LTE 基本原理 [兼容模式].pdf

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1、Security Level:Internal Open2013-9-12LTE 基本原理Vi1 1C&Wi售前网络规划部Version C&Wi售前网络规划部HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.Huawei Confidential HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.了解LTE产生的背景及网络架构掌握LTE物理层和层2的基本原理了解LTE空口关键技术了解LTE空口关键技术HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.Huawei Confidential Page 2Charter 1 LTECharter 1 LTE背景介绍背景介绍背景介

2、绍背景介绍Charter 2 LTE网络架构及协议栈介绍网络架构及协议栈介绍物结构介物结构介Charter 3 LTE物物理层理层结构介结构介绍绍Charter 4LTE层层2结构介绍结构介绍Charter 4 LTE层层2结构介绍结构介绍Charter 5 LTE空口关键技术介绍空口关键技术介绍HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.Huawei Confidential Page 3Charter 1 LTECharter 1 LTE背景介绍背景介绍背景介绍背景介绍1.1 LTE1.1 LTE的概念和设计目标的概念和设计目标的概念和设计目标的概念和设计目标1.2 LTE1.

3、2 LTE的标准化进程的标准化进程的标准化进程的标准化进程的标准化进程的标准化进程的标准化进程的标准化进程1.3 SAE1.3 SAE简介简介简介简介1 4 SON1 4 SON简介简介简介简介1.4 SON1.4 SON简介简介简介简介1.5 3GPP1.5 3GPP简介简介简介简介HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.Huawei Confidential Page 4LTE背景介绍什么是什么是LTE？LTE背景介绍长期演进LTE(Long Term Evolution)是3GPP主导的无线通信技术的演进。接入网将演进为E-UTRAN(Evolved UMTS Terre

4、strial Radio Access Network)。连同核心网的系统架构将演进为SAE(System Architecture Evolution)。LTE的设计目标的设计目标带宽灵活配置：支持1.4MHz,3MHz,5MHz,10Mhz,15Mhz,20MHz峰值速率(20MHz带宽）：下行100Mbps，上行50Mbps控制面延时小于100ms，用户面延时小于5ms能为速度350km/h的用户提供100kbps的接入服务3GPP的目标是打造新一代无线通信系统，的目标是打造新一代无线通信系统，超越现有无线接入能力超越现有无线接入能力全面支撑高性能数全面支撑高性能数支持增强型MBMS（E

5、-MBMS）取消CS域，CS域业务在PS域实现，如VOIP系统结构简单化，低成本建网超越现有无线接入能力超越现有无线接入能力，全面支撑高性能数全面支撑高性能数据业务的，“确保在未来据业务的，“确保在未来10年内领先年内领先”。HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.Huawei Confidential Page 5LTE背景介绍LTE的标准化进程的标准化进程LTE背景介绍2004年12月3GPP正式成立了LTE的研究项目。原定2006年6月完成的研究项目SI（Study Item）推迟到2006年9月。完成可行性研究，并输出技术报告。2006年9月正式开始工作项目WI（Wor

6、k Item）/标准制定阶段，原定为2007年9月完成第一个标准版本，现已延期。目前LTE处于Stage3(Protocol)研究阶段，正在各个子组会议上热烈的讨论。预计2008年年底会推出首个商用协议版本。LTE主要涉及36.xxx系列协议。目前协议仍在不断完善中。LTE WI stageLTE SI stageDelayedLTE SILTE WI2006Mar2006Jun2006Sep2005Dec2006Dec2007Dec2008Dec2007Jun2008Jun2007Mar2007Sep2008Mar2008Sep2009MarLTE enhancement and impro

7、vementLTE Rel8(Approval)LTE Rel8(Spec finished)HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.Huawei Confidential Page 6MarJunSepDecDecDecDecJunJunMarSepMarSepMarLTE背景介绍SAE简介简介LTE背景介绍系统架构演进SAE（System Architecture Evolution），是为了实现LTE提出的目标而从整个系统架构上考虑的演进，主要包括：功能平扁化，去掉RNC的物理实体，把部分功能放在了E-NodeB，以减少时延和增强调度能力功能平扁化，去掉的物理实体，把部分

