1、 TO_BT08_C1_1 LTE基本原理基本原理中興通訊學院中興通訊學院TD&W&PCS無線團隊無線團隊課程目標課程目標學習完本課程，您將能夠：了解當前移動通信的進展，掌握后3G發展脈絡；了解LTE原理及系統架構。課程內容課程內容LTE概述LTE系統LTE主要技術特征無線資源管理移動性過程物理層過程LTE關鍵技術中興通訊LTE系統背景介紹背景介紹n無線通訊從無線通訊從2G2G、3G3G到到3.9G3.9G發展過程，是從移動的語發展過程，是從移動的語音業務到高速業務發展的音業務到高速業務發展的過程。過程。n目前可提供應用的是目前可提供應用的是3.5G3.5G，以以WCDMAWCDMA系統來說，

2、可以系統來說，可以提供提供R5R5商用版本和商用版本和R6R6試驗試驗系統；系統；LTE概述背景介紹背景介紹n3GPP組織正在完善組織正在完善R7和和R8的的HSPA+和和LTE標準，預計標準，預計2007年凍結年凍結R7，2008年凍結年凍結R8。無線技術的發展更加注重運營商的需求。無線技術的發展更加注重運營商的需求 NGMN組織組織提出系統的發展目標。提出系統的發展目標。LTE概述LTE簡介和標準進展簡介和標準進展n3GPP3GPP于于20042004年年1212月開始月開始LTELTE相關的標準工作，相關的標準工作，LTELTE是關于是關于UTRANUTRAN和和UTRAUTRA改進的項

3、目，改進的項目，LTELTE的研究工作按照的研究工作按照3GPP3GPP的工作流程分為兩個階段：的工作流程分為兩個階段：SISI（Study ItemStudy Item，技術可行性研究階段）和，技術可行性研究階段）和WIWI（Work ItemWork Item，具體技術，具體技術規范的撰寫階段）。規范的撰寫階段）。 LTE概述LTE簡介和標準進展簡介和標準進展n3GPP3GPP從從20042004年底開始年底開始LTELTE相關工作，相關工作，3GPP3GPP計劃從計劃從20052005年年3 3月開始，到月開始，到20062006年年6 6月結束的月結束的SISI，最終推遲到，最終推遲到

4、20062006年年9 9月結束月結束SISI階段工作；階段工作；n3GPP3GPP從從20062006年年6 6月開始月開始WIWI階段的工作，計劃階段的工作，計劃20072007年年3 3月完成月完成WIWI的的Stage2Stage2階段協議工作，階段協議工作，20072007年年9 9月完成月完成Stage3Stage3階段的協議工作并結階段的協議工作并結束束WIWI；n3GPP3GPP計劃計劃20082008年年3 3月完成測試規范方面的協議制定工作。月完成測試規范方面的協議制定工作。n從從LTELTE標準發展時間可以預計標準發展時間可以預計2009201020092010年左右可以

5、開始年左右可以開始LTELTE的商用。的商用。n成熟的大規模商用預計開始于成熟的大規模商用預計開始于20112011年之后。年之后。 LTE概述LTE簡介和標準進展簡介和標準進展nLTELTE與現有與現有3GPP3GPP的的R6R6、R7R7系統結構上有很大不同，系統結構上有很大不同，E-UTRANE-UTRAN在整個在整個體系上趨于扁平化，減少了中間節點數量。這種系統結構和體系體系上趨于扁平化，減少了中間節點數量。這種系統結構和體系的改變使得的改變使得LTELTE較現有較現有UTRANUTRAN結構接口減少同時降低了成本，并且結構接口減少同時降低了成本，并且更易于對設備進行維護管理；在性能上

6、便于減少數據傳輸延遲的更易于對設備進行維護管理；在性能上便于減少數據傳輸延遲的實現。實現。nLTELTE主要實現的目的是提供用戶：更高的數據速率、更高的小區主要實現的目的是提供用戶：更高的數據速率、更高的小區容量、更低的延遲時間、降低用戶以及運營商的成本。容量、更低的延遲時間、降低用戶以及運營商的成本。LTE概述LTE簡介和標準進展簡介和標準進展n3GPP3GPP在在Stage1Stage1和和Stage2Stage2階段的工作和技術報告匯總圖如上所示。階段的工作和技術報告匯總圖如上所示。n現階段已經進行的現階段已經進行的Stage3Stage3在在3GPP3GPP的的3636系列協議中描述，

7、系列協議中描述，36.30036.300是是E-UTRANE-UTRAN的總體介紹。其他的總體介紹。其他Stage3Stage3的標準正在制定中，可參見的標準正在制定中，可參見3636系系列的所有協議。列的所有協議。LTE概述課程內容課程內容LTE概述LTE系統LTE主要技術特征無線資源管理移動性過程物理層過程LTE關鍵技術中興通訊LTE系統LTE系統架構系統架構nLTELTE體系結構可以借助體系結構可以借助SAESAE體系結構來做詳細描述。在體系結構來做詳細描述。在SAESAE體系結構中，體系結構中，RNCRNC部分功能、部分功能、GGSNGGSN、SGSN SGSN 節點將被融合為一個新的

8、節點節點將被融合為一個新的節點, , 即分組核即分組核心網演進心網演進EPCEPC部分。這個新節點具有部分。這個新節點具有GGSNGGSN、SGSN SGSN 節點和節點和RNC RNC 的部分功的部分功能，如下圖所示由能，如下圖所示由MMEMME和和SAE gatewaySAE gateway兩實體來分別完成兩實體來分別完成EPCEPC的控制面和的控制面和用戶面功能。用戶面功能。LTE系統LTE網絡結構網絡結構 SGi S4 S3 S1-MME PCRFS7 S6a HSSS10 UEGERAN UTRAN SGSN LTE-Uu ” E-UTRAN MMES11 S5 Serving Ga

