移动通信第12章_B3G与4G移动通信系统.ppt

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1、重庆大学重庆大学 Chongqing University University 1 112/22/2022移动通信系统移动通信系统第十二章第十二章 B3G与与4G移动通信系统移动通信系统重庆大学重庆大学 Chongqing University University 2 212/22/2022第十二章第十二章 B3G与与4G移动通信系统移动通信系统移)：869894MHz，25MHz上行：(移基)：824849MHz，25MHz信道数64个码分信道/每一个载频射频带宽21.23MHz(其中第一频道为21.77MHz)调制方式基站：QPSK；移动台：OQPSK扩频方式直接序列扩频：DS-CDM

2、A话音编码可变速率CELP，最大速率8kbps，最大数据率9.6kbps信道编码卷积编码：下行：码率 R=1/2，约束长度 K=9，上行：码率 R=1/3，约束长度 K=9，交织编码：交织间距：20ms(话音帧周期)地址码信道地址码(下行)：64阶Walsh正交码 基站地址码(下行)：N=215-1，m序列短码，用户地址码(上行)：，N=242-1，m序列长码截短 功控800Hz，周期1.25ms表12.13 IS-95空中接口主要参数 12.3 EV-DO系统系统重庆大学重庆大学 Chongqing University University 575712/22/202212.3.1 IS9

3、5与与cdma2000简介简介 1.CDMA ONE标准系列简介标准系列简介 CDMA ONE是以是以IS-95标准为核心的系列标准总称，它包标准为核心的系列标准总称，它包含含IS-95、IS-95A、TSB74、STD-008、IS-95B等。等。IS-95是是CDMA ONE系列标准中最先发布的标准，而系列标准中最先发布的标准，而IS-95A则是则是第一个商用化标准，它是第一个商用化标准，它是IS-95的改进版本。的改进版本。2.cdma2000标准系列简介标准系列简介cdma2000-1x是是3GPP2制定的第一个制定的第一个3G CDMA标准。由标准。由于其单个载波带宽于其单个载波带宽

4、1.25MHz，因此有些观点认为其属于，因此有些观点认为其属于2.5G技术。技术。cdma2000-1x可提供可提供144kbps以上速率的电路或以上速率的电路或分组数据业务，而且增加了补充信道，可以对一个用户同分组数据业务，而且增加了补充信道，可以对一个用户同时承载多个数据流信息，它提供的业务比时承载多个数据流信息，它提供的业务比IS-95A有很大提有很大提高，并为支持未来多种媒体和多媒体分组业务打下了基础。高，并为支持未来多种媒体和多媒体分组业务打下了基础。12.3 EV-DO系统系统重庆大学重庆大学 Chongqing University University 585812/22/20

5、2212.3.1 IS95与与cdma2000简介简介 2.cdma2000标准系列简介标准系列简介图12.28 CDMA2000 1x前向信道结构 12.3 EV-DO系统系统重庆大学重庆大学 Chongqing University University 595912/22/202212.3.2 EVDO Rel 0 EVDO Rel 0也称为也称为HRPD(High Rate Packet Data)，“DO”最初的含义是最初的含义是“Data Only”，即只，即只支持分组数据业务，后来重新解释为支持分组数据业务，后来重新解释为“Data Optimization”。该系统只承载数据业

6、务，不支持。该系统只承载数据业务，不支持话音等电路交换业务，因此移动运营商需要配置话音等电路交换业务，因此移动运营商需要配置单独的载波支持单独的载波支持EVDO系统。系统。EVDO Rel 0也称为也称为HRPD(High Rate Packet Data)，“DO”最初的含义是最初的含义是“Data Only”，即只，即只支持分组数据业务，后来重新解释为支持分组数据业务，后来重新解释为“Data Optimization”。该系统只承载数据业务，不支持。该系统只承载数据业务，不支持话音等电路交换业务，因此移动运营商需要配置话音等电路交换业务，因此移动运营商需要配置单独的载波支持单独的载波支持