8、功能放在了，以减少时延和增强调度能力（如，单站内部干扰协调，负荷均衡等，调度性能可以得到很大提高）把部分功能放在了核心网，加强移动交换管理，采用全IP技术，实行用户面和控制面分离。同时也考虑了对其它无线接入技术的兼容性。也考虑了对其它无线接入技术的兼容性。HSSGERANUTRANSGSNS4S3S1-MMEPCRFS6aRMMESGiS4S7Operators IP Services(e.g.IMS,PSS etc.)Rx+S10UE“LTE-Uu”EUTRAN S11S5Serving SAE GatewayPDN SAE GatewayS1 UHUAWEI TECHNOLOGIES CO

9、.,LTD.Huawei Confidential Page 7GatewayGatewayS1-ULTE背景介绍LTE背景介绍SON简介简介自组织网络SON（Self Organization Network）是由下一代移动网NGMN（Next Generation Mobile Network）运营商发起的要求LTE实现的功能。运营商站在自己利益和感受的角度出发，鉴于早期通信系统在O&M兼容性和经济性比较差，而对LTE提出新的要求主要集中于FCAPSI的管理（Flt CfitiAlPfSitIt）要求，主要集中于FCAPSI的管理（Fault,Configuration,Alarm,Per

10、formance,Security,Inventory）：自规划（Self-planning）自配置（Self-deployment）自优化（Self-optimization）自优化（Self-optimization）自维护（Self-maintenance）SON的优势的优势运营商可以减少规划优化维护的成运营商可以减少规划、优化、维护的成本，降低OPEX。设备商可以促进性能特性、工具等的销售降低交付后网络优化的成本；低附售，降低交付后网络优化的成本；低附加值和低技术含量的工作收益将减少。HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.Huawei Confidential Pag

11、e 8LTE背景介绍LTE背景介绍3GPP简介简介3GPP（3rd Generation Partnership Project）成立于1998年12月，是一个无线通信技术的标准组织，由一系列的标准联盟作为成员（Organizational Partners）。目前有ARIB（日本）,CCSA（中国）,ETSI（欧洲）,ATIS（美洲）,TTA（韩国）,and TTC（日本）等。3GPP分为标准工作组TSG和管理运维组两个部分。TSG主要负责各标准的制作修订工作，管理运维组主要负责整理市场需求，并对TSG和整个项目的运作提供支持。TSG（Technical Specification Grou

12、ps）TSG GERAN:GERAN无线侧相关(2G)；TSG RAN:无线侧相关(3G and LTE)；TSG SA(Service and System Aspects):负责整体的网络架构和业务能力；TSG CT(Core Network and Terminals):负责定义终端接口以及整个网络的核心网相关部分关部分。http:/www 3gpp orgHUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.Huawei Confidential Page 9http:/www.3gpp.orgCharter 1 LTE背景介绍背景介绍Charter 2 LTECharter 2 L

13、TE网络架构及协议栈介绍网络架构及协议栈介绍网络架构及协议栈介绍网络架构及协议栈介绍物结构介物结构介Charter 3 LTE物物理层理层结构介结构介绍绍Charter 4LTE层层2结构介绍结构介绍Charter 4 LTE层层2结构介绍结构介绍Charter 5 LTE空口关键技术介绍空口关键技术介绍HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.Huawei Confidential Page 10Charter 2 LTECharter 2 LTE网络架构及协议栈介绍网络架构及协议栈介绍网络架构及协议栈介绍网络架构及协议栈介绍2.1 LTE2.1 LTE的网络架构的网络架构的网

14、络架构的网络架构2.2 LTE2.2 LTE的网元功能的网元功能的网元功能的网元功能2.3 LTE2.3 LTE的协议栈介绍的协议栈介绍的协议栈介绍的协议栈介绍HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.Huawei Confidential Page 11LTE的网络架构LTE的网络架构LTE的主要网元的主要网元LTE的接入网E-UTRAN由e-NodeB组成，提供用户面和控制面。LTE的核心网EPC由MME，S-GW和P-GW组成。LTE的网络接口的网络接口与传统与传统3G网络比较，网络比较，LTE的网络结更加简单扁平，降低组网成本，增加组网灵活性，并能大大减少的网络结更加简单

15、扁平，降低组网成本，增加组网灵活性，并能大大减少用户数用户数据据和和控控制信令的时制信令的时延。延。e-NodeB间通过X2接口接口相互连接，支持数据和信令的直接传输。S1接口接口连接e-NodeB与核心网EPC。其中，S1-MME是e-NodeB连接MME的控制面接口，S1-U是e-NodeB连接S-GW 的用户面接口。用户数和制信令的时用户数和制信令的时RRC:Radio Resource ControlPDCP:Packet Data Convergence ProtocolRLC:Radio Link ControlMAC:Medium Access ControlPHY:Physic