9、teway PDN Gateway S1-U Operators IP Services(e.g. IMS, PSS etc.)Rx+ LTE系統n MMEMME功能功能 NASNAS信令以及安全性功能信令以及安全性功能 3GPP3GPP接入網絡移動性導致的接入網絡移動性導致的CNCN節點間信令節點間信令 空閑模式下空閑模式下UEUE跟蹤和可達性跟蹤和可達性 漫游漫游 鑒權鑒權 承載管理功能（包括專用承載的建立）承載管理功能（包括專用承載的建立）n Serving GWServing GW 支持支持UEUE的移動性切換用戶面數據的功能的移動性切換用戶面數據的功能 E-UTRANE-UTRAN空

10、閑模式下行分組數據緩存和尋呼支持空閑模式下行分組數據緩存和尋呼支持 在新的在新的LTELTE框架中，原先的框架中，原先的IuIu, , 將被新的接口將被新的接口S1S1替換。替換。IubIub和和IurIur將被將被X2X2 替換替換LTE網絡結構網絡結構LTE系統LTE相關的節點接口相關的節點接口nS1-MMEE-UTRAN和和MME之間的控制面協議參考點之間的控制面協議參考點nS1-UE-UTRAN和發和發Serving-GW之間的接口之間的接口每個承載的用戶面隧道和每個承載的用戶面隧道和eNodeB間路徑切換（切換過程中）間路徑切換（切換過程中）nX2eNodeB之間的接口，類似于現有之

11、間的接口，類似于現有3GPP的的Iur接口接口nLTE-Uu無線接口，類似于現有無線接口，類似于現有3GPP的的Uu接口接口LTE網絡結構網絡結構LTE系統n 在LTE系統架構中，RAN將演進成E-UTRAN, 且只有一個結點：eNodeB。 MME/S-GWMME/S-GWeNodeBeNodeBeNodeBS1EPCE-UTRANX2X2X2EPSLTE網絡結構網絡結構LTE系統n eNodeBeNodeB功能功能 eNodeBeNodeB具有現有具有現有3GPP R5/R6/R73GPP R5/R6/R7的的Node BNode B功能和大部分的功能和大部分的RNCRNC功能，功能，包括

12、物理層功能（包括物理層功能（HARQHARQ等），等），MACMAC，RRCRRC，調度，無線接入控制，移動，調度，無線接入控制，移動性管理等等。性管理等等。RNCNode BeNodeBLTE網絡結構網絡結構LTE系統LTE網絡結構網絡結構nE-UTRANE-UTRAN和和EPCEPC之間的功能劃分圖，可以從之間的功能劃分圖，可以從LTELTE在在S1S1接口的協議棧接口的協議棧結構圖來描述，如下圖所示黃色框內為邏輯節點，白色框內為控結構圖來描述，如下圖所示黃色框內為邏輯節點，白色框內為控制面功能實體，藍色框內為無線協議層。制面功能實體，藍色框內為無線協議層。LTE系統控制面協議結構控制面協

13、議結構nRRC完成廣播、尋呼、完成廣播、尋呼、RRC連接管理、連接管理、RB控制、移動控制、移動性功能和性功能和UE的測量報告和控制功能。的測量報告和控制功能。RLC和和MAC子層子層在用戶面和控制面執行功能沒有區別。在用戶面和控制面執行功能沒有區別。LTE系統用戶面協議結構用戶面協議結構n用戶面各協議體主要完成信頭壓縮、加密、調度、用戶面各協議體主要完成信頭壓縮、加密、調度、ARQ和和HARQ等功等功能。能。LTE系統層層2結構和功能結構和功能下行鏈路下行鏈路LTE系統層層2結構和功能結構和功能上行鏈路上行鏈路LTE系統PDCP子層模型子層模型 LTE系統RRC級功能劃分級功能劃分nLTE中

14、中RRC子層功能與原有子層功能與原有UTRAN系統中的系統中的RRC功能相同，功能相同，包括有系統信息廣播、尋呼、建立釋放維護包括有系統信息廣播、尋呼、建立釋放維護RRC連接等。連接等。RRC的狀態設計為的狀態設計為RRC_IDLE和和RRC_CONNECTED兩類。兩類。 LTE系統RRC_IDLE狀態狀態 nNAS配置配置UE指定的指定的DRX；n系統信息廣播；系統信息廣播；n尋呼；尋呼；n小區重選移動性；小區重選移動性；nUE將分配一個標識來獨立的在一個跟蹤區中唯一識別該將分配一個標識來獨立的在一個跟蹤區中唯一識別該UE；neNB中沒有存儲中沒有存儲RRC上下文上下文 LTE系統RRC_

15、CONNECTED狀態狀態 nUE建立一個建立一個E-UTRAN-RRC連接；連接；nE-UTRAN中存在中存在UE的上下文；的上下文；nE-UTRAN知道知道UE歸屬的小區；歸屬的小區；n網絡可以與網絡可以與UE之間進行數據收發；之間進行數據收發；n網絡控制移動性過程，例如切換；網絡控制移動性過程，例如切換；n鄰區測量；鄰區測量；n在在PDCP/RLC/MAC級：級：:UE可以與網絡之間收發數據；可以與網絡之間收發數據；UE監測控制信令信道來判定是否正在傳輸的共享數據信道已經被分配給監測控制信令信道來判定是否正在傳輸的共享數據信道已經被分配給UE； UE報告信道質量信息和反饋信息給報告信道質