7、EVDO系统。系统。12.3 EV-DO系统系统重庆大学重庆大学 Chongqing University University 606012/22/2022EVDO Rel 0系统下行链路在单个系统下行链路在单个1.25MHz载波上可以支持载波上可以支持2.4Mbps的峰值数据速率。的峰值数据速率。EVDO Rel 0的技术特点类似于的技术特点类似于HSDPA，概要介绍如下。，概要介绍如下。(1)共享信道发送共享信道发送EVDO Rel 0下行信道采用下行信道采用TDM方式，同一个调度时间，基方式，同一个调度时间，基站用满功率只向一个用户发送数据。这种共享机制类似于站用满功率只向一个用户发送

8、数据。这种共享机制类似于HSDPA的共享信道发送，但的共享信道发送，但HSDPA系统中，用户还可以共系统中，用户还可以共享码域资源，或者与享码域资源，或者与R99用户共享码资源。用户共享码资源。(2)调度机制调度机制EVDO Rel 0的调度器需要考虑用户公平性、业务队列长度的调度器需要考虑用户公平性、业务队列长度以及信道状态信息。其原理类似以及信道状态信息。其原理类似HSDPA的调度，充分利用的调度，充分利用了移动衰落信道中的多用户分集增益。了移动衰落信道中的多用户分集增益。(3)缩短缩短TTI在在EVDO Rel 0系统中发送时间间隔系统中发送时间间隔(TTI)从从20ms缩短为缩短为1.

9、6ms。从而便于系统进行快速调度与快速重传，降低了处。从而便于系统进行快速调度与快速重传，降低了处理时延。其理时延。其TTI间隔与间隔与HSDPA的的2ms TTI在相同量级。在相同量级。12.3 EV-DO系统系统重庆大学重庆大学 Chongqing University University 616112/22/2022(4)速率控制速率控制EVDO Rel 0系统主要采用自适应调制与编码进行速率控制，系统主要采用自适应调制与编码进行速率控制，目标是最大化特定信道条件下的吞吐率。目标是最大化特定信道条件下的吞吐率。(5)高阶调制与高阶调制与HARQ EVDO系统的下行链路采用系统的下行链路

10、采用16QAM调制，与调制，与HSDPA相同。相同。其其HARQ机制与机制与HSDPA也类似。也类似。(6)虚拟软切换虚拟软切换EVDO Rel 0系统下行链路也不采用软切换，而是采用系统下行链路也不采用软切换，而是采用“虚拟虚拟软切换软切换”。即终端触发进行服务小区的自适应选择，也就是。即终端触发进行服务小区的自适应选择，也就是在基站激活集中进行快速小区选择。当然在小区重选的过程在基站激活集中进行快速小区选择。当然在小区重选的过程中，有可能导致分组发送的时延。中，有可能导致分组发送的时延。(7)终端接收分集终端接收分集与与HSDPA终端类似，终端类似，EVDO Rel 0系统的终端可以配置双

11、天系统的终端可以配置双天线进行接收分集，从而提高链路性能。线进行接收分集，从而提高链路性能。12.3 EV-DO系统系统重庆大学重庆大学 Chongqing University University 626212/22/202212.3.3 EVDO Rev AEVDO系统的进一步演进是系统的进一步演进是Rev A标准，与标准，与HSUPA类似，主类似，主要对上行链路进行增强，但对于下行链路性能也有进一步的要对上行链路进行增强，但对于下行链路性能也有进一步的提升，并且引入了多播业务模式。提升，并且引入了多播业务模式。与与Rel 0相比，相比，EVDO Rev A对于下行链路在以下方面有性能对

12、于下行链路在以下方面有性能增强：增强：更高峰值速率更高峰值速率EVDO Rev A下行峰值速率可以达到下行峰值速率可以达到3.1Mbps，可以提供更，可以提供更精细的数据速率等级。精细的数据速率等级。更短的数据包长度更短的数据包长度EVDO Rev A引入了引入了128、256、512比特的数据包长度，并比特的数据包长度，并且定义了新的多用户分组格式，如果多个用户接收相同的数且定义了新的多用户分组格式，如果多个用户接收相同的数据，则接收相同的数据包。采用这些新的数据传输格式后，据，则接收相同的数据包。采用这些新的数据传输格式后，可以改进对于低速率、时延敏感业务的支持能力。可以改进对于低速率、时