16、al layerEPC:Evolved Packet CoreMME:Mobility Management EntityS-GW:Serving GatewayP-GW:PDN GatewayHUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.Huawei Confidential Page 12LTE的网元功能LTE的网元功能e-NodeB的主要功能包括：的主要功能包括：S-GW的主要功能包括：的主要功能包括：无线资源管理功能，即实现无线承载控制、无线许可控制和连接移动性控制，在上下行链路上完成UE上的动态资源分配（调度）；用户数据流的IP报头压缩和加密；分组数据路由及转发；移动性及切

17、换支持；合法监听；计费。P-GW的主要功能包括：的主要功能包括：分组数据过滤UE的IP地址分配上行计费用户数据流的IP报头压缩和加密；UE附着状态时MME的选择；实现S-GW用户面数据的路由选择；执行由MME发起的寻呼信息和广播信息的调度分组数据过滤；UE的IP地址分配；上下行计费及限速。执行由MME发起的寻呼信息和广播信息的调度和传输；完成有关移动性配置和调度的测量和测量报告。MME的主要功能包括的主要功能包括MME的主要功能包括的主要功能包括：NAS(Non-Access Stratum)非接入层信令的加密和完整性保护；AS(Access Stratum)接入层安全性控制空闲AS(Acce

18、ss Stratum)接入层安全性控制、空闲状态移动性控制；EPS(Evolved Packet System)承载控制；支持寻呼切换漫游鉴权HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.Huawei Confidential Page 13支持寻呼，切换，漫游，鉴权。LTE的协议栈介绍LTE的协议栈介绍LTE协议栈的两个面：协议栈的两个面：控制面的主要功能：控制面的主要功能：用户面协议栈：负责用户数目传输控制面协议栈：负责系统信令传输用户面的主要功能用户面的主要功能RLC和MAC层功能与用户面中的功能一致PDCP层完成加密和完整性保护RRC层完成广播，寻呼，RRC连接管理，资用户面

19、的主要功能用户面的主要功能：头压缩加密调度源控制，移动性管理，UE测量报告控制NAS层完成核心网承载管理，鉴权及安全控制调度ARQ/HARQ用户面协议栈用户面协议栈控制面协议栈控制面协议栈HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.Huawei Confidential Page 14Charter 1 LTE背景介绍背景介绍Charter 2 LTE网络架构及协议栈介绍网络架构及协议栈介绍物结构介物结构介物结构介物结构介Charter 3 LTECharter 3 LTE物物理层理层结构介结构介绍绍物物理层理层结构介结构介绍绍Charter 4LTE层层2结构介绍结构介绍Char

20、ter 4 LTE层层2结构介绍结构介绍Charter 5 LTE空口关键技术介绍空口关键技术介绍HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.Huawei Confidential Page 15Charter 3 LTECharter 3 LTE物理层结构介绍物理层结构介绍物理层结构介绍物理层结构介绍3.1 LTE3.1 LTE支持频段支持频段支持频段支持频段3.2 3.2 无线帧结构无线帧结构无线帧结构无线帧结构3.3 3.3 物理信道物理信道物理信道物理信道3 43 4 物理信号物理信号物理信号物理信号3.4 3.4 物理信号物理信号物理信号物理信号3.5 3.5 物理层过程

21、物理层过程物理层过程物理层过程HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.Huawei Confidential Page 16LTE支持频段LTE支持频段FDD模式支持频段模式支持频段根据根据2008年底冻结的年底冻结的LTE R8协议：协议：E-UTRA BandUplink(UL)Downlink(DL)Duplex ModeFUL_low FUL_highFDL_low FDL_high11920 MHz 1980 MHz 2110 MHz 2170 MHzFDDFDD模式支持频段模式支持频段支持两种双工模式：FDD和TDD支持多种频段，从700MHz到2.6GHz支持多种

22、带宽配置，协议规定以下带宽配置：21850 MHz 1910 MHz1930 MHz 1990 MHzFDD31710 MHz 1785 MHz1805 MHz 1880 MHzFDD41710 MHz1755 MHz 2110 MHz 2155 MHzFDD5824 MHz849 MHz869 MHz 894MHzFDD1.4MHz,3MHz,5MHz,10MHz,15MHz,20MHz协议还在更新中，部分频段的支持情况可能会有所变动协议还在更新中，部分频段的支持情况可能会有所变动6830 MHz840 MHz875 MHz 885 MHzFDD72500 MHz2570 MHz2620 M