16、量信息和反饋信息給eNB；eNB控制實現按照控制實現按照UE的激活級別來配置的激活級別來配置DRX/DTX周期，以便于周期，以便于UE省電和有效利用省電和有效利用資源。資源。LTE系統E-UTRAN和和UTRAN切換時切換時RRC狀態間關系狀態間關系 nLTE的的RRC狀態與現有狀態與現有3GPP Release 6結構中結構中RRC狀態在切換時的關系如狀態在切換時的關系如下圖所示。下圖所示。LTE支持與現有支持與現有UTRAN的各狀態間的遷移。具體狀態遷移的各狀態間的遷移。具體狀態遷移處理過程協議正在詳細討論中。處理過程協議正在詳細討論中。LTE系統LTE NAS LTE NAS 協議狀態協

17、議狀態nLTELTE的狀態類型從的狀態類型從NAS NAS 協議狀態來看有以下三類：協議狀態來看有以下三類：LTE_DETACHEDLTE_DETACHED狀態，該狀態下沒有狀態，該狀態下沒有RRCRRC實體存在。實體存在。LTE_IDLELTE_IDLE狀態，該狀態下狀態，該狀態下RRCRRC處于處于RRC-IDLERRC-IDLE狀態，一些信息狀態，一些信息已經存儲在已經存儲在UEUE和網絡（和網絡（IPIP地址、安全關聯的密鑰等、地址、安全關聯的密鑰等、UEUE能力能力信息、無線承載等）。信息、無線承載等）。LTE_ACTIVELTE_ACTIVE狀態，該狀態下狀態，該狀態下RRCRRC

18、處于處于RRC_CONNECTEDRRC_CONNECTED狀態。狀態。LTE系統LTELTE的三類的三類NASNAS協議狀態與協議狀態與RRCRRC的關系以及狀態間遷移的關系以及狀態間遷移LTE系統S1接口接口nS1接口定義為接口定義為E-UTRAN和和EPC之間的接口。之間的接口。nS1接口包括兩部分接口包括兩部分：控制面的控制面的S1-C接口。接口。用戶面的用戶面的S1-U接口。接口。S1-C接口定義為接口定義為eNB和和MME功能之間的接口；功能之間的接口；S1-U定義為定義為eNB和和SAE網關之間的接口。網關之間的接口。 nEPCEPC和和eNBseNBs之間的關系是多到多，即之間

19、的關系是多到多，即S1S1接口實現多個接口實現多個EPCEPC網元和多個網元和多個eNB eNB 網元之間接口功能。網元之間接口功能。LTE系統S1接口接口LTE系統S1接口功能接口功能nSAESAE承載業務管理功能，例如建立和釋放承載業務管理功能，例如建立和釋放nUEUE在在LTE_ACTIVELTE_ACTIVE狀態下的移動性功能，例如狀態下的移動性功能，例如Intra-LTEIntra-LTE切換和切換和Inter-3GPP-RATInter-3GPP-RAT切換。切換。nS1S1尋呼功能尋呼功能nNASNAS信令傳輸功能信令傳輸功能nS1S1接口管理功能，例如錯誤指示等接口管理功能，例

20、如錯誤指示等n網絡共享功能網絡共享功能n漫游和區域限制支持功能漫游和區域限制支持功能nNASNAS節點選擇功能節點選擇功能n初始上下文建立功能初始上下文建立功能LTE系統S1接口的信令過程接口的信令過程nS1接口的信令過程有：接口的信令過程有：SAE承載信令過程，包括承載信令過程，包括SAE承載建立和釋放過程。承載建立和釋放過程。切換信令過程切換信令過程尋呼過程尋呼過程NAS傳輸過程，包括上行方向的初始傳輸過程，包括上行方向的初始UE和下行鏈路的直傳和下行鏈路的直傳錯誤指示過程錯誤指示過程初始上下文建立過程初始上下文建立過程LTE系統S1接口的信令過程接口的信令過程n初始上下文建立過程（藍色部

21、分初始上下文建立過程（藍色部分) in Idle-to-Active procedureLTE系統X2接口接口nX2接口定義為各個接口定義為各個eNB之間的接口。之間的接口。nX2接口包含接口包含X2-C和和X2-U兩部分。兩部分。nX2-C是各個是各個eNB之間控制面間接口，之間控制面間接口，X2-U是各個是各個eNB之間用戶面之間的之間用戶面之間的接口。接口。nS1接口和接口和X2接口類似的地方是：接口類似的地方是：S1-U和和X2-U使用同樣的用戶面協議，使用同樣的用戶面協議，以便于以便于eNB在數據前向時，減少協在數據前向時，減少協議處理。議處理。LTE系統X2-C接口功能接口功能nX

22、2-C接口支持以下功能：接口支持以下功能：移動性功能，支持移動性功能，支持UE在各個在各個eNB之間的移動性，例如切換信令和之間的移動性，例如切換信令和用戶面隧道控制。用戶面隧道控制。多小區多小區RRM功能，支持多小區的無線資源管理，例如測量報告。功能，支持多小區的無線資源管理，例如測量報告。通常的通常的X2接口管理和錯誤處理功能。接口管理和錯誤處理功能。X2-U接口支持終端用戶分組在各個接口支持終端用戶分組在各個eNB之間的隧道功能。隧道協之間的隧道功能。隧道協議支持以下功能：議支持以下功能：在分組歸屬的目的節點處在分組歸屬的目的節點處SAE接入承載指示接入承載指示減小分組由于移動性引起的丟

23、失的方法減小分組由于移動性引起的丟失的方法LTE系統課程內容課程內容LTE概述LTE系統LTE主要技術特征無線資源管理移動性過程物理層過程LTE關鍵技術中興通訊LTE系統LTE主要技術需求和性能指標概括主要技術需求和性能指標概括增強小區覆蓋增強小區覆蓋峰值速率峰值速率DL: 100MbpsUL: 50Mbps減少時延減少時延CP: 100msUP: 5ms更低的更低的OPEX和和CAPEX支持不同帶寬支持不同帶寬增強頻率效率增強頻率效率LTE特征特征3GPP3GPP要求要求LTELTE支持的主要特性和性能指標如上圖所示。支持的主要特性和性能指標如上圖所示。 LTE主要技術特征峰值數據速率峰值數

