據(jù)匯聚層 74LTE物理層概述 83LTE系統(tǒng)物理層基本過程 89LTE下行功率控制 99LTE上行功率控制 103小區(qū)間干擾抑制技術 110波束賦形天線技術 112小區(qū)間干擾消除、協(xié)調、隨機化技術 113LTE移動性管理相關概念 119LTE小區(qū)選擇/重選 122LTE小區(qū)切換 129S1接口切換相關信令 141UU接口切換相關信令 145LTE切換流程分析 147第十三課：LTE無線資源管理 153上行物理信道處理流程 161下行物理信道處理流程 167傳輸信道復用 174第十五課：3GPP核心網(wǎng)演進 181LTE網(wǎng)絡規(guī)劃的目標與流程 205LTE頻率規(guī)劃 210

什么是4G和LTE？與以往的技術有什么區(qū)別認識4G要學習4G，就要知道什么是4G，4G就是第四代移動通信系統(tǒng)。第四代移動通信系統(tǒng)可稱為廣帶接入和分布式網(wǎng)絡，其網(wǎng)絡結構將是一個采用全IP的網(wǎng)絡結構。4G網(wǎng)絡采用許多關鍵技術來支撐，包括：正交頻率復用技術（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，OFDM），多載波調制技術，自適應調制和編碼（AdaptiveModulationandCoding，AMC）技術，MIMO和智能天線技術，基于IP的核心網(wǎng)，軟件無線電技術以及網(wǎng)絡優(yōu)化和安全性等。另外，為了與傳統(tǒng)的網(wǎng)絡互聯(lián)需要用網(wǎng)關建立網(wǎng)絡的互聯(lián)，所以4G將是一個復雜的多協(xié)議網(wǎng)絡。第四代移動通信系統(tǒng)具有如下特征：◆傳輸速率更快：對于大范圍高速移動用戶（250km/h）數(shù)據(jù)速率為2Mbps；對于中速移動用戶（60km/h）數(shù)據(jù)速率為20Mbps；對于低速移動用戶（室內或步行者），數(shù)據(jù)速率為100Mbps；◆頻譜利用效率更高：4G在開發(fā)和研制過程中使用和引入許多功能強大的突破性技術，無線頻譜的利用比第二代和第三代系統(tǒng)有效得多，而且速度相當快，下載速率可達到5Mbps~10Mbps；◆網(wǎng)絡頻譜更寬：每個4G信道將會占用100MHz或是更多的帶寬，而3G網(wǎng)絡的帶寬則在5~20MHz之間；◆容量更大：4G將采用新的網(wǎng)絡技術（如空分多址技術等）來極大地提高系統(tǒng)容量，以滿足未來大信息量的需求；◆靈活性更強：4G系統(tǒng)采用智能技術，可自適應地進行資源分配，采用智能信號處理技術對信道條件不同的各種復雜環(huán)境進行信號的正常收發(fā)。另外，用戶將使用各式各樣的設備接入到4G系統(tǒng)；◆實現(xiàn)更高質量的多媒體通信：4G網(wǎng)絡的無線多媒體通信服務將包括語音、數(shù)據(jù)、影像等，大量信息透過寬頻信道傳送出去，讓用戶可以在任何時間、任何地點接入到系統(tǒng)中，因此4G也是一種實時的寬帶的以及無縫覆蓋的多媒體移動通信；◆兼容性更平滑：4G系統(tǒng)應具備全球漫游，接口開放，能跟多種網(wǎng)絡互聯(lián)，終端多樣化以及能從第二代平穩(wěn)過渡等特點；LTE：LongTermEvolution--3GPP長期演進

3GPP長期演進(LTE:LongTermEvolution)項目是近兩年來3GPP啟動的最大的新技術研發(fā)項目，這種以OFDM/FDMA為核心的技術可以被看作“準4G”技術或3.9G。3GPPLTE項目的主要性能目標包括：在20MHz頻譜帶寬能夠提供下行100Mbps、上行50Mbps的峰值速率；改善小區(qū)邊緣用戶的性能；提高小區(qū)容量；降低系統(tǒng)延遲，用戶平面內部單向傳輸時延低于5ms，控制平面從睡眠狀態(tài)到激活狀態(tài)遷移時間低于50ms，從駐留狀態(tài)到激活狀態(tài)的遷移時間小于100ms；支持100Km半徑的小區(qū)覆蓋；能夠為350Km/h高速移動用戶提供>100kbps的接入服務；支持成對或非成對頻譜，并可靈活配置1.25MHz到20MHz多種帶寬。LTE（LongTermEvolution）是新一代寬帶無線移動通信技術。與3G采用的CDMA技術不同，LTE以OFDM（正交頻分多址）和MIMO（多輸入多輸出天線）技術為基礎，頻譜效率是3G增強技術的2～3倍。LTE包括FDD和TDD兩種制式。LTE的增強技術（LTE-Advanced）是國際電聯(lián)認可的第四代移動通信標準。正因為LTE技術的整體設計都非常適合承載移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務，因此運營商都非常關注LTE，并已成為全球運營商網(wǎng)絡演進的主流技術。LTE的頻段FDD-LTE主流頻段為1.8G/2.6G/及低頻段700MHz、800MHz。TD-LTE主流頻段為2.6G/2.3GHz。中國政府宣布將2500-2690Mhz共190Mhz的頻譜資源全部劃分給TDD，極大地提振全球產(chǎn)業(yè)和市場對TD-LTE發(fā)展的信心，但700Mhz頻段在廣播電視模擬信號中使用，廣電已明確表示不可能出讓。LTE與以往移動通信系統(tǒng)的速率對比無線蜂窩制式GSM(EDGE)CDMA2000（1x）下行速率236kbps153kbps上行速率118kbps153kbps無線蜂窩制式CDMA2000(EVDORA)TD-SCDMA(HSPA)WCDMA(HSPA)下行速率3.1Mbps2.8Mbps14.4Mbps上行速率1.8Mbps2.2Mbps5.76Mbps無線蜂窩制式TD-LTEFDD-LTE下行速率100Mbps150Mbps上行速率50Mbps40MbpsTD-LTE和FDD-LTE技術簡介，全球發(fā)展概況2013-06-05移動通信網(wǎng)TDD-LTE與FDD-LTE的介紹與區(qū)別分別是4G兩種不同的制式，一個是時分一個是頻分，簡單來說，TDD-LTE上下行在同一個頻點的時隙分配；FDD-LTE上下行通過不同的頻點區(qū)分。TDD(TimeDivisionDuplexing)時分雙工技術，在移動通信技術使用的雙工技術之一，與FDD相對應。在TDD模式的移動通信系統(tǒng)中，基站到移動臺之間的上行和下行通信使用同一頻率信道(即載波)的不同時隙，用時間來分離接收和傳送信道，某個時間段由基站發(fā)送信號給移動臺，另外的時間由移動臺發(fā)送信號給基站。基站和移動臺之間必須協(xié)同一致才能順利工作。

TD-LTE上行理論速率為50Mbps，下行理論速率為100Mbps.FDD模式的特點是在分離的兩個對稱頻率信道上，進行接收和傳送，用保證頻段來分離接收和傳送信道。LTE系統(tǒng)中上下行頻率間隔可以達到190MHz。FDD（頻分雙工）是該技術支援的兩種雙工模式之一，應用FDD（頻分雙工）式的LTE即為FDD-LTE。由于無線技術的差異、使用頻段的不同以及各個廠家的利益等因素，F(xiàn)DD-LTE的標準化與產(chǎn)業(yè)發(fā)展都領先于TDD-LTE。FDD-LTE已成為當前世界上采用的國家及地區(qū)最廣泛的，終端種類最豐富的一種4G標準。FDD-LTE上行理論速率為40Mbps，下行理論速率為150Mbps.FDD與TDD工作原理

頻分雙工(FDD)和時分雙工(TDD)是兩種不同的雙工方式。如圖1所示，F(xiàn)DD是在分離的兩個對稱頻率信道上進行接收和發(fā)送，用保護頻段來分離接收和發(fā)送信道。FDD必須采用成對的頻率，依靠頻率來區(qū)分上下行鏈路，其單方向的資源在時間上是連續(xù)的。FDD在支持對稱業(yè)務時，能充分利用上下行的頻譜，但在支持非對稱業(yè)務時，頻譜利用率將大大降低。

TDD用時間來分離接收和發(fā)送信道。在TDD方式的移動通信系統(tǒng)中,接收和發(fā)送使用同一頻率載波的不同時隙作為信道的承載,其單方向的資源在時間上是不連續(xù)的，時間資源在兩個方向上進行了分配。某個時間段由基站發(fā)送信號給移動臺，另外的時間由移動臺發(fā)送信號給基站，基站和移動臺之間必須協(xié)同一致才能順利工作。圖：FDD和TDD的工作原理TDD雙工方式的工作特點使TDD具有如下優(yōu)勢：（1）能夠靈活配置頻率，使用FDD系統(tǒng)不易使用的零散頻段；

（2）可以通過調整上下行時隙轉換點，提高下行時隙比例，能夠很好的支持非對稱業(yè)務；

（3）具有上下行信道一致性，基站的接收和發(fā)送可以共用部分射頻單元，降低了設備成本；

（4）接收上下行數(shù)據(jù)時，不需要收發(fā)隔離器，只需要一個開關即可，降低了設備的復雜度；

（5）具有上下行信道互惠性，能夠更好的采用傳輸預處理技術，如預RAKE技術、聯(lián)合傳輸(JT)技術、智能天線技術等,能有效地降低移動終端的處理復雜性。但是，TDD雙工方式相較于FDD，也存在明顯的不足：（1）由于TDD方式的時間資源分別分給了上行和下行，因此TDD方式的發(fā)射時間大約只有FDD的一半，如果TDD要發(fā)送和FDD同樣多的數(shù)據(jù)，就要增大TDD的發(fā)送功率；