13、延敏感业务的支持能力。12.3 EV-DO系统系统重庆大学重庆大学 Chongqing University University 636312/22/2022EVDO Rev A对于对于Rel 0系统的主要增强在于上行链路，峰系统的主要增强在于上行链路，峰值速率可以提高到值速率可以提高到1.8Mbps，主要技术特点总结如下。，主要技术特点总结如下。高阶调制与高阶调制与HARQ除除BPSK调制外，调制外，Rev A系统在上行链路引入了系统在上行链路引入了QPSK和和8PSK(可选可选)调制，从而提高链路频谱效率。调制，从而提高链路频谱效率。缩减时延缩减时延由于采用了更短的分组长度以及更小的由于

14、采用了更短的分组长度以及更小的TTI，因此与，因此与EVDO Rel 0相比，时延可以缩短相比，时延可以缩短50%以上。以上。容量和时延折中容量和时延折中 EVDO Rev A定义了两种分组发送模式：定义了两种分组发送模式：LoLat与与HiCap模式。模式。LoLat模式，通过提高发射功率，可以保证减少分模式，通过提高发射功率，可以保证减少分组传输的时延。而组传输的时延。而HiCap模式，采用了较低的发射功率，模式，采用了较低的发射功率，并允许数据包重传，从而提升链路容量。每一个数据包的并允许数据包重传，从而提升链路容量。每一个数据包的发送可以按照一定策略在这两种模式之间进行选择。发送可以按

15、照一定策略在这两种模式之间进行选择。12.3 EV-DO系统系统重庆大学重庆大学 Chongqing University University 646412/22/202212.3.4 EVDO Rev B EVDO Rev A进一步演进是进一步演进是Rev B协议，协议，其关键技术完全兼容其关键技术完全兼容Rev A。主要区别在于。主要区别在于Rev B可以将最多可以将最多16个个1.25MHz的载波聚合的载波聚合使用，这样总的信号带宽可以达到使用，这样总的信号带宽可以达到20MHz，下行峰值数据速率可以提高到，下行峰值数据速率可以提高到73.5Mbps。但一般情况下，由于受成本与电池功耗

16、的但一般情况下，由于受成本与电池功耗的限制，最多支持限制，最多支持3载波聚合，下行峰值数据载波聚合，下行峰值数据速率可以达到速率可以达到9.3Mbps，从频谱利用率来看，从频谱利用率来看，与与HSPA系统相比，有所降低。系统相比，有所降低。12.3 EV-DO系统系统重庆大学重庆大学 Chongqing University University 656512/22/202212.3.5 UMBEVDO标准的进一步演进是标准的进一步演进是Rev C版本，也就是版本，也就是3GPP2推出的推出的Ultra Mobile Broadband(UMB)标准。标准。UMB协议采用了协议采用了OFDM技

17、术，信道带宽可以为技术，信道带宽可以为5/10/20MHz，该标准对应于，该标准对应于3GPP的的LTE标准，不标准，不再与以前的再与以前的cdma2000系列标准保持兼容。系列标准保持兼容。UMB的技术特点类似于的技术特点类似于LTE，20MHz带宽，下行带宽，下行峰值速率为峰值速率为288Mbps，上行峰值速率为，上行峰值速率为75Mbps。UMB与与LTE的主要差别在于上行链路，的主要差别在于上行链路，UMB使用使用了了OFDM技术，而技术，而LTE使用了使用了SC-FDMA技术，并技术，并且且UMB在上行支持在上行支持CDMA模式。模式。12.3 EV-DO系统系统重庆大学重庆大学 C

18、hongqing University University 666612/22/202212.4.1 LTE概述概述 1.技术特点技术特点LTE的设计目标是超越的设计目标是超越HSPA+，支持超过，支持超过5MHz的信号带宽，最多可的信号带宽，最多可以达到以达到20MHz。移动性支持从移动性支持从120km/h到到350km/h，甚至，甚至500km/h以上。并且数据处理以上。并且数据处理时延小于时延小于5ms，信令处理时延小于，信令处理时延小于100ms。表12.15 LTE物理层系统参数 双工方式FDD、TDD多址技术下行：OFDMA、上行：SC-FDMA帧结构FDD：1帧10ms，分为