24、據速率n下行鏈路的立即峰值數據速率在下行鏈路的立即峰值數據速率在20MHz下行鏈路頻譜下行鏈路頻譜分配的條件下，可以達到分配的條件下，可以達到100Mbps（5 bps/Hz）（網絡）（網絡側側2發射天線，發射天線，UE側側2接收天線條件下）；接收天線條件下）；n上行鏈路的立即峰值數據速率在上行鏈路的立即峰值數據速率在20MHz上行鏈路頻譜上行鏈路頻譜分配的條件下，可以達到分配的條件下，可以達到50Mbps（2.5 bps/Hz）（）（UE側側一發射天線情況下）。一發射天線情況下）。LTE主要技術特征控制面延遲時間與控制面容量控制面延遲時間與控制面容量 n從駐留狀態到激活狀態，也就是類似于從從

25、駐留狀態到激活狀態，也就是類似于從Release 6的的空閑模式到空閑模式到CELL_DCH狀態，控制面的傳輸延遲時間狀態，控制面的傳輸延遲時間小于小于100ms，這個時間不包括尋呼延遲時間和，這個時間不包括尋呼延遲時間和NAS延延遲時間；遲時間；n從睡眠狀態到激活狀態，也就是類似于從從睡眠狀態到激活狀態，也就是類似于從Release 6的的CELL_PCH狀態到狀態到Release 6的的CELL_DCH裝態，控制面裝態，控制面傳輸延遲時間小于傳輸延遲時間小于50ms。 n頻譜分配是頻譜分配是5MHz的情況下，每小區至少支持的情況下，每小區至少支持200個用個用戶處于激活狀態。戶處于激活狀態

26、。 LTE主要技術特征用戶面延遲時間及用戶面流量用戶面延遲時間及用戶面流量n空載條件即單用戶單個數據流情況下，小的空載條件即單用戶單個數據流情況下，小的IP包傳輸時包傳輸時間延遲小于間延遲小于5ms。n下行鏈路：與下行鏈路：與Release 6 HSDPA的用戶面流量相比，每的用戶面流量相比，每MHz的下行鏈路平均用戶流量要提升的下行鏈路平均用戶流量要提升3到到4倍。此時倍。此時HSDPA是指是指1發發1收，而收，而LTE是是2發發2收。收。n上行鏈路：與上行鏈路：與Release 6增強的上行鏈路用戶流量相比，增強的上行鏈路用戶流量相比，每每MHz的上行鏈路平均用戶流量要提升的上行鏈路平均用

27、戶流量要提升2到到3倍。此時增倍。此時增強的上行鏈路強的上行鏈路UE側是一發一收，側是一發一收，LTE是是1發發2收。收。LTE主要技術特征頻譜效率頻譜效率n下行鏈路：在滿負荷的網絡中，下行鏈路：在滿負荷的網絡中，LTE頻譜效率（用每頻譜效率（用每站址、每站址、每Hz、每秒的比特數衡量）的目標是、每秒的比特數衡量）的目標是Release 6 HSDPA的的3到到4倍。倍。 n上行鏈路：在滿負荷的網絡中，上行鏈路：在滿負荷的網絡中，LTE頻譜效率（用每頻譜效率（用每站址、每站址、每Hz、每秒的比特數衡量）的目標是、每秒的比特數衡量）的目標是Release 6 增強上行鏈路的增強上行鏈路的2到到3

28、倍。倍。LTE主要技術特征移動性移動性nE-UTRAN可以優化可以優化15km/h以及以下速率的低移動速率以及以下速率的低移動速率時移動用戶的系統特性。時移動用戶的系統特性。n能為能為15-120km/h的移動用戶提供高性能的服務。的移動用戶提供高性能的服務。n可以支持蜂窩網絡之間以可以支持蜂窩網絡之間以120-350km/h（甚至在某些頻（甚至在某些頻帶下，可以達到帶下，可以達到500km/h）速率移動的移動用戶的服）速率移動的移動用戶的服務。務。n對高于對高于350km/h的情況，系統要能盡量實現保持用戶的情況，系統要能盡量實現保持用戶不掉網。不掉網。LTE主要技術特征覆蓋（小區邊界比特速

29、率）覆蓋（小區邊界比特速率）n吞吐量、頻譜效率和吞吐量、頻譜效率和LTE要求的移動性指標在要求的移動性指標在5公里公里半徑覆蓋的小區內將得到充分保證，當小區半徑增半徑覆蓋的小區內將得到充分保證，當小區半徑增大到大到30公里時，只對以上指標帶來輕微的弱化。同公里時，只對以上指標帶來輕微的弱化。同時需要支持小區覆蓋在時需要支持小區覆蓋在100公里以上的移動用戶業務。公里以上的移動用戶業務。LTE主要技術特征多媒體廣播多播業務多媒體廣播多播業務 (MBMS)n與單播業務比較，可以使用同樣的調制、編碼和多址接與單播業務比較，可以使用同樣的調制、編碼和多址接入方法和用戶帶寬，同時可以降低終端復雜性。入方