（2）TDD系統(tǒng)上行受限，因此TDD基站的覆蓋范圍明顯小于FDD基站；

（3）TDD系統(tǒng)收發(fā)信道同頻，無法進行干擾隔離，系統(tǒng)內和系統(tǒng)間存在干擾；

（4）為了避免與其他無線系統(tǒng)之間的干擾，TDD需要預留較大的保護帶，影響了整體頻譜利用效率。使用TDD和FDD技術在LTE應用上的優(yōu)劣

（1）使用TDD技術時，只要基站和移動臺之間的上下行時間間隔不大，小于信道相干時間，就可以比較簡單的根據(jù)對方的信號估計信道特征。而對于一般的FDD技術，一般的上下行頻率間隔遠遠大于信道相干帶寬，幾乎無法利用上行信號估計下行，也無法用下行信號估計上行；這一特點使得TDD方式的移動通信體制在功率控制以及智能天線技術的使用方面有明顯的優(yōu)勢。但也是因為這一點，TDD系統(tǒng)的覆蓋范圍半徑要小，由于上下行時間間隔的緣故，基站覆蓋半徑明顯小于FDD基站。否則，小區(qū)邊緣的用戶信號到達基站時會不能同步。（2）TDD技術可以靈活的設置上行和下行轉換時刻，用于實現(xiàn)不對稱的上行和下行業(yè)務帶寬，有利于實現(xiàn)明顯上下行不對稱的互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務。但是，這種轉換時刻的設置必須與相鄰基站協(xié)同進行。（3）與FDD相比，TDD可以使用零碎的頻段，因為上下行由時間區(qū)別，不必要求帶寬對稱的頻段。（4）TDD技術不需要收發(fā)隔離器，只需要一個開關即可。（5）移動臺移動速度受限制。在高速移動時，多普勒效應會導致快衰落，速度越高，衰落變換頻率越高，衰落深度越深，因此必須要求移動速度不能太高。例如在使用了TDD的TD-SCDMA系統(tǒng)中，在目前芯片處理速度和算法的基礎上，當數(shù)據(jù)率為144kb/s時，TDD的最大移動速度可達250km/h，與FDD系統(tǒng)相比，還有一定差距。一般TDD移動臺的移動速度只能達到FDD移動臺的一半甚至更低。（6）發(fā)射功率受限。如果TDD要發(fā)送和FDD同樣多的數(shù)據(jù)，但是發(fā)射時間只有FDD的大約一半，這要求TDD的發(fā)送功率要大。當然同時也需要更加復雜的網(wǎng)絡規(guī)劃和優(yōu)化技術。

TD-LTE和FDD-LTE在全球的發(fā)展概況頻分雙工(FrequencyDivisionDuplexing,FDD)和時分雙工(TimeDivisionDuplexing,TDD)兩種方式，但由于無線技術的差異、使用頻段的不同以及各個廠家的利益等因素，LTEFDD支持陣營更加強大，標準化與產(chǎn)業(yè)發(fā)展都領先于LTETDD。截至2013年3月份，全球125個國家共計412個運營商投資建設LTE網(wǎng)絡。67個國家的156個電信運營商已商用LTE網(wǎng)絡。其中商用的TDD網(wǎng)絡共有14個。截至2013年3月份，全球已商用的FDDLTE網(wǎng)絡為149個。其中主流頻段為1.8G/2.6G/及低頻段700MHz、800MHz。到2013年3月，全球共有14個TD-LTE商用網(wǎng)絡。其中主流頻段為2.6G/2.3GHz。截至2013年3月份，全球97個廠家共發(fā)布了821款LTE終端產(chǎn)品，比去年同期增長54%，其中智能手機增長速率最快，是去年同期的4倍，現(xiàn)已有261款。TDD模式的終端共166款。目前，LTE用戶發(fā)展較好的主要為美日韓運營商，其初期組網(wǎng)帶寬基本為20MHz或10MHz。什么是OFDM？基本原理和應用2013-06-06移動通信網(wǎng)OFDM(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing)即正交頻分復用技術，實際上OFDM是MCMMulti-CarrierModulation，多載波調制的一種。其主要思想是：將信道分成若干正交子信道，將高速數(shù)據(jù)信號轉換成并行的低速子數(shù)據(jù)流，調制到在每個子信道上進行傳輸。正交信號可以通過在接收端采用相關技術來分開，這樣可以減少子信道之間的相互干擾ICI。每個子信道上的信號帶寬小于信道的相關帶寬，因此每個子信道上的可以看成平坦性衰落，從而可以消除符號間干擾。而且由于每個子信道的帶寬僅僅是原信道帶寬的一小部分，信道均衡變得相對容易。以下一段節(jié)選自MSCBSC論壇會員bbgoal的《白話LTE關鍵技術》，對OFDM的描述非常通俗易懂：OFDM這個技術說的很玄乎，其實在WIMAX和WIFI里早就利用了，我以前就說過OFDM并不比CDMA的頻譜利用率更高，但是他的優(yōu)勢是大寬帶的支持更簡單更合理，而且配合mimo更好。舉個例子，CDMA是一個班級，又說中文又說英文，如果大家音量控制的好的話，雖然是一個頻率但是可以達到互不干擾，所以1.25m的帶寬可以實現(xiàn)4.9m的速率。而OFDMA則可以想象成上海的高架橋，10米寬的路，上面架設一個5米寬的高架，實際上道路的通行面積就是15米，這樣雖然我水平路面不增加但是可以通行的車輛增加了。而OFDM也是利用這個技術，利用傅里葉快速變換導入正交序列，相當于在有限的帶寬里架設了N個高架橋，目前是一個ofdm信號的前半個頻率和上一個頻點的信號復用，后半個頻率和后一個頻點的信號復用。那信號頻率重疊了怎么區(qū)分，很簡單，OFDM，O就是正交的意思，正交就是能保證唯一性，舉例子，A和B重疊，但是A*a+B*b，a和b是不同的正交序列,如果我要從同一個頻率中只獲取A，那么通過計算，（A*a+B*b）*a=A*a*a+B*b*a=A+0=A（因為正交，a*a=1，a*b=0）。所以OFDMA是允許頻率重疊的，甚至理論上可以重疊到無限，但是為了增加解調的容易性，目前LTE支持OFDM重疊波長的一半。正交頻分復用技術，多載波調制的一種。將一個寬頻信道分成若干正交子信道，將高速數(shù)據(jù)信號轉換成并行的低速子數(shù)據(jù)流，調制到每個子信道上進行傳輸。在傳統(tǒng)FDM系統(tǒng)中，為了避免各子載波間的干擾，相鄰載波之間需要較大的保護頻帶，頻譜效率較低。OFDM系統(tǒng)允許各子載波之間緊密相臨，甚至部分重合，通過正交復用方式避免頻率間干擾，降低了保護間隔的要求，從而實現(xiàn)很高的頻率效率。什么是正交？正交頻分復用技術，頻分復用大家都熟悉，但什么是正交呢？以下來自論壇會員Libin的投稿：多載波技術：多載波技術就是在原來的頻帶上劃分更多的子載波，有人會提出載波劃得太細會產(chǎn)生干擾，為了避免這種干擾，兩個子載波采用正交，每兩個子載波是正交關系避免干擾。這就像雙絞線一樣。這樣一是避免了2個子載波間的干擾，在下一個子載波間也有了一定的間隔距離。解釋下什么是正交就是兩個波形正好差半個周期。多個窄帶子載波，并使其相耳珊交，任一個子載波都可以單獨或成組地傳輸獨立的信息流;OFDMA技術則利用有效帶寬的細分在多用戶間共享子載波。多載波的有點有以下幾個方面

