LTE基础知识介绍.ppt

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1、l 概述概述l 物理层关键技术物理层关键技术l 物理层基础物理层基础l 业务流程业务流程l 概述概述l 物理层关键技术物理层关键技术l 物理层基础物理层基础l 业务流程业务流程l 扁平的RAN结构：取消了RNC，由eNB组成；eNB直接与EPC（Evolved Packet Core）相连；eNB之间直接相连控制面协议：控制无线业务的接入及其UE和网络间各方面的连接控制用户面协议：实现无线承载业务的接入和信令的接入l 容量提升 峰值速率：下行100 Mbps，上行50 Mbps 20MHz 频谱效率：下行是HSDPA的3-4倍，上行是HSUPA的2-3倍l 覆盖增强 提高“小区边缘比特率”，5

2、 km满足最优容量，30 km轻微下降，并支持100 km的覆盖半径l 移动性提高 015km/h性能最优，15120 km/h高性能，支持120350 km/h，甚至在某些频段支持 500 km/hl 质量优化 时延：用户面小于 5ms，控制面小于 100 msl 服务内容综合多样化 高性能的广播业务，MBMS，提高实时业务支持能力，VoIP达到UTRAN电路域性能l 运维成本降低 扁平、简化的网络架构，降低运营维护成本l LTE与3G最主要的2点区别 物理层核心技术由CDMA更改为OFDM 为了降低用户面延迟，LTE取消了无线网络控制器（RNC），将RNC、NodeB功能合并在eNodeB

3、中实现l 概述概述l 物理层关键技术物理层关键技术l 物理层基础物理层基础l 业务流程业务流程l 概述概述l 物理层关键技术物理层关键技术l 物理层基础物理层基础l 业务流程业务流程l传统FDM/FDMA技术频分复用，将较宽的频带分成若干较窄的子载波进行并行发送缺点：需要大量的独立的调制/解调器；频谱效率低lOFDM技术基本原理利用IFFT/FFT实现了调制/解调的功能通过实现子载波正交解决了频谱效率低的问题lOFDM技术优势频谱效率高带宽扩展性强抗多径衰落：OFDM将宽带传输转化为很多子载波上的窄带传输，每个子载波上的信道可看作平坦衰落信道频域调度和自适应：OFDM的子载波可灵活调度和分配；

4、且根据不同频带特性自适应选择不同的调制编码方式实现MIMO技术较简单lOFDM技术缺点PAPR（峰均功率比）问题：OFDM将很多子载波的信号叠加在一起，当信号相位相同时，会引起很高的峰值功率时间和频率同步问题l 下行多址方式 OFDMA 频谱效率高 带宽扩展性强 抗多径衰落 频谱资源分配灵活 利于与MIMO技术相结合l 上行多址方式 SC-FDMA 具有单载波特性，峰均功率比（PAPR）较低，降低了对终端线性功放的需求 带宽灵活分配 可大量重用LTE下行技术MIMO多入多出：l 提高信道容量及频谱利用率l 不增加带宽和天线发送功率l 利用多天线来抑制信道衰落l 下行MIMO技术 基本配置22（

5、最多44），最大支持4流传输 传输分集（SFBC、CDD） 开环空间复用（SM，Spatial Multiplexing） 闭环SM, 即线性预编码技术 波束赋型(BF) 多用户MIMO （MU-MIMO）l 上行MIMO技术 上行基本天线配置为1发2收 上行传输天线选择 MU-MIMO CDD - 循环延时分集l目的：得到多径分集或频率分集l方法：人为制造信道的频率选择性l实现：对不同天线的同一频域符号乘以不同的相位偏移SFBC - 空频编码l在相邻子载波上传输相互正交的符号l接收端利用正交性恢复信号lBeam Forming原理：利用空间信道的强相关性，对发送信号进行加权，使辐射方向图对准

6、用户来波方向只有相位加权，没有幅度加权加权值由用户的位置决定，与快衰无关l预编码利用天线之间低相关性，对发送信号做线性预处理，从而简化接收端操作基于码本的预编码：收发端共同一套码本集，UE可根据信道信息选择码本，将其序号反馈基站l 下行多用户MIMO空分多址 基站将占用相同时频资源的多个数据流发送给不同用户l 上行多用户MIMO 虚拟系统：多个终端占用相同的时频资源各自发送一个数据流，从接收端来看，这些来自不同终端的数据流可看做来自一个终端的多根天线的数据l 天线选择分集l 最小的增量冗余（IR）HARQl 停止-等待HARQl 下行采用自适应异步HARQ 异步：重传时不限制HARQ进程的时域

7、位置，即子帧 自适应：根据无线信道条件，自适应调整每次重传采用的资源块、调制方式、传输块大小和重传周期等参数l 上行采用同步非自适应HARQl 概述概述l 物理层关键技术物理层关键技术l 物理层基础物理层基础l 业务流程业务流程l 概述概述l 物理层关键技术物理层关键技术l 物理层基础物理层基础l 业务流程业务流程基于TD-SCDMA帧结构设计，保留三个特殊时隙GP、UpPTS可灵活配置，支持各种尺寸的小区，提供与各种上下行比例的TD-SCDMA的共存的可能性lFS2帧结构（TD-LTE）根据特殊时隙出现频率，分为5ms周期结构、10ms周期结构上、下行比例可根据业务类型灵活配置Up-down

8、linkconfigurationDown-Uplink Switch-point periodicitySubframe Number012345678905 msDSUUUDSUUU15 msDSUUDDSUUD25 msDSUDDDSUDD310 msDSUUUDDDDD410 msDSUUDDDDDD510 msDSUDDDDDDD65 msDSUUUDSUUDlFS2帧结构（TD-LTE）Resource Block频率上连续的12个子载波，时域上对应1个时隙。这是LTE里调度的最小单元。Resource elementRB内的各个时频单元，以（k,l）来表征，k为子载波，l为OFD