19、10个子帧，每个子帧1ms，又分为两个时隙，每个时隙含有7/6个OFDM符号。TDD：1帧10ms，含8/9个普通子帧，1/2个特殊子帧，每个子帧1ms，普通子帧分为两个时隙。12.4 LTE系统系统重庆大学重庆大学 Chongqing University University 676712/22/2022表12.15 LTE物理层系统参数(续)信道带宽(MHz)1.435101520资源块配置(RB)615255075100采样率(MHz)2.3044.6087.6815.3623.0430.72调制方式QPSK、16QAM、64QAM信道编码卷积编码：(3,1,6)，咬尾编码，Turbo

20、编码：1/3码率，8状态，HARQ下行：异步多重停等HARQ，最多重传次数8上行：同步多重停等HARQ，最多重传次数8MIMO空时预编码、循环延迟分集(CDD)、正交发分集12.4 LTE系统系统重庆大学重庆大学 Chongqing University University 686812/22/2022下图给出了下图给出了LTE信号频谱结构，下行发送时中心频率信号频谱结构，下行发送时中心频率(即直即直流分量流分量)不承载数据，因为发送本振造成载波泄漏，会对不承载数据，因为发送本振造成载波泄漏，会对直流造成强干扰。上行发送时，直流分量可以承载数据。直流造成强干扰。上行发送时，直流分量可以承载数

21、据。图12.34 LTE信号频谱结构 12.4 LTE系统系统重庆大学重庆大学 Chongqing University University 696912/22/20222.帧结构帧结构LTE系统的帧结构如下图所示，包括系统的帧结构如下图所示，包括FDD与与TDD两两种格式。种格式。对于对于FDD而言，整个无线帧长而言，整个无线帧长10ms，由，由10个子帧个子帧(SubFrame)构成，每个子帧长构成，每个子帧长1ms。1个子帧又分为个子帧又分为两个时隙两个时隙(Slot)，每个时隙长为，每个时隙长为0.5ms。TDD模式下，无线帧长模式下，无线帧长10ms，也由，也由10个子帧构成，个子

22、帧构成，但其中只有但其中只有8个或个或9个普通子帧，还有个普通子帧，还有1个或个或2个特殊个特殊子帧。子帧。由于采用时分双工方式，特殊子帧承载上由于采用时分双工方式，特殊子帧承载上/下行导下行导频发送时隙频发送时隙(DwPTS和和UpPTS)，以及保护时间，以及保护时间(Gp)，用于上下行转换。，用于上下行转换。TDD模式可以支持上下行不对模式可以支持上下行不对称传输。称传输。12.4 LTE系统系统重庆大学重庆大学 Chongqing University University 707012/22/2022图12.35 LTE帧格式 12.4 LTE系统系统重庆大学重庆大学 Chongqin

23、g University University 717112/22/20222 帧结构帧结构LTE的时隙结构如下图所示。一个子帧由两个时的时隙结构如下图所示。一个子帧由两个时隙构成，通常一个时隙含有隙构成，通常一个时隙含有7个个OFDMA/SC-FDMA符号，符号，FFT窗长为窗长为16.67us。循环前缀循环前缀CP分为两种情况：第一个符号分为两种情况：第一个符号CP长为长为160Ts=5.1us，其它符号，其它符号CP长为长为144Ts=4.7us。为了增加系统灵活性和业务支撑能力，为了增加系统灵活性和业务支撑能力，LTE还引还引入了扩展入了扩展CP。扩展。扩展CP情况，如果子载波间隔情况

24、，如果子载波间隔15kHz，则上下行一个时隙含有，则上下行一个时隙含有6个个OFDMA符号，符号，CP长度为长度为512Ts=16.7us；如果子载波间隔；如果子载波间隔7.5kHz，则下行一个时隙含有，则下行一个时隙含有3个个OFDMA符号，符号，CP长度长度为为1024Ts=33.3us。12.4 LTE系统系统重庆大学重庆大学 Chongqing University University 727212/22/2022图12.36 LTE的时隙结构 12.4 LTE系统系统重庆大学重庆大学 Chongqing University University 737312/22/20222 帧

25、结构帧结构采用不同配置的循环前缀主要有两方面原因。采用不同配置的循环前缀主要有两方面原因。一方面，一方面，LTE需要支持不同大小的小区，对于半需要支持不同大小的小区，对于半径较大的小区，有可能多径时延更长，采用扩展径较大的小区，有可能多径时延更长，采用扩展前缀可以更好地克服多径传播造成的前缀可以更好地克服多径传播造成的ISI。另一方面，另一方面，LTE系统要支持系统要支持MBSFN，扩展前缀不，扩展前缀不仅可以包含更大的多径时延，还可以容纳不同小仅可以包含更大的多径时延，还可以容纳不同小区的时延差，因此可以抵消时间不同步引入的区的时延差，因此可以抵消时间不同步引入的ISI。12.4 LTE系统