1)可以在不改變系統(tǒng)基本參數(shù)或設備設計的情況下使用不同的頻譜帶寬。頻譜利用率高。就是一個能當兩個用

2)可變帶寬的傳輸資源可以在頻域內自由調度，分配給不同的用戶。

3)為軟頻率復用和小區(qū)間的干擾協(xié)調提供便利。OFDM技術的發(fā)展OFDM這種技術是HPA聯(lián)盟（HomePlugPowerlineAlliance）工業(yè)規(guī)范的基礎，它采用一種不連續(xù)的多音調技術，將被稱為載波的不同頻率中的大量信號合并成單一的信號，從而完成信號傳送。由于這種技術具有在雜波干擾下傳送信號的能力，因此常常會被利用在容易受外界干擾或者抵抗外界干擾能力較差的傳輸介質中。其實，OFDM并不是如今發(fā)展起來的新技術，OFDM技術的應用已有近40年的歷史，主要用于軍用的無線高頻通信系統(tǒng)。但是，一個OFDM系統(tǒng)的結構非常復雜，從而限制了其進一步推廣。直到上世紀70年代，人們采用離散傅立葉變換來實現(xiàn)多個載波的調制，簡化了系統(tǒng)結構，使得OFDM技術更趨于實用化。80年代，人們研究如何將OFDM技術應用于高速MODEM。進入90年代以來，OFDM技術的研究深入到無線調頻信道上的寬帶數(shù)據(jù)傳輸。目前OFDM技術已經(jīng)被廣泛應用于廣播式的音頻、視頻領域和民用通信系統(tǒng)，主要的應用包括：非對稱的數(shù)字用戶環(huán)路（ADSL）、ETSI標準的數(shù)字音頻廣播（DAB）、數(shù)字視頻廣播（DVB）、高清晰度電視（HDTV）、無線局域網(wǎng)（WLAN）等。在向B3G/4G演進的過程中，OFDM是關鍵的技術之一，可以結合分集，時空編碼，干擾和信道間干擾抑制以及智能天線技術，最大限度的提高了系統(tǒng)性能。包括以下類型：V-OFDM,W-OFDM,F-OFDM,MIMO-OFDM,多帶-OFDM。OFDM中的各個載波是相互正交的，每個載波在一個符號時間內有整數(shù)個載波周期，每個載波的頻譜零點和相鄰載波的零點重疊，這樣便減小了載波間的干擾。由于載波間有部分重疊，所以它比傳統(tǒng)的FDMA提高了頻帶利用率。在OFDM傳播過程中，高速信息數(shù)據(jù)流通過串并變換，分配到速率相對較低的若干子信道中傳輸，每個子信道中的符號周期相對增加，這樣可減少因無線信道多徑時延擴展所產(chǎn)生的時間彌散性對系統(tǒng)造成的碼間干擾。另外，由于引入保護間隔，在保護間隔大于最大多徑時延擴展的情況下，可以最大限度地消除多徑帶來的符號間干擾。如果用循環(huán)前綴作為保護間隔，還可避免多徑帶來的信道間干擾。（本文部分內容來自MSCBSC論壇會員bbgoal在論壇的帖子《白話LTE關鍵技術》和會員libin的投稿，感謝他們的貢獻，希望廣大C友積極投稿，投稿其實也是深度學習的一種途徑，投稿信箱：luntan@）OFDM與CDMA等技術比較2013-06-06移動通信網(wǎng)說到OFDM技術，一般都會提及到CDMA技術做比較。OFDM技術的出現(xiàn)，其實應該是早于CDMA技術的，只是當時受到了硬件的局限，讓OFDM技術顯得有點不合實際，所以才會基于當時的硬件發(fā)展狀況，發(fā)展出CDMA技術。移動通信系統(tǒng)中常見的多址技術包括頻分多址（FrequencyDivisionMultipleAccess，、FDMA）、時分多址（TimeDivisionMultipleAccess，TDMA）、碼分多址（CodeDivisionMultipleAccess，CDMA）、空分多址（SpaceDivisionMultipleAccess，SDMA）。FDMA是以不同的頻率信道實現(xiàn)通信。TDMA是以不同的時隙實現(xiàn)通信。CDMA是以不同的代碼序列來實現(xiàn)通信的。SDMA是以不同方位信息實現(xiàn)多址通信。頻分多址

時分多址

碼分多址

正交頻分多址OFDM將傳輸頻寬分割成多個窄頻寬的子通道，同時使用多個載波來載送訊息，由于訊息資料被平均分配于各個子通道同時傳送，有效降低每個子通道之實質資料量與傳送速率，因而具有良好頻譜使用效率及絕佳多重路徑損耗(multipathfading)之免疫力。CDMA是一種分碼多工擴頻(SpreadSpectrum)技術，將原始窄頻訊息以擬真雜訊亂碼(Pseudorandomnoisecode)擴展成寬頻訊號，所有使用者資訊在同一頻道同時收送資料，因而有效的增進頻譜使用效益。更由于將傳送訊息隱藏于雜訊中，故具備高隱密性，不易被偵搜之特性。對于單蜂窩或多蜂窩的環(huán)境,OFDM性能遠優(yōu)于CDMA。在單蜂窩的環(huán)境下，OFDM可允許同時通話的用戶數(shù)為CDMA的2至10倍。對于多蜂窩環(huán)境，OFDM可允許同時通話的用戶數(shù)為CDMA的0.7至4倍。OFDM和CDMA在用戶容量上的差異主要在于是否使用了蜂窩分區(qū)（cellsectorization）和語音激活檢測技術（voiceactivitydetection）。如：用1.25MHz的帶寬和19.5kbit/s的用戶數(shù)據(jù)率時，CDMA在單蜂窩系統(tǒng)中性能較差，在每個蜂窩（cell）中僅允許7～16個用戶同時通話,而對于OFDM系統(tǒng)則可以達到128個用戶。這種CDMA的低蜂窩容量是由于在反向傳輸鏈接中使用非正交碼導致了較高的用戶間干擾造成的。CDMA技術是基于擴頻通信理論的調制和多址連接技術。OFDM技術屬于多載波調制技術，它的基本思想是將信道分成許多正交子信道，在每個子信道上使用一個子載波進行調制，并且各個子載波并行傳輸。OFDM和CDMA技術各有利弊。CDMA具有眾所周知的優(yōu)點，而采用多種新技術的OFDM也表現(xiàn)出了良好的網(wǎng)絡結構可擴展性、更高的頻譜利用率、更靈活的調制方式和抗多徑干擾能力。下面主要從調制技術、峰均功率比、抗窄帶干擾能力等角度分析這兩種技術在性能上的具體差異。CDMA技術是基于擴頻通信理論的調制和多址連接技術。OFDM技術屬于多載波調制技術，它的基本思想是將信道分成許多正交子信道，在每個子信道上使用一個子載波進行調制，并且各個子載波并行傳輸。OFDM和CDMA技術各有利弊。CDMA具有眾所周知的優(yōu)點，而采用多種新技術的OFDM也表現(xiàn)出了良好的網(wǎng)絡結構可擴展性、更高的頻譜利用率、更靈活的調制方式和抗多徑干擾能力。下面主要從調制技術、峰均功率比、抗窄帶干擾能力等角度分析這兩種技術在性能上的具體差異?！{制技術。一般來說，無線系統(tǒng)中頻譜效率可以通過采用16QAM（正交幅度調制）、64QAM乃至更高階的調制方式得到提高，而且一個好的通信系統(tǒng)應該在頻譜效率和誤碼率之間獲得最佳平衡。在CDMA系統(tǒng)中，下行鏈路可支持多種調制，但每條鏈路的符號調制方式必須相同，而上行鏈路卻不支持多種調制，這就使得CDMA系統(tǒng)喪失了一定的靈活性。并且，在這種非正交的鏈路中，采用高階調制方式的用戶必將會對采用低階調制的用戶產(chǎn)生很大的噪聲干擾。在OFDM系統(tǒng)中，每條鏈路都可以獨立調制，因而該系統(tǒng)不論在上行還是在下行鏈路上都可以容易地同時容納多種混合調制方式。這就可以引入“自適應調制”的概念。它增加了系統(tǒng)的靈活性，例如，在信道好的條件下終端可以采用較高階的如64QAM調制以獲得最大頻譜效率，而在信道條件變差時可以選擇QPSK（四相移相鍵控）調制等低階調制來確保信噪比。這樣，系統(tǒng)就可以在頻譜利用率和誤碼率之間取得最佳平衡。此外，雖然信道間干擾限制了某條特定鏈路的調制方式，但這一點可以通過網(wǎng)絡頻率規(guī)劃和無線資源管理等手段來解決?！寰β时龋≒APR）。這也是設備商們應該考慮的一個重要因素。因為PAPR過高會使得發(fā)送端對功率放大器的線性要求很高，這就意味著要提供額外功率、電池備份和擴大設備的尺寸，進而增加基站和用戶設備的成本。CDMA系統(tǒng)的PAPR一般在5～11dB，并會隨著數(shù)據(jù)速率和使用碼數(shù)的增加而增加。目前已有很多技術可以降低CDMA的PAPR。在OFDM系統(tǒng)中，由于信號包絡的不恒定性，使得該系統(tǒng)對非線性很敏感。如果沒有改善非線性敏感性的措施，OFDM技術將不能用于使用電池的傳輸系統(tǒng)和手機等。目前有很多技術可以降低OFDM的PAPR?！拐瓗Ц蓴_能力。CDMA的最大優(yōu)勢就表現(xiàn)在其抗窄帶干擾能力方面。因為干擾只影響整個擴頻信號的一小部分；而OFDM中窄帶干擾也只影響其頻段的一小部分，而且系統(tǒng)可以不使用受到干擾的部分頻段，或者采用前向糾錯和使用較低階調制等手段來解決?！苟鄰礁蓴_能力。在無線信道中，多徑傳播效應造成接收信號相互重疊，產(chǎn)生信號波形間的相互干擾，使接收端判斷錯誤。這會嚴重地影響信號傳輸?shù)馁|量。為了抵消這種信號自干擾，CDMA接收機采用了RAKE分集接收技術來區(qū)分和綁定多路信號能量。為了減少干擾源，RAKE接收機提供一些分集增益。然而由于多路信號能量不相等，試驗證明，如果路徑數(shù)超過7或8條，這種信號能量的分散將使得信道估計精確度降低，RAKE的接收性能下降就會很快。OFDM技術與RAKE接收的思路不同，它是將待發(fā)送的信息碼元通過串并變換，降低速率，從而增大碼元周期，以削弱多徑干擾的影響。同時它使用循環(huán)前綴（CP）作為保護間隔，大大減少甚至消除了碼間干擾，并且保證了各信道間的正交性，從而大大減少了信道間干擾。當然，這樣做也付出了帶寬的代價，并帶來了能量損失：CP越長，能量損失就越大?！β士刂萍夹g。在CDMA系統(tǒng)中，功率控制技術是解決遠近效應的重要方法，而且功率控制的有效性決定了網(wǎng)絡的容量。相對來說功率控制不是OFDM系統(tǒng)的基本需求。OFDM系統(tǒng)引入功率控制的目的是最小化信道間干擾。——網(wǎng)絡規(guī)劃。由于CDMA本身的技術特性，CDMA系統(tǒng)的頻率規(guī)劃問題不很突出，但卻面臨著碼的設計規(guī)劃問題。OFDM系統(tǒng)網(wǎng)絡規(guī)劃的最基本目的是減少信道間的干擾。由于這種規(guī)劃是基于頻率分配的，設計者只要預留些頻段就可以解決小區(qū)分裂的問題?！饧夹g。均衡技術可以補償時分信道中由于多徑效應而產(chǎn)生的ISI。在CDMA系統(tǒng)中，信道帶寬遠遠大于信道的平坦衰落帶寬。由于擴頻碼自身良好的自相關性，使得在無線信道傳輸中的時延擴展可以被看作只是被傳信號的再次傳送。如果這些多徑信號相互間的延時超過一個碼片的長度，就可被RAKE接收端視為非相關的噪聲，而不再需要均衡。對OFDM系統(tǒng)，在一般的衰落環(huán)境下，均衡不是改善系統(tǒng)性能的有效方法，因為均衡的實質是補償多徑信道特性。而OFDM技術本身已經(jīng)利用了多徑信道的分集特性，因此該系統(tǒng)一般不必再作均衡。（本文由論壇會員lsaaa投稿，感謝他的貢獻，希望廣大C友積極投稿，投稿其實也是深度學習的一種途徑，投稿信箱：luntan@）LTE關鍵技術之OFDM和MIMO2013-06-06移動通信網(wǎng)概述：LTE是LongTermEvolution,大多數(shù)資料也都有介紹，是3G伙伴組織3GPP牽頭制定的第四代移動通信技術。我這里特別要指出的是LTE是一個站在巨人肩膀上的技術，借鑒了很多其它通信技術的優(yōu)點，如OFDM和MIMO都是借鑒的Wimax，HARQ是借鑒的CDMA,所以通信技術發(fā)展到LTE算是一個集大成者，另外隨著3GPP2沒落和高通宣布CDMA支持LTE的演進，LTE可以說將來有一統(tǒng)通信技術的趨勢。背景簡述：在講LTE關鍵技術之前先講講影響通信速率的關鍵點吧，大家都知道通信技術越發(fā)展速率越快，可是到底是哪些技術促成了速率的提升呢？下面我寫一個公式:

C=BxV在這里，C表示為速率，B是帶寬，V是每Hz的速率，通過這個公式我們可以發(fā)現(xiàn)，如果想提高網(wǎng)絡的速度有2個方法，一個是增加帶寬，一個是增加頻帶利用率。那么LTE是如何在這兩方面進行實現(xiàn)的呢？首先講講增加帶寬，這個技術說起來簡單但是實際上是非常復雜的，也是直接導致CDMA技術在4G被pass的原因之一。如果將一個通信技術的頻譜從1.25MHz擴展到20MHz，要面臨很多的問題，第一個是多載波的聚合，舉個例子，你原來只需要管理個單車道，現(xiàn)在突然給你個100車道，第一個就是協(xié)調問題，要保證不亂，其次調度問題，要保證高效，所以復雜程度大大的增加，其次是頻譜特性問題，那有的人會問，干嘛要多載波聚合，直接一個載波不行了么？如果你真的搞一個20Mhz的載波，跨度那么大，頻率特性就很難兼顧，包括傳播特性，擴頻效率等，另外包太大的話調度的精度也受影響，因此LTE選擇了含正交子載波技術的OFDM技術來實現(xiàn)多增加帶寬。其次就是增加頻帶利用率，在這里簡單說明一下信道編碼的方式，信源要最終發(fā)射必須要經(jīng)過編碼和調制，編碼的作用是將前后的信息位建立聯(lián)系并最終保證糾錯，相當于一種冗余，而調制的方式則是通過相位來區(qū)別更多的符號，相當于一種壓縮，那么高效的編碼和高階的調制無疑會增加頻譜利用率，在這點上LTE并沒有多大進步，和3G一樣，最高速率用的是turbo編碼和64QAM調制技術，但是LTE支持MIMO也是一種增加頻譜利用率的方式。所以，LTE速率的提升關鍵就在于OFDM和MIMO這兩個技術，下面先重點講解這兩個技術。LTE關鍵技術：一、

OFDM（orthogonalfrequentlydivisionmultiplexing）正交頻分復用。OFDM原理很簡單，就是將大的頻譜分為若干小的子載波，各相鄰子載波相互重疊，相鄰子載波互相正交（通過傅里葉變實現(xiàn)），從而使其重疊但不干擾。然后將串行數(shù)據(jù)映射到子載波上傳輸，實現(xiàn)統(tǒng)一調度。圖1

OFDM由上圖可以看出，OFDM和傳統(tǒng)的FDM多載波調制技術的區(qū)別，傳統(tǒng)的多載波是分開的，載波之間要有保護間隔，而OFDM則是重疊在一起的，最大的一個好處就是節(jié)省了帶寬，同時OFDM是統(tǒng)一調度，而傳統(tǒng)的FDM是子載波分別調度，效率是不一樣的。同時OFDM的子載波也不同于傳統(tǒng)的載波，他非常小，小于信道相干帶寬，這樣的好處是可以克服頻率選擇性衰落，舉個例子，1hz和1.1hz之間的無線特性幾乎一樣，而1hz和101hz之間的無線特性就差別大了，帶寬越小，衰落越一致，同理一個OFDM符號的時間也是很小的，小于相干時間可以克服時間選擇性衰落，等效為一個線性時不變系統(tǒng)。

而對于OFDM來說，最難的還是在于如何保證各個子載波間的正交，其重要的一點就是利用了快速傅里葉變換，還有就是近代芯片運算能力的增加。傅里葉變換本身很復雜（LTE用的是快速傅里葉變換，簡單了很多），下面是個簡化版的公式

由于是簡化版的，所以這個公式的版本還有很多，表明意思即可，看公式只有當m和n相等時才會得出1，m和n不等的話就是0。這就是正交的自相關性，也就是只有自己才能解出自己，別人不行，這點很重要。下面舉個例子，例如信息A在子載波m上傳遞，信息B在n上傳遞，那么當子載波重疊后，我要將A取出怎么辦？可以計算下。由于A在m子載波上，所以我用去取A，都積分也就是A的m載波和m載波自相關，所以=1，而B的n載波和m載波完全不想關，所以=0。從而保證了各個子載波雖然重疊但是不會互相干擾。OFDM有很多優(yōu)點，但是也有其不可克服的缺點，如由于一個OFDM符號時間和頻率都很小所以對頻偏比較敏感，還有由于信號重疊厲害就會需要克服較大的峰均比PARA。二、

OFDMA正交頻分多址OrthogonalFrequencyDivisionMultipleAccessOFDM是一種頻分技術，而OFDMA則是利用這種頻分技術而實現(xiàn)的多址技術，很多人會搞混，舉個例子說，OFDM像是數(shù)字，而OFDMA是學號，利用學好可以區(qū)分學生，但是實際講述的時候還是很難分開講，因為OFDMA就是基于OFDM。嚴格的是OFDMA=OFDM+FDMA+TDMA從而實現(xiàn)區(qū)分用戶的目的OFDMA要實現(xiàn)主要有2點1、將高速串行數(shù)據(jù)流轉化為并行，實現(xiàn)串并轉換，必須為并行能進行傅里葉變換。2、將每一路調制到各個子載波上，子載波在經(jīng)過快速傅里葉變換FFT（或者IFFT）實現(xiàn)互相正交。圖2

OFDM發(fā)射圖OFDMA繼承了OFDM的特點，具有隨著帶寬的增加，OFDMA信號仍能保持正交的特點，而CDMA則會因為多載波多徑而失去正交。同時OFDMA可以輕松實現(xiàn)頻域調度，避免了傳統(tǒng)FDMA技術的調度和協(xié)調難題，還有就是更加支持MIMO。尤其是OFDMA對頻譜的支持多樣，現(xiàn)網(wǎng)是支持6種帶寬，如下圖，可以根據(jù)實際需要靈活使用。圖3支持帶寬另外，OFDMA在實際應用中分為集中式和分布式，如圖4，集中式會將連續(xù)的子載波都分給1個用戶，而分布式則是交叉分布，各有優(yōu)缺點，但是現(xiàn)網(wǎng)多用集中式，調度起來簡單效率高。圖4子載波分配方式其實OFDM還有很多東西要講，也很復雜，但是我個人認為大家只需要理解精髓就可以了，OFDM技術在我們LTE中最重要的一點就是可以快速的實現(xiàn)子載波的正交。注：LTE上行的技術是SC-FDMA，很多人說不是OFDM，其實就是理解錯了，因為SC-FDMA字面理解是單載波頻分多址，實際上就是在OFDM之前增加了一步，DFT擴頻，模擬出一個單載波，由于單載波可以克服OFDMA多子載波造成的峰均比問題，所以對于功放能力較差的手機來說也是一種變通的做法。三、