30、法和用戶帶寬，同時可以降低終端復雜性。n可以同時提供專用語音業務和可以同時提供專用語音業務和MBMS業務給用戶。業務給用戶。n可利用成對或非成對的頻譜分配。可利用成對或非成對的頻譜分配。n進一步增強進一步增強MBMS功能，支持專用載波的功能，支持專用載波的MBMS業務。業務。LTE主要技術特征多帶寬支持多帶寬支持nE-UTRA可以應用不同大小的頻譜分配，可以應用不同大小的頻譜分配， 上下行鏈路上下行鏈路上，可以包括有上，可以包括有1.25 MHz、1.6 MHz、2.5 MHz、5 MHz、10 MHz、15 MHz 以及以及20 MHz。支持成對或非成對的頻。支持成對或非成對的頻譜分配情況。

31、譜分配情況。 LTE主要技術特征與已有與已有3GPP無線接入技術的共存和交互無線接入技術的共存和交互n盡量保持和盡量保持和3GPP Release 6的兼容，但是要注重平衡整的兼容，但是要注重平衡整個系統的性能和容量。個系統的性能和容量。n可接受的系統和終端的復雜性、價格和功率消耗；降可接受的系統和終端的復雜性、價格和功率消耗；降低空中接口和網絡架構的成本。低空中接口和網絡架構的成本。n在在Release6中使用中使用CS域支持的一些實時業務，如語音域支持的一些實時業務，如語音業務，在業務，在LTE里應該能在里應該能在PS域里實現（整個速度區域里實現（整個速度區間），且質量不能下降。間），且質

32、量不能下降。nE-UTRAN和和UTRAN（或者（或者GERAN）之間實時業務在切換）之間實時業務在切換時，中斷時間不超過時，中斷時間不超過300ms。LTE主要技術特征其他性能指標其他性能指標n無線資源管理需求無線資源管理需求增強的支持端到端服務質量。增強的支持端到端服務質量。有效支持高層傳輸。有效支持高層傳輸。支持負荷共享和不同無線接入技術之間的策略管理。支持負荷共享和不同無線接入技術之間的策略管理。n減小減小CAPEX和和OPEX體系結構的扁平化和中間結點的減少使得設備成本和維護體系結構的扁平化和中間結點的減少使得設備成本和維護成本得以顯著降低。成本得以顯著降低。LTE主要技術特征E-U

33、TRAN物理層技術特征物理層技術特征n傳輸信道的下行鏈路物理層處理包括以下步驟：傳輸信道的下行鏈路物理層處理包括以下步驟：CRC插入、信道插入、信道編碼、編碼、HARQ、信道交織、加擾、調制和層間映射與預編碼以及映、信道交織、加擾、調制和層間映射與預編碼以及映射到指定資源和天線口等功能。射到指定資源和天線口等功能。PDSCH和和PUSCH都基本采用都基本采用24bit的的CRC。支持三種調制方式。支持三種調制方式QPSK、16QAM和和64QAM。n下行鏈路的物理層過程有鏈路自適應（下行鏈路的物理層過程有鏈路自適應（AMC，Link adaptation）、）、功率控制和小區搜索；上行鏈路的物

34、理層過程有鏈路自適應、功功率控制和小區搜索；上行鏈路的物理層過程有鏈路自適應、功率控制和上行鏈路的定時控制。率控制和上行鏈路的定時控制。LTE主要技術特征信道類型和映射關系信道類型和映射關系nLTE的信道類型和映射關系從傳輸信道的設計方面來看，的信道類型和映射關系從傳輸信道的設計方面來看，LTE的信道數量的信道數量將比將比WCDMA系統有所減少。最大的變化是將取消專用信道，在上行和下系統有所減少。最大的變化是將取消專用信道，在上行和下行都采用共享信道（行都采用共享信道（SCH）。）。nLTE的邏輯信道可以分為控制信道和業務信道兩類來描述，控制信道包括的邏輯信道可以分為控制信道和業務信道兩類來描

35、述，控制信道包括有廣播控制信道有廣播控制信道BCCH、尋呼控制信道、尋呼控制信道PCCH、公共控制信道、公共控制信道CCCH、多播、多播控制信道控制信道MCCH和專用控制信道和專用控制信道DCCH幾類；業務信道分為專用業務信道幾類；業務信道分為專用業務信道DTCH和多播業務信道和多播業務信道MTCH兩類。兩類。nLTE的傳輸信道按照上下行區分，下行傳輸信道有尋呼信道的傳輸信道按照上下行區分，下行傳輸信道有尋呼信道PCH、廣播信、廣播信道道BCH、多播信道、多播信道MCH和下行鏈路共享信道和下行鏈路共享信道DL-SCH，上行傳輸信道有隨機，上行傳輸信道有隨機接入信道接入信道RACH和上行鏈路共享

36、信道和上行鏈路共享信道UL-SCH。nLTE的物理信道按照上下行區分，下行物理信道有公共控制物理信道的物理信道按照上下行區分，下行物理信道有公共控制物理信道CCPCH、物理數據共享信道、物理數據共享信道PDSCH和物理數據控制信道和物理數據控制信道PDCCH，上行物理，上行物理信道有物理隨機接入信道信道有物理隨機接入信道PRACH、物理上行控制信道、物理上行控制信道PUCCH、物理上行共、物理上行共享信道享信道PUSCH。LTE主要技術特征下行傳輸信道和物理信道的映射下行傳輸信道和物理信道的映射LTE主要技術特征上行傳輸信道和物理信道的映射上行傳輸信道和物理信道的映射LTE主要技術特征下行邏輯

37、信道和傳輸信道的映射下行邏輯信道和傳輸信道的映射 LTE主要技術特征上行邏輯信道和傳輸信道的映射上行邏輯信道和傳輸信道的映射LTE主要技術特征各類信道的物理層模型各類信道的物理層模型n下邊幾個圖形分別描述各類信道的物理層模型。下圖中下邊幾個圖形分別描述各類信道的物理層模型。下圖中NodeB在在LTE中稱為中稱為E-NodeB或或eNB。LTE主要技術特征DL-SCH物理層模型物理層模型 CRC RB mappingCoding + RMData modulationInterl. CRC Resource mappingCoding + RMQPSK, 16QAM, 64QAMData mod