23、Hz 2690 MHzFDD8880 MHz915 MHz925 MHz 960 MHzFDD91749.9 MHz1784.9 MHz1844.9 MHz 1879.9 MHzFDDE-UTRA BandUplink(UL)Downlink(DL)Duplex ModeFUL_low FUL_highFDL_low FDL_highTDD模式支持频段模式支持频段MHz101710 MHz1770 MHz2110 MHz 2170 MHzFDD111427.9 MHz 1452.9 MHz1475.9 MHz 1500.9 MHzFDD12698 MHz716 MHz728 MHz746 MH

24、zFDD331900 MHz1920 MHz1900 MHz1920 MHzTDD342010 MHz2025 MHz 2010 MHz 2025 MHzTDD351850 MHz 1910 MHz1850 MHz 1910 MHzTDD361930 MHz 1990 MHz1930 MHz 1990 MHzTDD13777 MHz787 MHz746 MHz756 MHzFDD14788 MHz798 MHz758 MHz768 MHzFDD17704 MHz 716 MHz734 MHz746 MHzFDD371910 MHz 1930 MHz1910 MHz 1930 MHzTDD382

25、570 MHz 2620 MHz2570 MHz 2620 MHzTDD391880 MHz1920 MHz1880 MHz1920 MHzTDD402300 MHz2400 MHz2300 MHz2400 MHzTDDHUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.Huawei Confidential Page 17.无线帧结构（1）无线帧结构（1）LTE共支持两种无线帧结构：共支持两种无线帧结构：类型1适频分FDD类型1，适用于频分双工FDD类型2，适用于时分双工TDDFDD类型无线帧结构类型无线帧结构：类型无线帧结构类型无线帧结构LTE 采用OFDM技术，子载波间隔为f=15k

26、Hz，2048阶IFFT，则帧结构的时间单位为Ts=1/(2048*15000)秒FDD类型无线帧长10ms，如下图所示。每帧含有20个时隙，每时隙为0.5ms。普通CP配置下一个时隙包含7个连续的OFDM符号（Symbol）置下，一个时隙包含7个连续的OFDM符号（Symbol）FDD类型无线帧结构类型无线帧结构资源块的概念资源块的概念：资源块的概念资源块的概念LTE具有时域和频域的资源，资源分配的最小单位是资源块资源分配的最小单位是资源块RB（Resource Block），RB由RE（Resource Element）组成，如右图示RE是二维结构，由时域符号（Symbol）和频域子载波（

27、Subcarrier）组成1个时隙和12个连续子载波组成个RBHUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.Huawei Confidential Page 181个时隙和12个连续子载波组成一个RB无线帧结构（2）TDD类型无线帧结构：类型无线帧结构：DL/UL子帧分配子帧分配无线帧结构（2）同样采用OFDM技术，子载波间隔和时间单位均与FDD相同。帧结构与FDD类似，每个10ms帧由10个1ms的Uplink-downlink configurationDownlink-to-Uplink Switch-point periodicitySubframe number012345

28、678905 msDSUUUDSUUU15DSUUDDSUUD子帧组成；子帧包含2个0.5ms时隙。10ms帧中各个子帧的上下行分配策略可以设置。如右边表格所示。15 msDSUUDDSUUD25 msDSUDDDSUDD310 msDSUUUDDDDD410 msDSUUDDDDDD510 msDSUDDDDDDD65 msDSUUUDSUUDD:Downlink subframeU:Uplink subframeS:Special subframeDwPTS:Downlink Pilot Time SlotGP:Guard PeriodU PTS U li k Pil t TiSl tTD

29、D类型无线帧结构类型无线帧结构HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.Huawei Confidential Page 19UpPTS:Uplink Pilot Time Slot无线帧结构（3）无线帧结构（3）CP长度配置：长度配置：上下行上下行CP长度配置长度配置为克服OFDM系统所特有的符号间干扰ISI，LTE引入了循环前缀CP（Cyclic Prefix）。CP的长度与覆盖半径有关，一般情况下下配置普通CP（Normal CP）即可满足要求；ConfigurationDL OFDM CP LengthUL SC-FDMA CP LengthSub-carrier of