CP（cyclicprefix）循環(huán)前綴在上面的圖2，在并串轉換后需要插入一個CP，那么CP的作用是干嘛用的呢。眾所周知，信號在空間的傳遞是會經(jīng)過反射和折射的，那么一路信號到達接收端會變成幾路，這幾路會存在時延導致互相干擾，如圖5圖5多徑導致符號間干擾上面就是典型的多徑導致符號間干擾，由于第2徑的第一個信號延遲，一部分落到第1徑的第二個符號上，導致第二個符號正交性破壞從而失去正交性無法解調出來。為了避免這種狀況，就設計了保護間隔出來，在每個信號之前增加一個間隔，只要時延小于間隔就不會互相影響，如圖6圖6加入保護間隔加入了保護間隔后，雖然第2徑第一個信號延遲了，但是剛好落入第1徑的第二個符號的保護間隔內，在解調時會隨著CP一起拋棄，不會干擾到第二個符號，但是上圖有個問題，就是第2徑的第二個符號的保護間隔落入了第1徑的第二個符號內，會不會產(chǎn)生干擾呢？答案是肯定的，因為保護間隔本身也不是正交的，那么解決的辦法就是采用CP，循環(huán)前綴。圖7

CP所謂循環(huán)前綴CP的意思就是我這個保護間隔不用傳統(tǒng)的全0，而是用我自身的一部分，如圖7，將符號的最后一部分拿出來放到前面當保護間隔，就是CP。由于保護間隔是信號的一部分，所以不會破壞符號本身的正交性，是一種非常聰明的做法。由于基站覆蓋的距離遠近不同，多徑延遲也不同，所以CP也分3種。常規(guī)，擴展和超長擴展，應用范圍也不同。圖8cp長度一般來說超長擴展除非在海邊等特殊場景其它地方是用不到的，所以常見的就常規(guī)和擴展2種，CP的長度也會影響物理層資源塊的大小，間接影響速率。（以目前移動LTE實驗網(wǎng)的密度，我估計只有常規(guī)CP就行了）四、

MIMO(Multiple-InputMultiple-Out-put)系統(tǒng)MIMO技術可以說是4G必備的技術，無論哪種4G制式都會用，原理是通過收發(fā)端的多天線技術來實現(xiàn)多路數(shù)據(jù)的傳輸，從而增加速率。MIMO大致可以分為3類，空間分集，空間復用和波束賦形。有的資料加了一個多用戶MIMO，其實就是單用戶的一個引申。1、空間分集（發(fā)射分集、傳輸分集）利用較大間距的天線陣元之間或賦形波束之間的不相關性，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。其實很簡單，看圖就明白了。圖9空間分集其實說白了，就是2跟天線傳輸同一個數(shù)據(jù)，但是2個天線上的數(shù)據(jù)互為共軛，一個數(shù)據(jù)傳2遍，有分集增益，保證數(shù)據(jù)能夠準確傳輸。2、空間復用（空分復用）利用較大間距的天線陣元之間或賦形波束之間的不相關性，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）。圖10空間復用

如果上一個技術是增加可靠性，這個技術就是增加峰值速率，2個天線傳輸2個不同的數(shù)據(jù)流，相當于速率增加了一倍，當然，必須要在無線環(huán)境好的情況下才行。

另外注意一點，采用空間復用并不是天線多了就行，還要保證天線之間相關性低才行，否則會導致無法解出2路數(shù)據(jù)，直說大家理解不了，可以通過數(shù)學公式來闡明。假設收發(fā)雙方是MIMO2*2，如圖11圖11例子那么UE側的計算公式是由于是UE接收，所以y1和y2都知道，h和n是天線的相關特性也都知道，求x。假如天線的相關性較高，h11和h21相等，h12和h22相等，或者等比例，那么這個公式就無解。如

是一個二元一次方程，由于上下兩個方程成比例，所以無法解出x1和x2的。也就無法使用空間復用，因為這兩根天線相關性太高了，如果想解決的話，可以增加天線的間隔從而使h不成比例，一般建議大于4倍波長，具體要看天線說明。3、波束賦形利用較小間距的天線陣元之間的相關性，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。圖12各種波束賦形上面是單播波束賦形，波束賦形多址和多播波束賦形，通過判斷UE位置進行定向發(fā)射，提高傳輸可靠性。這個在TD-SCDMA上已經(jīng)得到了很好的應用。而至于多用戶MU-MIMO，實際上是將兩個UE認為是一個邏輯終端的不同天線，其原理和單用戶的差不多，但是采用MU-MIMO有個很重要的限制條件，就是這2個UE信道必須正交，否則解不出來。這個在用戶較多的場景還行，用戶少了的話很難找到。（也有中說法只要相關性弱就行）4、LTEr8版本中的MIMO分類目前的R8版本主要分了7類MIMO，具體現(xiàn)網(wǎng)中使用哪種需要網(wǎng)優(yōu)人員結合實際情況去設置相關的門限和條件。下面列出這7類分別講解下原理和適用場景。（1）

單天線傳輸，也是基礎模式，兼容單天線ue。（2）

不同模式在不同天線上傳輸同一個數(shù)據(jù)，適用于覆蓋邊緣。（3）

開環(huán)空分復用，無需用戶反饋，不同天線傳輸不同的數(shù)據(jù)，相當于速率增加一倍，適用于覆蓋較好區(qū)域（4）

同上，只不過增加了用戶反饋，對無線環(huán)境的變化更敏感（5）

多個天線傳輸給多個用戶，如果用戶較多且每個用戶數(shù)據(jù)量不大的話可以采用，增加小區(qū)吞吐量。（6）

閉環(huán)波束賦形一種，基于碼本的（預先設置好），預編碼矩陣是在接收端終端獲得，并反饋PMI，由于有反饋所以可以形成閉環(huán)。（7）

無需碼本的波束賦形，適用于TDD，由于TDD上下行是在同一頻點，所以可以根據(jù)上行推斷出下行，無需碼本和反饋，F(xiàn)DD由于上下行不同頻點所以不能使用。5、上行MIMO技術由于我的資料都是R8版本的，所以截止到R8版本，上行支持MU-MIMO,但是上行天線只支持1發(fā)，也就是1x2和1x4，可以采用最高階的64qam調制。小結：

OFDM和MIMO雖然不是LTE最先采用但是確是LTE精髓所在，如果你能理解的話就有一定編碼的知識就會知道為何LTE能夠實現(xiàn)那么高的速率了，希望看完本文能讓你對此有個整體的認識。本文由論壇會員bbgoal(hntele)投稿，感謝他的貢獻。bbgoal在論壇有《白話LTE關鍵技術》系列，以及LTE群中在線視頻講解LTE技術，感興趣的C友可以前往觀看。為什么OFDM系統(tǒng)比CDMA系統(tǒng)更容易與MIMO技術結合？2013-06-06移動通信網(wǎng)為什么OFDM系統(tǒng)比CDMA系統(tǒng)更容易與MIMO技術結合？

MIMO技術的關鍵是有效避免天線之間的干擾，以區(qū)分多個并行數(shù)據(jù)流。眾所周知，在水平衰落信道中可以實現(xiàn)更簡單的MIMO接收。而在頻率選擇性信道中，由于天線間干擾和符號間干擾混合在一起，很難將MIMO接收和信道均衡分開處理。如果采用將MIMO接收和信道均衡混合處理的MIMO接收均衡的技術，則接收機會比較復雜。