38、ulationInterleavingHARQMAC schedulerN Transport blocks(dynamic size S1., SN)Node BRedundancy fordata detectionRedundancy forerror detectionMulti-antennaprocessingResource/powerassignmentModulationschemeRedundancyversionAntennamappingHARQ infoACK/NACKChannel-stateinformation, etc.Antenna mappingCRC R

39、B mappingCoding + RMData modulationInterl. CRC Resource demappingDecoding + RMData demodulationDeinterleavingHARQUEHARQ infoACK/NACKAntenna demappingErrorindicationsCRC RB mappingCoding + RMData modulationInterl. CRC Resource mappingCoding + RMQPSK, 16QAM, 64QAMData modulationInterleavingHARQMAC sch

40、edulerN Transport blocks(dynamic size S1., SN)Node BRedundancy fordata detectionRedundancy forerror detectionMulti-antennaprocessingResource/powerassignmentModulationschemeRedundancyversionAntennamappingHARQ infoACK/NACKChannel-stateinformation, etc.Antenna mappingCRC RB mappingCoding + RMData modul

41、ationInterl. CRC Resource demappingDecoding + RMData demodulationDeinterleavingHARQUEHARQ infoACK/NACKAntenna demappingErrorindicationsLTE主要技術特征 BCH 物理層模型物理層模型LTE主要技術特征PCH 物理層模型物理層模型 LTE主要技術特征MCH物理層模型物理層模型 LTE主要技術特征 UL-SCH 物理層模型物理層模型LTE主要技術特征課程內容課程內容LTE概述LTE系統LTE主要技術特征無線資源管理移動性過程物理層過程LTE關鍵技術中興通訊LTE系

42、統無線承載控制無線承載控制RBCnRBC功能體位于功能體位于eNB，主要用于建立維護和釋放無線，主要用于建立維護和釋放無線承載包括配置與其關聯的無線資源。承載包括配置與其關聯的無線資源。當為一個業務建立一個無線承載時，無線承載控制要考慮當為一個業務建立一個無線承載時，無線承載控制要考慮E-UTRAN整體資源狀況、正在進行的會話的整體資源狀況、正在進行的會話的QOS需求和新業務需求和新業務的的QOS需求。需求。 RBC 也需要考慮維護正在會話中的無線承載由于移動性或也需要考慮維護正在會話中的無線承載由于移動性或其他原因而改變無線資源環境時的處理。其他原因而改變無線資源環境時的處理。RBC同時需要

43、考慮關聯無線承載在會話終止、切換或其他場同時需要考慮關聯無線承載在會話終止、切換或其他場景時，釋放無線資源的處理。景時，釋放無線資源的處理。 無線資源管理無線接納控制無線接納控制RACnRAC功能體位于功能體位于eNB，主要任務是接納或拒絕新的無，主要任務是接納或拒絕新的無線承載的建立請求。線承載的建立請求。RAC需要考慮需要考慮E-UTRAN的整體資源狀況、的整體資源狀況、QOS需求、優先級需求、優先級以及正在進行的會話所提供的以及正在進行的會話所提供的QOS和新無線承載請求的和新無線承載請求的QOS需求。需求。RAC的目標是確保更好的利用無線資源（只要在無線資源可的目標是確保更好的利用無線

44、資源（只要在無線資源可用時，即可接納無線承載請求），同時要保證正在進行的用時，即可接納無線承載請求），同時要保證正在進行的會話的服務質量（如果影響到正在進行的會話，則拒絕無會話的服務質量（如果影響到正在進行的會話，則拒絕無線承載請求）。線承載請求）。無線資源管理連接移動性控制連接移動性控制CMCn連接移動性控制功能位于連接移動性控制功能位于eNB，主要用于管理在空閑，主要用于管理在空閑模式或激活模式移動性時連接的無線資源。模式或激活模式移動性時連接的無線資源。在空閑模式，小區選擇算法通過設置參數來控制（門限和在空閑模式，小區選擇算法通過設置參數來控制（門限和滯后參數值），定義最好小區或決定滯后

45、參數值），定義最好小區或決定UE開始選擇一個新小開始選擇一個新小區的時間。同樣，區的時間。同樣，E-UTRAN的廣播參數配置的廣播參數配置UE在激活模式下在激活模式下的測量和報告過程，需要支持無線連接的移動性。切換的的測量和報告過程，需要支持無線連接的移動性。切換的決策可以通過決策可以通過UE或者是或者是eNB的測量來作為依據。此外，切換的測量來作為依據。此外，切換決策也可以采用其他的輸入，例如鄰區的負荷、業務流的決策也可以采用其他的輸入，例如鄰區的負荷、業務流的屬性、傳輸和硬件資源以及其他運營商定義的策略等。屬性、傳輸和硬件資源以及其他運營商定義的策略等。無線資源管理分組調度分組調度PS-動

46、態資源分配動態資源分配DRAn動態資源分配功能體位于動態資源分配功能體位于eNB，動態資源分配或分組，動態資源分配或分組調度用于給用戶和控制面包分配資源，或取消分配調度用于給用戶和控制面包分配資源，或取消分配資源，也包括對資源塊的緩沖和處理資源。動態資資源，也包括對資源塊的緩沖和處理資源。動態資源分配包括幾個子任務，包括選擇要被調度的無線源分配包括幾個子任務，包括選擇要被調度的無線承載和管理必須的資源。分組調度典型的功能是考承載和管理必須的資源。分組調度典型的功能是考慮與無線承載關聯的慮與無線承載關聯的QOS需求、需求、UE的信道質量信息、的信道質量信息、緩存狀態以及干擾條件等。動態資源分配也