9、M符号。Resource element Group4个RE一组，用于表征下行控制信道的映射、交织等操作l PDSCH ，物理下行共享信道，主要承载非MBSFN模式的下行传输数据。l PMCH，物理多播信道，承载MBSFN模式的下行传输数据l PBCH，物理广播信道，承载BCH包含的MIB信息。l PCFICH，物理控制格式指示信道，承载CFI信息，用于指示1个子帧中PDCCH、PHICH占用的OFDM符号数目。l PDCCH，物理下行控制信道，承载上下行调度及其它控制信息l PHICH，物理HARQ指示信道，承载对上行数据回复的ACK/NACK信息l PRACH， 物理随机接入信道，用于UE

10、发起接入请求等l PUSCH，物理上行共享信道，承载上行数据，以及上行控制信息l PUCCH，物理上行控制信道，承载上行控制信息l PSSSSS，主辅同步信号，唯一对应一个物理小区ID值，可用于帮助UE完成小区搜索、下行同步。l Cell-specific RS，小区专用参考信号，可用于UE完成信道估计、信道质量测量等。l MBSFN RS，用于MBSFN业务的信道估计。l UE-specific RS，主要用于波束赋型传输的信道估计。l DMRS，解调参考信号，用于上行信道估计。l SRS，探测参考信号，可用于实现子载波频率选择性调度、功率控制、上行同步保持等。PUSCH可支持数据与控制信息

11、的复用Physical channelPhysical channelModulation schemesModulation schemesPDSCHPDSCH，PMCHPMCHQPSKQPSK，16QAM16QAM，64QAM64QAMPBCHPBCH，PCFICHPCFICH，PDCCHPDCCHQPSKQPSKPHICHPHICHBPSKBPSKPhysical channelPhysical channelModulation schemesModulation schemesPUSCHPUSCHQPSKQPSK，16QAM16QAM，64QAM64QAMPUCCHPUCCHBPSK

12、BPSK，QPSKQPSKl 下行信道l 上行信道传输信道编码方式编码率UL-SCHTurbo coding1/3DL-SCHPCHMCHBCH咬尾卷积编码1/3控制信息编码方式编码率DCI咬尾卷积编码1/3CFI块编码1/16HI重复编码1/3UCI块编码可变咬尾卷积编码1/3l 概述概述l 物理层关键技术物理层关键技术l 物理层基础物理层基础l 业务流程业务流程l 概述概述l 物理层关键技术物理层关键技术l 物理层基础物理层基础l 业务流程业务流程RSSIRSSI：l基于竞争的随机接入过程l基于非竞争的随机接入过程l随机接入过程基本功能申请上行资源取得与eNB上行同步l竞争随机接入过程无线

13、链路失败后初始接入，及RRC连接重建从RRC_IDLE状态初始接入、即RRC连接建立下行数据到达且UE上行失步上行数据到达且UE上行失步、或者虽未失步但需要随机接入申请上行资源切换l非竞争随机接入过程切换下行数据到达且UE上行失步辅助定位，利用随机接入获取定时提前量（TA）l下行功率分配eNB保持小区专属RS EPRE在整个下行带宽及所有子帧中的恒定UE确定该小区的RS信号功率后，可根据空口消息获得的功率比值计PA、PB PDSCH的EPRE，计算公式可参考TS 36.213l下行功率控制eNB在高层消息中通知UE专属功率比值参数PA、PBPDSCH使用频域调度技术，不需要进行下行功控PDCC

14、H/PHICH/PCFICH可采用半静态的功率分配l上行功率控制功控目标是补偿路损和阴影、抑制小区间干扰；由于LTE上行信号之间是正交的，不存在CDMA系统需要克服远近效应的情况，采用慢速功控即可可对PUSCH、PUCCH、SRS等信道进行功率控制PUSCH的功控由eNB在DCI 0中发出，包括绝对功控、积累功控两种模式PUCCH的功控由eNB以非周期的方式在PDCCH中发出SRS的功率与PUSCH对应，具有固定的偏移值l 目的：在UE和MME之间建立联系，让网络知道UE的存在和位置l附着请求内容UE ID原来的位置终端能力终端设置l 附着接受内容 网络设置 网络能力 TAI list GUT

15、Il 续l 续l 续l当UE驻留到一个合适的小区后，开始进行小区重选，原则如下述首先，基于绝对优先级其次，采用一种排名准则比较各小区的链路质量最后，UE验证目标小区的可接入性l小区重选可分为同频小区重选、异频小区重选l切换准备过程：触发UE进行测量；源eNB切换判决；目标eNB接收来自源eNB的切换请求消息并响应；准备L1/L2进行切换l切换执行过程：目标eNB生成的切换命令；通过源eNB将其透传给UE使得UE发起切换；离开源eNB；向目标eNB发起RACH进行同步；当UE成功接入目标小区后，发送切换完成消息l切换完成过程：向MME发送路径转换请求来告知UE更换了小区，并更新S-GW的用户平面，触发源eNB进行资源释放l切换准备过程：请求核心网在目标RNC、SGSN以及S-GW等建立资源,包括目标SGSN建立EPS承载；目标RNC建立RAB；通知源MME、S-GW是否发生变化等l切换执行过程：源MME向源eNB发送切换命令，UE接收来自源eNB的切换命令（MobilityFromEUTRACommand），向目标网络发起接入过程，并完成切换l切换完成过程：目标SGSN管理UE所建立的EPS承载并通知S-GW;S-GW通知PDN GW 关于UE的改变;用户面切换到目标SGSN；源MME发送释放资源消息给源eNB等