因此，由于每個OFDM子載波內的信道(帶寬只有15KHz)可看作水平衰落信道，MIMO系統(tǒng)帶來的額外復雜度可以控制在較低的水平（隨天線數(shù)量呈線性增加）。相對而言，單載波MIMO系統(tǒng)的復雜度與天線數(shù)量和多徑數(shù)量的乘積的冪成正比，很不利于MIMO技術的應用。MIMO系統(tǒng)在一定程度上可以利用傳播中多徑分量，也就是說MIMO可以抗多徑衰落，但是對于頻率選擇性深衰落，MIMO系統(tǒng)依然是無能為力。目前解決MIMO系統(tǒng)中的頻率選擇性衰落的方案一般是利用均衡技術，還有一種是利用OFDM。4G需要極高頻譜利用率的技術，而OFDM提高頻譜利用率的作用畢竟是有限的，在OFDM的基礎上合理開發(fā)空間資源，也就是MIMO-OFDM，可以提供更高的數(shù)據(jù)傳輸速率。另外ODFM由于碼率低和加入了時間保護間隔而具有極強的抗多徑干擾能力。由于多徑時延小于保護間隔，所以系統(tǒng)不受碼間干擾的困擾，這就允許單頻網(wǎng)絡（SFN）可以用于寬帶OFDM系統(tǒng)，依靠多天線來實現(xiàn)，即采用由大量低功率發(fā)射機組成的發(fā)射機陣列消除陰影效應，來實現(xiàn)完全覆蓋。3GPP系統(tǒng)架構演進（SAE）2013-06-08移動通信網(wǎng)3GPP系統(tǒng)架構演進（SAE）3GPPR8（Release8）在提出LTE的同時，也提出了SAE（ServiceArchitectureEvolution系統(tǒng)體系結構演進）的概念，SAE由演進分組核心網(wǎng)（EPCEvolvedPacketCore）和演進統(tǒng)一陸地無線接入網(wǎng)（E-UTRAN）兩大部分構成。SAE采用了全IP的構架，簡化了網(wǎng)絡結構，使之更加扁平，集成其他非3GPP的接入技術，能支持更加靈活的業(yè)務。該體系結構將節(jié)點類型從以前的4種（NodeB，RNC，SGSN和GGSN）縮減到只有2種（eNodeB和GW）。所有接口均支持基于IP的協(xié)議，所有的業(yè)務，包括語言基于IP（VoIP）的數(shù)據(jù)連接，節(jié)約了運營商的成本。演進系統(tǒng)支持不同的IP版本，并支持沒有IP連接的終端的IP地址配置，在終端附著到網(wǎng)絡的初始接入階段就建立IP。演進分組核心網(wǎng)（EPC）提供通向外部數(shù)據(jù)網(wǎng)絡（例如互聯(lián)網(wǎng)，公司局域網(wǎng)）和運營商業(yè)務（例如彩信，多媒體廣播與多播業(yè)務）的通道，支持多種不同接入技術（例如，EDGE，WCDMA，LTE，WLAN，CDMA2000等）之間的移動切換。演進統(tǒng)一陸地無線接入網(wǎng)（E-UTRAN）負責所有激活終端（例如傳送數(shù)據(jù)的終端）與無線相關的功能。終端直接接入無線網(wǎng)絡的演進基站（eNodeB），然后通過EPC獲得相應的服務。EPC包括控制平面和用戶平面，移動性管理實體（MMS）是工作在控制平面的節(jié)點。用戶平面由兩個節(jié)點服務網(wǎng)關（S-GW）和分組數(shù)據(jù)網(wǎng)網(wǎng)關（P-GW）組成，分組數(shù)據(jù)網(wǎng)網(wǎng)關（P-GW）是所有接入技術的通用錨點，為所有用戶提供一個穩(wěn)定的IP接入點，無論他們是在一種接入技術之內移動，還是在多種接入技術之間移動。服務網(wǎng)關（S-GW）是3GPP移動網(wǎng)絡內的錨點，負責接入eNodeB，為LTE接入用戶的移動提供服務。移動性管理實體功能與網(wǎng)關功能分離，即控制平面/用戶平面分離，有助于網(wǎng)絡部署、單個技術的演進以及全面靈活的擴容。SAE是一個同時支持GSM、WCDMA/HSPA和LTE技術的通用分組核心網(wǎng)，實現(xiàn)用戶在LTE系統(tǒng)和其他系統(tǒng)之間無縫移動，實現(xiàn)從3G到LTE的靈活遷移，也能夠集成采用基于客戶端和網(wǎng)絡的移動IP，WiMAX等的非3GPP接入技術。本文由論壇會員kokoro投稿，感謝他的貢獻。LTE系統(tǒng)結構2013-06-08移動通信網(wǎng)整個LTE系統(tǒng)由演進型分組核心網(wǎng)（EvolvedPacketCore，EPC）、演進型基站（eNodeB）和用戶設備（UE）三部分組成，如圖1所示。其中，EPC負責核心網(wǎng)部分，EPC控制處理部分稱為MME，數(shù)據(jù)承載部分稱為SAEGateway(S-GW)；eNodeB負責接入網(wǎng)部分，也稱E-UTRAN；UE指用戶終端設備。圖1：LTE網(wǎng)絡構架eNodeB與EPC通過S1接口連接；eNodeB之間通過X2接口連接；eNodeB與UE之間通過Uu接口連接。與UMTS相比，由于NodeB和RNC融合為網(wǎng)元eNodeB，所以LTE少了Iub接口。X2接口類似于Iur接口，S1接口類似于Iu接口，但都有較大簡化。相應的，其核心網(wǎng)和接入網(wǎng)的功能劃分也有所變化，如圖2所示：圖2核心網(wǎng)和接入網(wǎng)之間功能劃分MME的功能主要包括：尋呼消息發(fā)送；安全控制；Idle狀態(tài)的移動性管理；SAE承載管理；以及NAS信令的加密與完整性保護等。S‐GW的功能主要包括：數(shù)據(jù)的路由和傳輸，以及用戶面數(shù)據(jù)的加密。本文由論壇會員lsaaa投稿，感謝他的貢獻。LTE系統(tǒng)接口協(xié)議2013-06-08移動通信網(wǎng)空中接口協(xié)議?？罩薪涌谑侵附K端和接入網(wǎng)之間的接口，通常也稱之為無線接口。無線接口協(xié)議主要是用來建立、重配置和釋放各種無線承載業(yè)務。無線接口協(xié)議棧根據(jù)用途分為用戶平面協(xié)議棧和控制平面協(xié)議棧。2.1控制平面協(xié)議控制平面負責用戶無線資源的管理，無線連接的建立，業(yè)務的QoS保證和最終的資源釋放，如圖3所示：控制平面協(xié)議棧主要包括非接入層（Non‐AccessStratum，NAS）、無線資源控制子層（RadioResourceControl，RRC）、分組數(shù)據(jù)匯聚子層（PacketDateConvergenceProtocol，PDCP）、無線鏈路控制子層（RadioLinkControl，RLC）及媒體接入控制子層（MediaAccessControl，MAC）?？刂破矫娴闹饕δ苡缮蠈拥腞RC層和非接入子層（NAS）實現(xiàn)。NAS控制協(xié)議實體位于終端UE和移動管理實體MME內，主要負責非接入層的管理和控制。實現(xiàn)的功能包括：EPC承載管理，鑒權，產(chǎn)生LTE‐IDLE狀態(tài)下的尋呼消息，移動性管理，安全控制等。RRC協(xié)議實體位于UE和eNodeB網(wǎng)絡實體內，主要負責接入層的管理和控制，實現(xiàn)的功能包括：系統(tǒng)消息廣播，尋呼建立、管理、釋放，RRC連接管理，無線承載（RadioBearer，RB）管理，移動性功能，終端的測量和測量上報控制。PDCP、MAC和RLC的功能和在用戶平面協(xié)議實現(xiàn)的功能相同2.2用戶平面協(xié)議用戶平面用于執(zhí)行無線接入承載業(yè)務，主要負責用戶發(fā)送和接收的所有信息的處理，如圖2‐4所示：

圖4用戶平面協(xié)議棧用戶平面協(xié)議棧主要由MAC，RLC，PDCP三個子層構成。PDCP主要任務是頭壓縮，用戶面數(shù)據(jù)加密。MAC子層實現(xiàn)與數(shù)據(jù)處理相關的功能，包括信道管理與映射、數(shù)據(jù)包的封裝與解封裝，HARQ功能，數(shù)據(jù)調度，邏輯信道的優(yōu)先級管理等。RLC實現(xiàn)的功能包括數(shù)據(jù)包的封裝和解封裝，ARQ過程，數(shù)據(jù)的重排序和重復檢測，協(xié)議錯誤檢測和恢復等。3、S1接口協(xié)議棧3.1S1接口用戶平面S1用戶面接口（S1‐U）是指連接在eNodeB和S‐GW之間的接口。S1‐U接口提供eNodeB和S‐GW之間用戶平面協(xié)議數(shù)據(jù)單元（ProtocolDateUnite，PDU）的非保障傳輸。S1接口用戶平面協(xié)議棧如圖2‐5所示。S1‐U的傳輸網(wǎng)絡層建立在IP層之上，UDP/IP協(xié)議之上采用GPRS用戶平面隧道協(xié)議（GPRSTunnelingProtocolforUserPlane，GTP‐U）來傳輸S‐GW和eNodeB之間的用戶平面PDU。圖5S1接口用戶平面（eNB-S-GW）3.2S1接口控制平面S1控制平面接口（S1‐MME）是指連接在eNodeB和MME之間的接口。S1控制平面接口如圖6所示。與用戶平面類似，傳輸網(wǎng)絡層建立在IP傳輸基礎上；不同之處在于IP層之上采用SCTP層來實現(xiàn)信令消息的可靠傳輸。應用層協(xié)議?？蓞⒖糞1‐AP(S1應用協(xié)議)。圖6S1接口控制平面（eNB-MME）在IP傳輸層，PDU的傳輸采用點對點方式。每個S1‐MME接口實例都關聯(lián)一個單獨的SCTP，與一對流指示標記作用于S1‐MME公共處理流程中；只有很少的流指示標記作用于S1‐MME專用處理流程中。MME分配的針對S1‐MME專用處理流程的MME通信上下文指示標記，以及eNodeB分配的針對S1‐MME專用處理流程的eNodeB通信上下文指示標記，都應當對特定UE的S1‐MME信令傳輸承載進行區(qū)分。通信上下文指示標記在各自的S1‐AP消息中單獨傳送。3.3主要功能S1接口主要具備以下功能：（1）EPS承載服務管理功能，包括EPS承載的建立、修改和釋放。（2）S1接口UE上下文管理功能。（3）EMM‐CONNECTED狀態(tài)下針對UE的移動性管理功能。包括Intra‐LTE切換、Inter‐3GPP‐RAT切換。（4）S1接口尋呼功能。尋呼功能支持向UE注冊的所有跟蹤區(qū)域內的小區(qū)中發(fā)送尋呼請求?；诜誐ME中UE的移動性管理內容中所包含的移動信息，尋呼請求將被發(fā)送到相關eNodeB。（5）NAS信令傳輸功能。提供UE與核心網(wǎng)之間非接入層的信令的透明傳輸。（6）S1接口管理功能。如錯誤指示、S1接口建立等。（7）網(wǎng)絡共享功能。（8）漫游與區(qū)域限制支持功能。（9）NAS節(jié)點選擇功能。（10）初始上下文建立功能。4、X2接口協(xié)議棧4.1X2接口用戶平面X2接口用戶平面提供eNodeB之間的用戶數(shù)據(jù)傳輸功能。X2的用戶平面協(xié)議棧如圖2‐7所示，與S1‐UP協(xié)議棧類似，X2‐UP的傳輸網(wǎng)絡層基于IP傳輸，UDP/IP之上采用GTP‐U來傳輸eNodeB之間的用戶面PDU。