47、需要在緩存狀態以及干擾條件等。動態資源分配也需要在小區間干擾協調時，考慮限制或選擇一些可用的資小區間干擾協調時，考慮限制或選擇一些可用的資源塊。源塊。無線資源管理小區間干擾協調小區間干擾協調ICICn小區間干擾協調功能位于小區間干擾協調功能位于eNB，ICIC用于管理無線資用于管理無線資源特別是無線資源塊，以便于小區間的干擾可以被源特別是無線資源塊，以便于小區間的干擾可以被控制。本質上控制。本質上ICIC是一個多小區的無線資源管理功能，是一個多小區的無線資源管理功能，所以需要考慮來自多個小區的信息，例如資源使用所以需要考慮來自多個小區的信息，例如資源使用狀態和業務負荷情況。上行鏈路和下行鏈路的

48、首選狀態和業務負荷情況。上行鏈路和下行鏈路的首選ICIC方法應不同。方法應不同。無線資源管理負載均衡負載均衡LBn負荷均衡功能位于負荷均衡功能位于eNB，負責處理多個小區上業務負，負責處理多個小區上業務負荷的不均勻分布。負荷均衡的目的是影響負荷的分荷的不均勻分布。負荷均衡的目的是影響負荷的分布，以使得高效的利用無線資源、保證用戶業務布，以使得高效的利用無線資源、保證用戶業務QOS以及降低掉話率。負荷均衡算法可能觸發切換或者以及降低掉話率。負荷均衡算法可能觸發切換或者小區重選的決策，以用于重新分配業務流，把高負小區重選的決策，以用于重新分配業務流，把高負荷小區的業務流分配到衛充分利用的小區上。荷

49、小區的業務流分配到衛充分利用的小區上。無線資源管理RAT間的無線資源管理間的無線資源管理n無線接入技術間的無線資源管理主要用于管理無線無線接入技術間的無線資源管理主要用于管理無線接入技術間移動，特別是無線接入技術間切換時連接入技術間移動，特別是無線接入技術間切換時連接的無線資源。在無線接入技術間切換時，切換決接的無線資源。在無線接入技術間切換時，切換決策需要考慮所涉及的無線接入技術的資源狀況、以策需要考慮所涉及的無線接入技術的資源狀況、以及及UE的能力和運營商策略等。的能力和運營商策略等。無線資源管理課程內容課程內容LTE概述LTE系統LTE主要技術特征無線資源管理移動性過程物理層過程LTE關

50、鍵技術中興通訊LTE系統移動性過程移動性過程nE-UTRAN內部的移動性過程內部的移動性過程E-UTRAN內部的移動性過程包括小區選擇過程、小區重選過內部的移動性過程包括小區選擇過程、小區重選過程、切換、數據前向、無線鏈路失敗以及無線接入網共享程、切換、數據前向、無線鏈路失敗以及無線接入網共享等。等。待五月待五月3GPP會議后補充內容。會議后補充內容。nRAT間切換間切換待待3GPP會議確定后補充內容。會議確定后補充內容。移動性過程隨機接入隨機接入n隨機接入過程分為兩類：非同步隨機接入和同步隨機接入。隨機接入過程分為兩類：非同步隨機接入和同步隨機接入。n非同步隨機接入非同步隨機接入是在是在UE

51、還未獲得上行時間同步或喪失同步時，用于還未獲得上行時間同步或喪失同步時，用于NodeB估計、調整估計、調整UE上行發上行發射時鐘的過程。這個過程也同時用于射時鐘的過程。這個過程也同時用于UE向向NodeB請求資源分配請求資源分配上行接入信道基本帶寬為上行接入信道基本帶寬為1.25MHz，但也可能采用更寬的帶寬或多個，但也可能采用更寬的帶寬或多個1.25MHz信信道。目前道。目前LTE正在考慮兩種非同步隨機接入方法。第一種接入過程為：正在考慮兩種非同步隨機接入方法。第一種接入過程為：UE一次一次性發送用于同步和資源請求的性發送用于同步和資源請求的Preamble，NodeB也一次性反饋時鐘信息和

52、資源分也一次性反饋時鐘信息和資源分配信息；第配信息；第2種接入過程為：種接入過程為：UE先發送用于同步的先發送用于同步的Preamble，NodeB反饋時鐘信反饋時鐘信息和可供息和可供UE發送資源請求信息的資源。而后發送資源請求信息的資源。而后UE再使用再使用NodeB分配的資源在共享分配的資源在共享信道或隨機接入信道（對基于信道或隨機接入信道（對基于LCR-TDD的的TDDLTE系統）發送資源請求，然后系統）發送資源請求，然后NodeB再反饋數據發送資源分配。再反饋數據發送資源分配。RACH的發送將采用開環功率控制技術，也就是說，系統會根據需要調整每次的發送將采用開環功率控制技術，也就是說，

53、系統會根據需要調整每次RACH信號的發射功率。信號的發射功率。FDD系統的開環功控將采用可變步長的功率漸增系統的開環功控將采用可變步長的功率漸增（Powerramping）方法，而）方法，而TDD系統的開環功控可以針對每次系統的開環功控可以針對每次RACH發送獨立的發送獨立的調整發射功率。調整發射功率。移動性過程隨機接入隨機接入n同步隨機接入同步隨機接入用于在用于在UE已經取得并保持著和已經取得并保持著和NodeB的同步時進行隨機接入。的同步時進行隨機接入。同步隨機接入的目的主要是請求資源分配。同步隨機接入的目的主要是請求資源分配。上行接入的最小帶寬等于資源分配的基本單位（即上行接入的最小帶寬