26、系统重庆大学重庆大学 Chongqing University University 747412/22/2022LTE的资源块的资源块(RB)由资源单元由资源单元(RE)构构成，其基本结构如成，其基本结构如下图所示。下图所示。RE由由一个子载波与一个一个子载波与一个符号对应的时频单符号对应的时频单元构成，通常由元构成，通常由12个子载波与个子载波与7个个OFDM符号对应的符号对应的84个个RE构成一个构成一个RB。图12.37 LTE资源块结构 12.4 LTE系统系统重庆大学重庆大学 Chongqing University University 757512/22/20223.多址技术多

27、址技术LTE系统下行采用系统下行采用OFDMA多址接入方式，上行采多址接入方式，上行采用用SC-FDMA多址技术，其发射机结构如下面两图多址技术，其发射机结构如下面两图所示。所示。上下行多址技术的主要差别在于上行首先经过上下行多址技术的主要差别在于上行首先经过DFT变换，然后进行变换，然后进行IFFT变换，在发射过程中进变换，在发射过程中进行了两次变换，而下行只进行行了两次变换，而下行只进行IFFT变换。变换。采用采用SC-FDMA的主要目的是降低上行发射信号的的主要目的是降低上行发射信号的峰平比峰平比(PAPR)，从而降低，从而降低UE的功放线性度要求，的功放线性度要求，提高提高UE的功放效

28、率，延长终端的待机时间。的功放效率，延长终端的待机时间。12.4 LTE系统系统重庆大学重庆大学 Chongqing University University 767612/22/20223.多址技术多址技术下行发送有一个或多个数据流，每个数据流首先经过速率匹下行发送有一个或多个数据流，每个数据流首先经过速率匹配，加扰后送入自适应调制，接着进行分层映射，然后送入配，加扰后送入自适应调制，接着进行分层映射，然后送入空时预编码模块，进行空时预编码模块，进行MIMO处理，输出的数据经过资源处理，输出的数据经过资源映射，分别送入各个天线的映射，分别送入各个天线的IFFT变换模块，然后添加变换模块，然

29、后添加CP，经过经过RRC滤波后，再送入各个天线端口，完成整个下行滤波后，再送入各个天线端口，完成整个下行OFDMA的基带发送处理。的基带发送处理。图12.38 下行OFDMA发射机结构 12.4 LTE系统系统重庆大学重庆大学 Chongqing University University 777712/22/20223 多址技术多址技术上行发送只有一个数据流，首先经过速率匹配，加扰后进上行发送只有一个数据流，首先经过速率匹配，加扰后进行比特映射和自适应调制，接着进行行比特映射和自适应调制，接着进行DFT变化，经过资源变化，经过资源单元映射后，送入单元映射后，送入IFFT变换模块，添加变换模

30、块，添加CP，经过基带滤，经过基带滤波后，送入天线端口，完成整个上行波后，送入天线端口，完成整个上行SC-FDMA的基带发的基带发送处理。送处理。图12.39上行SC-FDMA发射机结构 12.4 LTE系统系统重庆大学重庆大学 Chongqing University University 787812/22/20224 系统与终端能力系统与终端能力LTE系统支持最高系统支持最高20MHz带宽、高达带宽、高达64QAM调制以及最多调制以及最多4数据流的数据流的MIMO。采用采用QPSK、16QAM与与64QAM调制，频谱调制，频谱效率分别可以达到效率分别可以达到2bit/s/Hz，4bit/

31、s/Hz和和6bit/s/Hz。采用采用2或或4天线，则频谱效率还可以提高天线，则频谱效率还可以提高2倍或倍或4倍。因此，最大下行峰值速率可以达倍。因此，最大下行峰值速率可以达到到340Mbps，上行峰值速率可以达到，上行峰值速率可以达到86Mbps。12.4 LTE系统系统重庆大学重庆大学 Chongqing University University 797912/22/2022表12.18 下行峰值速率调制编码峰值比特速率72/1.4MHz180/3.0MHz300/5.0MHz600/10MHz1200/20MHzQPSK 1/2单流0.92.23.67.214.416QAM 1/2单