圖7X2接口用戶面（eNB-eNB）4.2X2接口控制平面X2控制面接口(X2‐CP)定義為連接eNB之間接口的控制面。X2接口控制面的協(xié)議棧如圖8所示，傳輸網(wǎng)絡層是建立在SCTP上，SCTP是在IP上。應用層的信令協(xié)議表示為X2‐AP(X2應用協(xié)議)。圖8X2接口控制面每X2‐C接口含一個單一的SCTP并具有雙流標識的應用場景應用X2‐C的一般流程。具有多對流標識僅應用于X2‐C的特定流程。源eNB為X2‐C的特定流程分配源eNB通信的上下文標識，目標eNB為X2‐C的特定流程分配目標eNB通信的上下文標識。這些上下文標識用來區(qū)別UE特定的X2‐C信令傳輸承載。通信上下文標識通過各自的X2‐AP消息傳輸。4.3主要功能X2‐AP協(xié)議主要支持以下功能：

（1）支持UE在EMM‐CONNECTED狀態(tài)時的LTE接入系統(tǒng)內的移動性管理功能。如在切換過程中由源eNB到目標eNB的上下文傳輸；源eNB與目標eNB之間用戶平面隧道的控制、切換取消等。（2）上行負載管理功能。（3）一般性的X2管理和錯誤處理功能，如錯誤指示等。本文由論壇會員lsaaa投稿，感謝他的貢獻。LTE空中接口信道和映射關系2013-06-13移動通信網(wǎng)LTE空中接口概述空中接口是指終端與接入網(wǎng)之間的接口，簡稱Uu口，通常也成為無線接口。在LTE中，空中接口是終端和eNodeB之間的接口。空中接口協(xié)議主要是用來建立、重配置和釋放各種無線承載業(yè)務的?？罩薪涌谑且粋€完全開放的接口，只要遵守接口規(guī)范，不同制造商生產(chǎn)的設備就能夠互相通信?？罩薪涌趨f(xié)議棧主要分為三層兩面，三層是指物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡層，兩面是指控制平面和用戶平面。從用戶平面看，主要包括物理層、MAC層、RLC層、PDCP層，從控制平面看，除了以上幾層外，還包括RRC層，NAS層。RRC協(xié)議實體位于UE和ENB網(wǎng)絡實體內，主要負責對接入層的控制和管理。NAS控制協(xié)議位于UE和移動管理實體MME內，主要負責對非接入層的控制和管理?？罩薪涌趨f(xié)議棧具體結構如圖1和2所示。層2（MAC層、RLC層、PDCP層）各層具體功能將在后面幾節(jié)中描述。圖1空中接口用戶面協(xié)議棧結構圖2空中接口控制面協(xié)議棧結構信道的定義和映射關系LTE沿用了UMTS里面的三種信道，邏輯信道，傳輸信道與物理信道。從協(xié)議棧的角度來看，物理信道是物理層的，傳輸信道是物理層和MAC層之間的，邏輯信道是MAC層和RLC層之間的，它們的含義是：（1）邏輯信道，傳輸什么內容，比如廣播信道（BCCH），也就是說用來傳廣播消息的；（2）傳輸信道，怎樣傳，比如說下行共享信道DL-SCH，也就是業(yè)務甚至一些控制消息都是通過共享空中資源來傳輸?shù)模鼤付∕CS，空間復用等等方式，也就說是告訴物理層如何去傳這些信息；（3）物理信道，信號在空中傳輸?shù)某休d，比如PBCH，也就是在實際的物理位置上采用特定的調制編碼方式來傳輸廣播消息了。1.物理信道物理層位于無線接口協(xié)議的最底層，提供物理介質中比特流傳輸所需要的所有功能。物理信道可分為上行物理信道和下行物理信道。LTE定義的下行物理信道主要有如下6種類型：（1）物理下行共享信道（PDSCH）：用于承載下行用戶信息和高層信令。（2）物理廣播信道（PBCH）：用于承載主系統(tǒng)信息塊信息，傳輸用于初始接入的參數(shù)。（3）物理多播信道（PMCH）：用于承載多媒體/多播信息。（4）物理控制格式指示信道（PCFICH）：用于承載該子幀上控制區(qū)域大小的信息。（5）物理下行控制信道（PDCCH）：用于承載下行控制的信息，如上行調度指令、下行數(shù)據(jù)傳輸是指、公共控制信息等。（6）物理HARO指示信道（（PHICH）：用于承載對于終端上行數(shù)據(jù)的ACK/NACK反饋信息，和HARO機制有關。LTE定義的上行物理信道主要有如下3種類型：（1）物理上行共享信道（PUSCH）：用于承載上行用戶信息和高層信令。（2）物理上行控制信道（PUCCH）：用于承載上行控制信息。（3）物理隨機接入信道（PRACH）：用于承載隨機接入前道序列的發(fā)送，基站通過對序列的檢測以及后續(xù)的信令交流，建立起上行同步。2.傳輸信道物理層通過傳輸信道向MAC子層或更高層提供數(shù)據(jù)傳輸服務，傳輸信道特性由傳輸格式定義。傳輸信道描述了數(shù)據(jù)在無線接口上是如何進行傳輸?shù)模约八鶄鬏數(shù)臄?shù)據(jù)特征。如數(shù)據(jù)如何被保護以防止傳輸錯誤，信道編碼類型，CRC保護或者交織，數(shù)據(jù)包的大小等。所有的這些信息集就是我們所熟知的“傳輸格式”。傳輸信道也有上行和下行之分。LTE定義的下行傳輸信道主要有如下4種類型：（1）廣播信道（BCH）：用于廣播系統(tǒng)信息和小區(qū)的特定信息。使用固定的預定義格式，能夠在整個小區(qū)覆蓋區(qū)域內廣播。（2）下行共享信道（DL-SCH）：用于傳輸下行用戶控制信息或業(yè)務數(shù)據(jù)。能夠使用HARQ；能夠通過各種調制模式，編碼，發(fā)送功率來實現(xiàn)鏈路適應；能夠在整個小區(qū)內發(fā)送；能夠使用波束賦形；支持動態(tài)或半持續(xù)資源分配；支持終端非連續(xù)接收以達到節(jié)電目的；支持MBMS業(yè)務傳輸。（3）尋呼信道（PCH）：當網(wǎng)絡不知道UE所處小區(qū)位置時，用于發(fā)送給UE的控制信息。能夠支持終端非連續(xù)接收以達到節(jié)電目的；能在整個小區(qū)覆蓋區(qū)域發(fā)送；映射到用于業(yè)務或其他動態(tài)控制信道使用的物理資源上。（4）多播信道（MCH）：用于MBMS用戶控制信息的傳輸。能夠在整個小區(qū)覆蓋區(qū)域發(fā)送；對于單頻點網(wǎng)絡支持多小區(qū)的MBMS傳輸?shù)暮喜ⅲ皇褂冒氤掷m(xù)資源分配。LTE定義的上行傳輸信道主要有如下2種類型：

（1）上行共享信道（UL-SCH）：用于傳輸下行用戶控制信息或業(yè)務數(shù)據(jù)。能夠使用波束賦形；有通過調整發(fā)射功率、編碼和潛在的調制模式適應鏈路條件變化的能力；能夠使用HARQ；動態(tài)或半持續(xù)資源分配。