30、each RBSymbol of each slotNormal CPf=15kHz160 for slot#0144 for slot#1#6160 for slot#0144 for slot#1#6127广覆盖等小区半径较大的场景下可配置扩展CP（Extended CP）。CP长度配置越大，系统开销越大。Extended CPf=15kHz512 for slot#0#5512 for slot#0#56f=7.5kHz1024 for slot#0#2NULL24(DL only)3(DL only)上下行普通上下行普通CP配置下时隙结构（配置下时隙结构（f=15kHz）上下行扩展上下

31、行扩展CP配置下时隙结构（配置下时隙结构（f=15kHz）下行扩展下行扩展CP配置下时隙结构（配置下时隙结构（f=7.5kHz）HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.Huawei Confidential Page 20物理信道概述物理信道概述下行信道：下行信道：Phil Bdt Chl(PBCH)物理广播信道承载小区ID等系Physical Broadcast Channel(PBCH)：物理广播信道，承载小区ID等系统信息，用于小区搜索过程。Physical Downlink Control Channel(PDCCH)：物理下行控制信道，承载寻呼和用户数据的资源分配信息

32、，以及与用户数据相关的HARQ信息。Physical Downlink Shared Channel(PDSCH)物理下行共享信道承载Physical LayerMAC LayerPhysical Downlink Shared Channel(PDSCH)：物理下行共享信道，承载下行用户数据。Physical Control Format Indicator Channel(PCFICH)：物理控制格式指示信道，承载控制信道所在OFDM符号的位置信息。Physical Hybrid ARQ Indicator Channel(PHICH)：物理HARQ指示信道下行传输信道和物理信道的映射关系

33、下行传输信道和物理信道的映射关系Physical LayerPhysical Hybrid ARQ Indicator Channel(PHICH)：物理HARQ指示信道，承载HARQ的ACK/NACK信息。Physical Multicast Channel(PMCH)：物理多播信道，承载多播信息。上行信道：上行信道：Physical Random Access Channel(PRACH)：物理随机接入信道，承载随机接入前导。Physical Uplink Shared Channel(PUSCH)：物理上行共享信道，承载上Physical LayerMAC Layer行用户数据。Phys

34、ical Uplink Control Channel(PUCCH)：物理上行控制信道，承载HARQ的ACK/NACK，调度请求(Scheduling Request)，信道质量指示(Channel Quality Indicator)等信息上行传输信道和物理信道的映射关系上行传输信道和物理信道的映射关系HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.Huawei Confidential Page 21物理信道下行物理信道下行下行信道处理过程下行信道处理过程加扰加扰物理层传输的码字都需要经过加扰加扰加扰：物理层传输的码字都需要经过加扰；调制：调制：对加扰后的码字进行调制，生成复数值的

35、调制符号；层影射：层影射：将复数调制符号影射到一个或多个发射层中；预编码：预编码：对每个发射层中的复数调制符号进行预编码，并影射到相应的天线端口；layersantenna portscode wordsRE影射：影射：将每个天线端口的复数调制符号影射到相应的RE上；OFDM信号生成：信号生成：每个天线端口信号生成OFDM信号。ScramblingModulation mapperLayermapperPrecodingResource element mapperOFDM signal generationResource elementOFDM signal SbliModulation

36、Resource element mapperOs g agenerationScramblingodu at omapper下行信道的调制方式下行信道的调制方式物理信道调制方式物理信道调制方式物理信道调制方式物理信道调制方式如右表所示PBCHQPSKPCFICHQPSKPDCCHQPSKPHICHBPSKPDSCHQPSK 16QAM 64QAMPMCHQPSK 16QAM 64QAMHUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.Huawei Confidential Page 22PDSCHQPSK,16QAM,64QAMPMCHQPSK,16QAM,64QAM物理信道上行物理信

37、道上行上行信道处理过程上行信道处理过程加扰加扰加扰加扰调制：调制：对加扰后的码字进行调制，生成复数值的调制符号；转换预编码：转换预编码：生成复数值的符号；RE影射：影射：将复数符号影射到相应的RE上；SC-FDMA信号生成：信号生成：每个天线端口信号生成SC-FDMA信号。上上行信道的调制方式行信道的调制方式行信道的调制方式行信道的调制方式如右表所示物理信道调制方式物理信道调制方式PUCCHBPSK,QPSKPUSCHQPSK,16QAM,64QAMPRACHZadoff-Chu序列HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.Huawei Confidential Page 23物