32、流1.74.37.214.428.816QAM 3/4单流2.66.510.821.643.264QAM 3/4单流3.99.716.232.464.864QAM 1单流5.213.021.643.286.464QAM 3/422MIMO7.819.432.464.8129.664QAM 122MIMO10.425.943.286.4172.664QAM 144MIMO20.851.886.4172.8345.612.4 LTE系统系统重庆大学重庆大学 Chongqing University University 808012/22/2022按照业务支撑能力的强弱，LTE定义了五种UE，如下

33、表所示，有效的峰值吞吐率，下行可以达到300Mbps/20MHz，上行75Mbps/20MHz，远高于HSPA+。表12.20 UE能力分类UE种类12345下行链路峰值速率(Mbps)1050100150300上行链路峰值速率(Mbps)525505075软缓冲区大小(Mbit)0.251.21.21.83.7最高下行调制阶数64QAM最高上行调制阶数16QAM64QAM空时复用最多层数12412.4 LTE系统系统重庆大学重庆大学 Chongqing University University 818112/22/20225.协议栈结构协议栈结构空中接口的协议栈分为四层：空中接口的协议栈分

34、为四层：PDCP、RLC、MAC与与PHY，各层功能简述如下。，各层功能简述如下。分组数据汇聚协议分组数据汇聚协议(PDCP)PDCP完成完成IP包头压缩与加解密功能。包头压缩采包头压缩与加解密功能。包头压缩采用用ROHC(Robust Header Compression)算法，该算算法，该算法也是法也是WCDMA通用的包头压缩算法。通用的包头压缩算法。安全功能方面，安全功能方面，PDCP在发端完成数据加密，收端在发端完成数据加密，收端进行数据解密，同时对发送数据进行完整性保护。进行数据解密，同时对发送数据进行完整性保护。对于一个移动终端而言，每个对于一个移动终端而言，每个SAE beare

35、r配置一个配置一个PDCP功能实体。功能实体。12.4 LTE系统系统重庆大学重庆大学 Chongqing University University 828212/22/2022无线链路控制协议无线链路控制协议(RLC)RLC负责数据包的分割组装，负责数据包的分割组装，ARQ控制，数据包控制，数据包排序等功能。与排序等功能。与WCDMA不同，不同，RLC实体位于实体位于eNodeB中。中。RLC以无线承载方式为以无线承载方式为PDCP提供业务提供业务数据。对于一个移动终端而言，每个无线数据。对于一个移动终端而言，每个无线bearer配配置一个置一个RLC功能实体。功能实体。媒体接入控制协议媒

36、体接入控制协议(MAC)MAC完成完成HARQ控制、上下行调度等功能。调度控制、上下行调度等功能。调度功能实体位于功能实体位于eNodeB中，即每个小区的上行或下中，即每个小区的上行或下行有一个行有一个MAC实体。收发两端的实体。收发两端的MAC协议中都需协议中都需要配置要配置HARQ实体。实体。MAC以逻辑信道方式为以逻辑信道方式为MAC提供业务数据。提供业务数据。12.4 LTE系统系统重庆大学重庆大学 Chongqing University University 838312/22/2022物理层协议物理层协议(PHY)物理层处理信道编译码、调制解调、多物理层处理信道编译码、调制解调、

37、多天线映射等物理层功能。物理层以传天线映射等物理层功能。物理层以传输信道的方式为输信道的方式为MAC提供数据。提供数据。12.4 LTE系统系统重庆大学重庆大学 Chongqing University University 848412/22/2022图图12.40 LTE下下行协议行协议栈结构栈结构与处理与处理过程过程12.4 LTE系统系统重庆大学重庆大学 Chongqing University University 858512/22/20226.信道分类：信道分类：LTE系统的信道可以划分为逻辑信道、传输系统的信道可以划分为逻辑信道、传输信道与物理信道。信道与物理信道。逻辑信道是逻