（2）隨機接入信道（RACH）：能夠承載有限的控制信息，例如在早期連接建立的時候或者RRC狀態(tài)改變的時候。3.邏輯信道邏輯信道定義了傳輸?shù)膬热?。MAC子層使用邏輯信道與高層進行通信。邏輯信道通常分為兩類：即用來傳輸控制平面信息的控制信道和用來傳輸用戶平面信息的業(yè)務信道。而根據(jù)傳輸信息的類型又可劃分為多種邏輯信道類型，并根據(jù)不同的數(shù)據(jù)類型，提供不同的傳輸服務。LTE定義的控制信道主要有如下5種類型：（1）廣播控制信道（BCCH）：該信道屬于下行信道，用于傳輸廣播系統(tǒng)控制信息。（2）尋呼控制信道（PCCH）：該信道屬于下行信道，用于傳輸尋呼信息和改變通知消息的系統(tǒng)信息。當網(wǎng)絡側沒有用戶終端所在小區(qū)信息的時候，使用該信道尋呼終端。（3）公共控制信道（CCCH）：該信道包括上行和下行，當終端和網(wǎng)絡間沒有RRC連接時，終端級別控制信息的傳輸使用該信道。（4）多播控制信道（MCCH）：該信道為點到多點的下行信道，用于UE接收MBMS業(yè)務。（5）專用控制信道（DCCH）：該信道為點到點的雙向信道，用于傳輸終端側和網(wǎng)絡側存在RRC連接時的專用控制信息。LTE定義的業(yè)務信道主要有如下2種類型：（1）專用業(yè)務信道（DTCH）：該信道可以為單向的也可以是雙向的，針對單個用戶提供點到點的業(yè)務傳輸。（2）多播業(yè)務信道（MTCH）：該信道為點到多點的下行信道。用戶只會使用該信道來接收MBMS業(yè)務。4.相互映射關系MAC子層使用邏輯信道與RLC子層進行通信，使用傳輸信道與物理層進行通信。因此MAC子層負責邏輯信道和傳輸信道之間的映射。（1）邏輯信道至傳輸信道的映射LTE的映射關系較UTMS簡單很多，上行的邏輯信道全部映射在上行共享傳輸信道上傳輸；下行邏輯信道的傳輸中，除PCCH和MBMS邏輯信道有專用的PCH和MCH傳輸信道外，其他邏輯信道全部映射到下行共享信道上（BCCH一部分在BCH上傳輸）。具體的映射關系如圖3和圖4所示。圖3上行邏輯信道到傳輸信道的映射關系圖4下行邏輯信道到傳輸信道的映射關系（2）傳輸信道至物理信道的映射上行信道中，UL-SCH映射到PUSCH上，RACH映射到PRACH上。下行信道中，BCH和MCH分別映射到PBCH和PMCH，PCH和DL-SCH都映射到PDSCH上。具體映射關系如圖5和圖6所示。圖5上行傳輸信道到物理信道的映射關系圖6下行傳輸信道到物理信道的映射關系LTE空中接口的分層結構2013-06-13移動通信網(wǎng)LTE空中接口的分層結構LTE空中接口采用分層結構，與WCDMA空中接口的分層結構一模一樣，從上到下也是分為RRC-PDCP-RLC-MAC-PHY等幾個層次，其中RRC屬于網(wǎng)絡層，PDCP、RLC和MAC屬于鏈路層，PHY屬于物理層。因此，如果熟悉WCDMA空中接口的話，LTE空中接口的結構應該不會感到陌生。接下來簡要介紹各個層次的功能。RRC無線資源控制負責LTE空中接口的無線資源分配與控制，還承擔了NAS信令的處理和發(fā)送工作。由于RRC承擔了LTE空中接口的無線資源管理工作，可以看成LTE空中接口的大腦，是LTE空中接口最重要的組成部分。從RRC的功能看，LTE空中接口與WCDMA空中接口沒有什么區(qū)別。PDCP是LTE空中接口的一個顯著變化，在WCDMA中盡管定義了PDCP，但是并沒有實施，PDCP是可有可無的；在LTE中，PDCP成了必須的一個子層。理解PDCP還是要從控制面與用戶面分別看?？刂泼嫔螾DCP執(zhí)行加密以及完整性保護。用戶面上PDCP執(zhí)行加密、包頭壓縮以及切換支持（也就是順序發(fā)送以及重復性檢查）。RLCLTE的RLC與WCDMA的RLC大同小異：也分為3種工作模式：TM、UM以及AM。不過由于LTE取消了CS域，沒有了CS相關的承載和信道，結構變得比較簡單。另外，加密的工作也從RLC中取消了。MAC是LTE與WCDMA空中接口功能接近，但是實施方式差異比較大的地方。比如隨機接入是MAC的主要任務，LTE與WCDMA都具備，但是實施方法差異很大，LTE還引入了無競爭的隨機接入。LTE的物理層反映了LTE的鮮明技術特點：OFDM+多天線，其中的時頻結構、參考信號的位置、物理信道的種類，都是LTE所特有的。但是，LTE依舊保留了Turbo編碼以及QAM的調制方式。詳解PDCP

PDCP：PacketDataConvergenceProtocol，分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議。PDCP協(xié)議發(fā)軔于WCDMA空中接口，壯大于LTE空中接口。PDCP位于RLC子層之上，是L2的最上面的一個子層，只負責處理分組業(yè)務的業(yè)務數(shù)據(jù)。PDCP主要用于處理空中接口上承載網(wǎng)絡層的分組數(shù)據(jù)，例如IP數(shù)據(jù)流。在WCDMA空中接口中，PDCP的功能主要是壓縮IP數(shù)據(jù)包的包頭。由于IP數(shù)據(jù)包都帶有一個很大的數(shù)據(jù)包頭（20字節(jié)），僅僅傳輸這些頭部信息就需要大量的無線資源，而這些頭部信息往往又可壓縮，為了提高IP數(shù)據(jù)流在空中接口上的傳輸效率，需要對IP數(shù)據(jù)包頭部信息進行壓縮。但是WCDMA現(xiàn)網(wǎng)對IP包頭壓縮需求并不迫切，因此現(xiàn)網(wǎng)沒有實施PDCP。在LTE空中接口中，PDCP的功能變得不可或缺，這是由于LTE中拋棄了CS域，必須采用VoIP，而VoIP的數(shù)據(jù)包尺寸很小，IP包頭就成了很大的累贅，必須壓縮。LTE的PDCP的功能還進行了延伸，將加密功能也收歸旗下，因此也就從僅僅處理用戶面擴展到了用戶面以及控制面大小通吃。LTE的PDCP甚至還加入了無損切換的支持。LTE空中接口中PDCP由規(guī)范TS36.323定義。從PDCP上，我們看到了一個跑龍?zhí)椎牡轿枧_主角的華麗變身過程。本文由論壇會員readhere投稿，感謝他的貢獻，部分原文可參閱：/page.php?id=1732。readhere在論壇有《讀懂OFDM公開課》系列，感興趣的C友可以前往觀看。外一篇：LTE和FDD

LTE的工作頻段2013-06-13移動通信網(wǎng)TD-LTE的工作頻段在R8中，TDD可用的頻段從33到40號，有8個。其中B38：2.57~2.62GHz，可全球漫游；B39：1.88~1.92GHz，這是國內TD-SCDMA的頻段；B40：2.3~2.4GHz，可全球漫游。B是Band的縮寫，代表頻段的意思。這些頻段中，中國移動采用B38以及B39來實施室外覆蓋，B40來實施室內覆蓋。B38、B39、B40在中國移動分別又有綽號：D頻段、F頻段和E頻段。到了R10，3GPP又引入了新的TDD頻段，其中B41為2500~2690MHz，非常重要。因為中國政府已經(jīng)宣布，將B41的全部頻段用于TD-LTE。FDDLTE的工作頻段

在R8中，第一個工作頻段是3G的2.1GHz頻段，不過由于3G系統(tǒng)正在使用，因此，第7個工作頻段B7，也就是2.6GHz的頻段成為LTE部署時的第一個頻段，目前在北歐商用。值得一提的是，Band7上下行的中間就是TDD的B38。由于2.6G覆蓋能力弱，因此美國商用系統(tǒng)，例如Verizon、AT&T采用了700M的頻段，其中Verizon為B13，AT&T主要是B17。從全球的角度看，目前國際上LTE1800的造勢活動很熱鬧，LTE1800就是原來的GSM1800，稱為B3。對中國而言，B3還是很有商用價值的，特別適合聯(lián)通。對于電信來說，B1應該是首選。本文由論壇會員readhere投稿，感謝他的貢獻，部分原文可參閱：/page.php?id=1675。readhere在論壇有《讀懂OFDM公開課》系列，感興趣的C友可以前往觀看。MAC

媒體接入控制層2013-06-13移動通信網(wǎng)MAC媒體接入控制層1.MAC層功能概述不同于UMTS，MAC子層只有一個MAC實體，包括傳輸調度功能、MBMS功能、MAC控制功能、UE級別功能以及傳輸塊生成等功能塊。MAC層結構如圖1圖1MAC層結構圖MAC層的各個子功能塊提供以下的功能：

（1）實現(xiàn)邏輯信道到傳輸信道的映射；

（2）來自多個邏輯信道的MAC服務數(shù)據(jù)單元（SDU）的復用和解復用；

（3）上行調度信息上報，包括終端待發(fā)送數(shù)據(jù)量信息和上行功率余量信息?；贖ARQ機制的錯誤糾正功能；

（4）通過HARO機制進行糾錯；

（5）同一個UE不同邏輯信道之間的優(yōu)先級管理；

（6）通過動態(tài)調度進行UE之間的優(yōu)先級管理；

（7）傳輸格式的選擇，通過物理層上報的測量信息，用戶能力等，選擇相應的傳輸格式（包括調制方式和編碼速率等），從而達到最有效的資源利用；

（8）MBMS業(yè)務識別；

（9）填充功能，即當實際傳輸數(shù)據(jù)量不能填滿整個授權的數(shù)據(jù)塊大小時使用。各功能與位置和鏈路方向的對應關系如圖2所示。圖2MAC功能與位置和鏈路方向的關系2.MAC層關鍵過程

1.調度與UMTS不同，LTE完全取消了專用信道，并引入了共享信道的概念。在不同UE不同邏輯信道之間劃分共享信道資源的功能成為調度。早期的很多接入系統(tǒng)每個用戶的業(yè)務都有專門的信道，雖然到了HSPA時已經(jīng)有共享信道的概念，但是主要還是針對數(shù)據(jù)業(yè)務。LTE的幾乎所有的應用與業(yè)務都是使用共享信道，由于各個業(yè)務與應用的對服務質量（QoS）的要求是不同的，如何為具有不同帶寬要求、不同時延保障、不同QOS等級的各種業(yè)務合理地分配資源，在滿足業(yè)務需求的基礎上，提高網(wǎng)絡的總體吞吐量和頻譜效率，是分組調度的核心任務。LTE中引入了動態(tài)調度和半持續(xù)調度兩種調度模式，其中半持續(xù)調度是在動態(tài)調度基礎上為支持VoIP等業(yè)務引入的。（1）動態(tài)調度這種方法由MAC層（調度器）實時動態(tài)地分配時頻資源和允許傳輸?shù)乃俾?，靈活性很高，但控制信令開銷也大，適合突發(fā)特征明顯的業(yè)務。動態(tài)調度的基本過程是：

a)eNodeB在控制信道上發(fā)送資源調度信令；b)UE檢測控制信道，如果發(fā)現(xiàn)針對自己的資源調度信令，則按照信令中的信息進行數(shù)據(jù)傳輸。上行和下行的動態(tài)調度過程如圖3、4所示。

圖3上行動態(tài)調度過程

圖4下行動態(tài)調度過程上行調度具體過程如下：（1）eNodeB通過