54、等于資源分配的基本單位（即375kHz），），但也可能采用更寬的帶寬或多個但也可能采用更寬的帶寬或多個1.25MHz信道。信道。RACH信號的長信號的長度可以根據不同的小區大小進行調整（靜態、半靜態或動態），度可以根據不同的小區大小進行調整（靜態、半靜態或動態），以在開銷、延遲和覆蓋之間取得最佳的折衷。兩種過程的處理以在開銷、延遲和覆蓋之間取得最佳的折衷。兩種過程的處理基本相同，只是同步隨機接入省去了同步的過程?；鞠嗤?，只是同步隨機接入省去了同步的過程。移動性過程課程內容課程內容LTE概述LTE系統LTE主要技術特征無線資源管理移動性過程物理層過程LTE關鍵技術中興通訊LTE系統調度調度n下

55、行鏈路的調度：下行鏈路的調度：Node B的調度程序的調度程序 (對于單播傳輸對于單播傳輸) 動態控制，在給定時間，時間和頻率資源分配給某動態控制，在給定時間，時間和頻率資源分配給某一用戶。下行鏈路控制信令通知一用戶。下行鏈路控制信令通知UE分配給其的資源分配給其的資源和對應的傳輸格式。調度程序可以同時從可用的方和對應的傳輸格式。調度程序可以同時從可用的方法中選擇最好的復接策略。法中選擇最好的復接策略。 n上行鏈路的調度：上行鏈路可以允許上行鏈路的調度：上行鏈路可以允許NodeB控制的調控制的調度和基于競爭的接入。度和基于競爭的接入。物理層過程鏈路自適應鏈路自適應n下行鏈路自適應的核心技術是自

56、下行鏈路自適應的核心技術是自適應調制和編碼（適應調制和編碼（AMC）。采用）。采用RB-commonAMC。也就是說，對。也就是說，對于一個用戶的一個數據流，在一于一個用戶的一個數據流，在一個個TTI內，一個層內，一個層2的的PDU只采用只采用一種調制編碼組合（但在一種調制編碼組合（但在MIMO的不同流之間可以采用不同的的不同流之間可以采用不同的AMC組合）。組合）。n編碼和調制的完整過程參見右圖編碼和調制的完整過程參見右圖所示來描述。所示來描述。物理層過程鏈路自適應鏈路自適應n上行鏈路自適應比下行包含更多的內容，除了上行鏈路自適應比下行包含更多的內容，除了AMC外，外，還包括傳輸帶寬的自適應

57、調整和發射功率的自適應調還包括傳輸帶寬的自適應調整和發射功率的自適應調整。上行鏈路自適應用于在系統吞吐量最大時，保證整。上行鏈路自適應用于在系統吞吐量最大時，保證每個每個UE請求的最小傳輸性能，例如用戶數據速率、包請求的最小傳輸性能，例如用戶數據速率、包丟失率、延遲時間等。丟失率、延遲時間等。UE發射帶寬的調整主要基于平發射帶寬的調整主要基于平均信道條件（如路損和陰影）、均信道條件（如路損和陰影）、UE能力和要求的數據能力和要求的數據率。該調整是否也基于快衰落和頻域調度，有待于進率。該調整是否也基于快衰落和頻域調度，有待于進一步研究。一步研究。物理層過程小區搜索小區搜索n可用于小區搜索的信道包

58、括同步信道（可用于小區搜索的信道包括同步信道（SCH）和廣播）和廣播信道（信道（BCH），），SCH用來取得下行系統時鐘和頻率同用來取得下行系統時鐘和頻率同步，而步，而BCH則用來取得小區的特定信息。另外，參考則用來取得小區的特定信息。另外，參考信號也可能被用于一部分小區搜索過程。信號也可能被用于一部分小區搜索過程。n總的來說，總的來說，UE在小區搜索過程中需要獲得的信息包括：在小區搜索過程中需要獲得的信息包括：符號時鐘和頻率信息、小區帶寬、小區符號時鐘和頻率信息、小區帶寬、小區ID、幀時鐘信、幀時鐘信息、小區多天線配置、息、小區多天線配置、BCH帶寬以及帶寬以及SCH和和BCH所在的所在的子

59、幀的子幀的CP長度。長度。物理層過程小區干擾抑制小區干擾抑制n采用小區干擾抑制技術提高小區邊緣的數據率和系統容量等。采用小區干擾抑制技術提高小區邊緣的數據率和系統容量等。n下行方向的干擾抑制有三類，這三類技術在小區間的干擾抑制執下行方向的干擾抑制有三類，這三類技術在小區間的干擾抑制執行時并不互斥：行時并不互斥： 隨機的小區間干擾、小區間干擾取消、小區間干隨機的小區間干擾、小區間干擾取消、小區間干擾調和與避免。擾調和與避免。n上行方向的干擾抑制方法有四種方式：協調和避免（例如通過時上行方向的干擾抑制方法有四種方式：協調和避免（例如通過時頻資源的分片和重用）、隨機的小區間干擾、小區間干擾取消和頻資

60、源的分片和重用）、隨機的小區間干擾、小區間干擾取消和功率控制。功率控制。n此外在基站側采用波束成形天線的解決方法也是一種通常采用的此外在基站側采用波束成形天線的解決方法也是一種通常采用的下行鏈路小區間干擾抑制的方法。下行鏈路小區間干擾抑制的方法。物理層過程課程內容課程內容LTE概述LTE系統LTE主要技術特征無線資源管理移動性過程物理層過程LTE關鍵技術中興通訊LTE系統物理層多址方式物理層多址方式nLTELTE的下行采用的下行采用OFDMOFDM技術提供增強的頻譜效率和能力，上行基于技術提供增強的頻譜效率和能力，上行基于SC-SC-FDMAFDMA（單載波頻分多址接入）。（單載波頻分多址接入