38、辑信道是RLC与与MAC层间接口，传输信层间接口，传输信道是道是MAC与与PHY层间接口，物理信道直接层间接口，物理信道直接在无线信道中发射。下面两图给出了上行在无线信道中发射。下面两图给出了上行与下行链路各类信道的映射关系。与下行链路各类信道的映射关系。12.4 LTE系统系统重庆大学重庆大学 Chongqing University University 868612/22/20226.信道分类信道分类(1)逻辑信道逻辑信道逻辑信道承载控制信令，用于对逻辑信道承载控制信令，用于对LTE系统发系统发送与操作进行控制与配置，同时也承载用送与操作进行控制与配置，同时也承载用户数据。户数据。LTE

39、的逻辑信道结构与的逻辑信道结构与WCDMA/HSPA类似，类似，但信道数目进一步减少，主要包括但信道数目进一步减少，主要包括BCCH、PCCH、CCCH、DCCH、MCCH、DTCH与与MTCH。12.4 LTE系统系统重庆大学重庆大学 Chongqing University University 878712/22/2022(2)传输信道传输信道传输信道承载传输信道承载MAC层数据，定义了空中接层数据，定义了空中接口所传输信息的特征和行为。口所传输信息的特征和行为。与与HSPA类似，类似，LTE传输信道中的数据组装传输信道中的数据组装为传输块。在一个为传输块。在一个TTI时间中，如果是单天

40、时间中，如果是单天线配置，则最多有一个传输块发送，如果线配置，则最多有一个传输块发送，如果MIMO空间复用配置，则最多有空间复用配置，则最多有2个传输块个传输块发送。每个传输块都对应一种传输格式发送。每个传输块都对应一种传输格式(TF)，定义了该传输块在空口发送的行为特征。，定义了该传输块在空口发送的行为特征。12.4 LTE系统系统重庆大学重庆大学 Chongqing University University 888812/22/2022传输格式信息包括传输块大小、调制模式、传输格式信息包括传输块大小、调制模式、天线端口映射等。与资源映射配合，可以天线端口映射等。与资源映射配合，可以从传输

41、格式推算出编码码率。因此通过选从传输格式推算出编码码率。因此通过选择不同的传输格式，可以进行链路速率控择不同的传输格式，可以进行链路速率控制。制。传输信道包括：传输信道包括：BCH、PCH、DL-SCH、MCH、UL-SCH、RACH。12.4 LTE系统系统重庆大学重庆大学 Chongqing University University 898912/22/2022(3)物理信道物理信道物理层负责信道编码、物理层负责信道编码、HARQ处理、自适应处理、自适应调制、多天线处理以及时频资源映射等功能，调制、多天线处理以及时频资源映射等功能，并且需要完成传输信道到物理信道的映射。并且需要完成传输信

42、道到物理信道的映射。除去承载传输信道的物理信道外，也有些物除去承载传输信道的物理信道外，也有些物理信道并没有相应的传输信道。理信道并没有相应的传输信道。12.4 LTE系统系统重庆大学重庆大学 Chongqing University University 909012/22/2022这些信道主要是控制信道，用于传输下行控这些信道主要是控制信道，用于传输下行控制信息制信息(DCI)，用于控制终端正确接收和译码，用于控制终端正确接收和译码下行数据；以及承载上行控制信息下行数据；以及承载上行控制信息(UCI),提提供调度器和供调度器和HARQ实体关于终端的状态信息。实体关于终端的状态信息。下行物理

43、信道包括：下行物理信道包括：PDSCH、PBCH、PMCH、PDCCH、PHICH、PCFICH。上行物理信道包括：上行物理信道包括：PUSCH、PUCCH、PRACH。12.4 LTE系统系统重庆大学重庆大学 Chongqing University University 919112/22/2022图12.41 LTE下行信道映射关系 12.4 LTE系统系统重庆大学重庆大学 Chongqing University University 929212/22/2022图12.42 LTE上行信道映射关系 12.4 LTE系统系统重庆大学重庆大学 Chongqing University U

44、niversity 939312/22/202212.4.2 LTE下行链路下行链路LTE的下行链路既包括广播信道的下行链路既包括广播信道PBCH、业、业务信道务信道PDSCH、多播信道、多播信道PMCH，也包括，也包括各种控制信道各种控制信道PDCCH、PHICH与与PCFICH，并且包含多种物理参考信号。，并且包含多种物理参考信号。下行链路采用了下行链路采用了HARQ、速率控制、分组、速率控制、分组调度、调度、MIMO等各种关键技术，并支持等各种关键技术，并支持MBSFN技术，用于技术，用于MBMS业务，下面简要业务，下面简要介绍各项技术。介绍各项技术。12.4 LTE系统系统重庆大学重庆