38、理信号下行（1）0R0R物理信号下行（1）下行参考信号下行参考信号RS（Reference Signal）：）：类似CDMA的导频信号。用于下行物理信道解调及信道质量测量（CQI）。单单天天0l0R0R0R6l0l0R0R0R6l类似的导频信号用于下行物理信道解调及信道质量测量（）协议指定有三种参考信号。其中，小区特定参考信号（Cell-Specific Reference Signal）为必选，另外两种参考信号（MBSFN Specific RS&UE-Specific RS）为可选。小区特定参考信号在时频域的位置示意图小区特定参考信号在时频域的位置示意图天天线端口线端口0R0R0R0R1R

39、1R1R双天双天下行参考信号特点：下行参考信号特点：小区特定参考信号由小区特定参考信号序列及频移影射得到。RS本质上是在时频域上传播的伪随机序列。在某一天线端口上，RS的频域间隔为6个子载波。RE该天线口不传输该天线口不传输RS0l0R00R6l0l0R00R6l0l1R1R16l0l1R1R16l线端口线端口RS离散地分布在时频域上，相当于对信道的时频域特性进行抽样，供下行信道估计和信号解调提供参考。RS分布越密集，则信道估计越精确，但开销越大，影响系统容量。该天线口不传输该天线口不传输该天线口的该天线口的RS符号符号0R0R0R0R1R1R1R1R2R2R3R3R四天线四天线R1：第一个天

40、线口传输的：第一个天线口传输的RSR2：第二个天线口传输的：第二个天线口传输的RSR3第三个天线口传输的第三个天线口传输的RS0l0R0R6l0l0R0R6l0l1R1R6l0l1R1R6l0l6l0l6l0l6l0l6l2R2R3R3R端口端口MBSFN:Multicast/Broadcast over a Single Frequency NetworkR3：第三个天线口传输的第三个天线口传输的RSR4：第四个天线口传输的：第四个天线口传输的RSHUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.Huawei Confidential Page 24天线端口天线端口0天线端口天线端口1

41、天线端口天线端口2天线端口天线端口3物理信号下行（2）物理信号下行（2）同步信号（同步信号（Synchronization Signal）：）：步信小搜索过程中UE和E UTRAN的时频步同步信号用于小区搜索过程中UE和E-UTRAN的时频同步。同步信号包含两个部分：主同步信号主同步信号（Primary Synchronization Signal）：用于符号timing对准，频率同步，以及部分的小区ID侦测次同步信号次同步信号（Secondary Synchronization Signal）：用于帧timing对准CP长度侦测以及小区组ID侦测次同步信号次同步信号（Secondary Sy

42、nchronization Signal）：用于帧timing对准，CP长度侦测，以及小区组ID侦测同步信号特点：同步信号特点：无论系统带宽是多少同步信号只位无论系统带宽是多少，同步信号只位于系统带宽的中部，占用62个子载波。同步信号只在每个10ms帧的第1个和第11个时隙中传送第11个时隙中传送。主同步信号位于传送时隙的最后一个符号，次同步信号位于传送时隙的倒数第二个符号。数第二个符号。同步信号结构同步信号结构HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.Huawei Confidential Page 25同步信号结构同步信号结构物理信号上行上行参考信号上行参考信号RS（Refe

43、rence Signal）：）：Freq某用户分配到的上行带宽某用户分配到的上行带宽物理信号上行上行的导频信号，用于E-UTRAN与UE的同步和上行信道估计。上行参考信号有两种：解调参考信号解调参考信号DM RS(Demodulation Reference Signal),PUSCH和PUCCH传输时的导频信号伴随PUSCH传输的DM RS位置图DM RS占用每个时隙的第4个符号某用户分配到的上行带宽某用户分配到的上行带宽PUSCH和PUCCH传输时的导频信号Sounding参考信号参考信号SRS(Sounding Reference Signal),无PUSCH和PUCCH传输时的导频信号

44、上行参考信号特点上行参考信号特点DM RS占用每个时隙的第4个符号TimeFreq上行参考信号特点上行参考信号特点：由于上行采用SC-FDMA，每个UE只占用系统带宽的一部分，DM RS只在相应的PUSCH和PUCCH分配带宽中传输。DM RS在时隙中的位置根据伴随的PUSCH和PUCCH的不同Time伴随PUCCH传输的DM RS位置图（PUCCH传输UL ACK信令）DM RS占用每个时隙的3个符号DM RS在时隙中的位置根据伴随的PUSCH和PUCCH的不同格式而有所差异。Sounding RS的带宽比单个UE分配到的带宽要大，目的是为e-NodeB作全带宽的上行信道估计提供参考。Fre