45、大学 Chongqing University University 949412/22/20221.参考信号参考信号为了对下行链路进行相干解调，需要在时为了对下行链路进行相干解调，需要在时频空间中插入导频符号，频空间中插入导频符号，LTE系统称为参考系统称为参考符号。符号。LTE下行信道包括三类参考信号：小下行信道包括三类参考信号：小区专用信号、区专用信号、UE专用信号与专用信号与MBSFN参考信参考信号。号。所有参考信号都是所有参考信号都是QPSK调制的复信号序列，调制的复信号序列，这样可以保证发射信号的这样可以保证发射信号的PAPR较低。较低。12.4 LTE系统系统重庆大学重庆大学 C

46、hongqing University University 959512/22/2022(1)小区专用参考信号小区专用参考信号每个下行信道的子帧都发送小区专用信号，扩展每个下行信道的子帧都发送小区专用信号，扩展到整个小区下行带宽，下行信道相干解调都可以到整个小区下行带宽，下行信道相干解调都可以采用该信号进行信道估计。采用该信号进行信道估计。小区专用参考信号的结构如下图所示。时域上，小区专用参考信号的结构如下图所示。时域上，每个时隙的第每个时隙的第1个和倒数第个和倒数第3个个OFDM符号插入参符号插入参考信号，频域上，每隔考信号，频域上，每隔6个子载波插入参考信号，个子载波插入参考信号，并且两

47、个并且两个OFDM符号中插入的导频在频域位置上符号中插入的导频在频域位置上错开错开3个子载波。因此在一个个子载波。因此在一个RB中，含有中，含有4个参考个参考符号。符号。12.4 LTE系统系统重庆大学重庆大学 Chongqing University University 969612/22/2022图12.44 小区参考信号结构12.4 LTE系统系统重庆大学重庆大学 Chongqing University University 979712/22/2022(2)UE专用参考信号专用参考信号主要应用于非码本波束成形下行主要应用于非码本波束成形下行DL-SCH信道的信道的信道估计。为了支持

48、这种波束成形，因此需要信道估计。为了支持这种波束成形，因此需要UE专用的参考信号。该信号位于天线端口专用的参考信号。该信号位于天线端口5。(3)MBSFN参考信号参考信号该参考信号用于相干解调该参考信号用于相干解调MBSFN发送的信号。为发送的信号。为了便于移动台接收了便于移动台接收MBMS数据，参与发送数据，参与发送MBSFN的小区其参考信号也相同，并且导频密度也高于的小区其参考信号也相同，并且导频密度也高于其它两种参考信号。其它两种参考信号。12.4 LTE系统系统重庆大学重庆大学 Chongqing University University 989812/22/202212.4.2 L

49、TE下行链路下行链路2.控制信道控制信道LTE的下行控制信道与PDSCH信道时分复用，控制信道位于一个子帧的前三个OFDM符号，长度可变。12.4 LTE系统系统重庆大学重庆大学 Chongqing University University 999912/22/2022图12.50 控制信道与数据信道配置12.4 LTE系统系统重庆大学重庆大学 Chongqing University University 10010012/22/202212.4.2 LTE下行链路下行链路2.控制信道控制信道在子帧的开头分配控制信道，可以让终端在子帧的开头分配控制信道，可以让终端译码下行调度信息，方便对数

50、据区域进行译码下行调度信息，方便对数据区域进行处理，从而减小了处理，从而减小了DL-SCH译码和处理时延。译码和处理时延。另外，终端尽早对于控制信道译码，可以另外，终端尽早对于控制信道译码，可以识别在数据区域是否有数据发送。对于没识别在数据区域是否有数据发送。对于没有数据接收的终端，则可以降低接收功耗，有数据接收的终端，则可以降低接收功耗，延长待机时间。延长待机时间。12.4 LTE系统系统重庆大学重庆大学 Chongqing University University 10110112/22/2022下行控制信道按功能可以分为三类：下行控制信道按功能可以分为三类：PCFICH、PDCCH与与