45、q伴随PUCCH传输的DM RS位置图Sounding RS在每个子帧的最后一个符号发送，周期/带宽可以配置。Sounding RS可以通过系统调度由多个UE发送。Time伴随PUCCH传输的DM RS位置图（PUCCH传输CQI信令）DM RS占用每个时隙的2个符号PUCCH在系统带宽的两在系统带宽的两端端并在两个时隙间跳频并在两个时隙间跳频系统带宽系统带宽HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.Huawei Confidential Page 26端端，并在两个时隙间跳频并在两个时隙间跳频物理层过程小区搜索物理层过程小区搜索小区搜索（小区搜索（Cell Search）基本原

46、理）基本原理：初始化小区搜索（初始化小区搜索（Initial Cell Search）：）：小区搜索是UE实现与E-UTRAN下行时频同步并获取服务小区ID的过程。小区搜索分两个步骤：第一步：UE解调主同步信号实现符号同步，并获取UE上电后开始进行初始化小区搜索，搜寻网络。一般而言，UE第一次开机时并不知道网络的带宽和频点。UE会重复基本的小区搜索过程，历遍整个频谱的各个频点尝试解调同步信号。这个过程耗时，但一般对此的时间要求并不严格可以通过些方法缩短以后的UE初始化时间第步解调主同步信号实现符号同步，并获取小区组内ID；第二步：UE解调次同步信号实现帧同步，并获取CP长度和小区组ID。并不严

47、格。可以通过一些方法缩短以后的UE初始化时间，如UE储存以前的可用网络信息，开机后优先搜索这些网络。一旦UE搜寻到可用网络并与网络实现时频同步，获得服务小区ID，即完成小区搜索后，UE将解调下行广播信道PBCH，获取系统带宽发射天线数等系统信息关于关于Cell ID：LTE协议规定物理层Cell ID分为两个部分：小区组ID（Cell Group ID）和组内ID（ID within Cell Group）。目前最新获取系统带宽、发射天线数等系统信息。完成上述过程后，UE解调下行控制信道PDCCH，获取网络指配给这个UE的寻呼周期。然后在固定的寻呼周期中从IDLE态醒来解调PDCCH，监听寻呼

48、。如果有属于该UE的寻呼，则解调指定的下行共享信道PDSCH资源，接收寻呼。协议规定物理层小区组有168个，每个小区组由3个ID组成，因此共有共有168*3=504个独立的个独立的Cell ID(2)ID(1)IDcellID3NNN呼，则解调指定的下行共享信道PDSCH资源，接收寻呼。其中代表小区组ID，取值范围0167；代表组内ID，取值范围02IDIDID(1)IDN(2)IDNHUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.Huawei Confidential Page 27物理层过程随机接入物理层过程随机接入随机接入（随机接入（Random Access）基本原理：）基本原

49、理：随机接入的具体过程：随机接入的具体过程：随机接入是UE与E-UTRAN实现上行时频同步的过程。随机接入前，物理层应该从高层接收到下面的信息：随机接入信道PRACH参数：PRACH配置，频域位前（）格式等高层请求发送随机接入preamble，继而触发物理层随机接入过程；高层在请求中指示preamble index，preamble目标接收功率相关的RA-RNTI以及随机接入信道的资源情况位置，前导（preamble）格式等；小区使用preamble根序列及其循环位移参数，以解调随机接入preamble。物理层的随机接入过程包含两个步骤功率，相关的RA-RNTI，以及随机接入信道的资源情况等信

50、息；UE决定随机接入信道的发射功率为preamble的目标接收功率+路径损耗。发射功率不超过UE最大发射功率，路径损耗为UE通过行链路估计的值物理层的随机接入过程包含两个步骤：UE发送随机接入preamble；E-UTRAN对随机接入的响应。径损耗为UE通过下行链路估计的值；通过preamble index选择preamble序列；UE以计算出的发射功率，用所选的preamble序列，在指定的随机接入信道资源中发射单个preamble；定的随机接入信道资源中发射单个preamble；在高层设置的时间窗内，UE尝试侦测以其RA-RNTI标识的下行控制信道PDCCH。如果侦测到，则相应的下行共享信