1、LTE學習筆記：物理層過程二2019 年 06 月 05 日 10:37:14 Zimri 閱讀數 47.測量過程物理層的測量過程一般是由高層配置和控制的，物理層只是提供測量的能力而已。根據測量性質的不同，測量可分為同頻測量、異頻測量、異系統測量；根據測量的物理量不同，可分為電平大小測量、信道質量測量、負荷大小測量等。根據測量報告的匯報方式，可分為周期性測量、事件測量等。協議中一般根據測量的位置不同，將測量分為UE側的測量、eUTRAN側的測量。手機側測量UE側的測量有連接狀態的測量和空閑狀態的測量。手機處于連接狀態的時候，eUTRAN給UE發送RRC連接重配置消息，這個消息相當于eUTRAN

2、對UE進行測量控制命令。 這個命令包括：要求UE進行的測量類型及ID,建立、修改、還是釋放一個測量的命令，測量對象、測量數量、測量報告的數量和觸發報告的方式（周期性報告、事件性匯報）等。手機處于空閑狀態的時候，eUTRAN的測量控制命令是用系統消息（System Information ）廣播給UE的。UE側測量的參考位置是在 UE的天線連接口處。UE可以測量的物理量包括：RSRP （ Reference Signal Received Power ,參考信號接收電平）：一定頻帶內，特定小區參考信號RS的多個RE的有用信號的平均接收功率（同一個 RB內的RE平均功率）。RSSI （ Recei

3、ved Signal Strength Indicator ,接收信號強度指示）：系統在一定頻帶內，數 個RB內的OFDM符號的總接收功率的平均值，包含有用信號、循環前綴干擾、噪聲在內的所有功率。eUTRAN內的RSSI主要用于干擾測量。RSRQ （ Reference Signal Received Quality ,參考信號接收質量）：是一種信噪比，即 RSRP和RSSI的比值RSRP 一般是單個 RB的功率，RSSI可能是N個RB的功率，所以RSRQ= （N*RSRP ） /RSSI。RSRQ測量用于基于信道質量的切換和重選預判。UE處于空閑狀態時，進行小區選擇或重選一般使用RSRP ;

4、而UE處于連接狀態進行切換時，通常需要比較 RSRP和RSRQ。如果僅比較 RSRP可能導致頻繁切換，僅比較 RSRQ 雖可減少切換次數，但可能導致掉話。RSTD （ Reference Signal Time Difference ,參考信號時間差）：UE接收到的兩個相鄰小區發送的、同一子幀的時間差。基站側測量 參考位置在天線的接口處，一般會指明是發射天線還是接收天線。總結如下表表9-3 LTE的手機側和基站側測量RSRT手機測量RSRQ其他翼系統間的測證戰站測量手機時間差asst基站發送功率瀏鼠翦站上行測盤RSTD手機接收發送時間差(UERx-Tx時間差)下行參考信號發射功率(DL RS

5、Tx Powfr)接也干擾功率(Received Interference Power)熱唳聲功率(Thermal Noise P4)wcr基站時間差)逅干擾業荷泅量基站接收發送時間差CRx-TxTinWDifkr3i) 時網盤明成(Tadv)HII01.共享信道物理過程LTE的物理共享信道是業務數據承載的主體。他還順便幫忙攜帶一些尋呼消息，部分廣播消息，上下行功控消息等。物理共享信道主要包括 PUSCH和PDSCH 。這兩個共享信道的物理層過程主要做三件事: 數據傳輸、HARQ和鏈路自適應。包括自送應帶責配置過程共享信道物溟層過程,下行共享信過數據傳輸過程數據傳輸過程上行共享借道敢據傳輸過程

6、下行異曲口道應11ARQ上行同步HAKQ、 自適應帶寬配置鏈路自適應過程自ISIS調閘編碼 ,自適應天領式選擇、(功率自適應控制)官檢測過程是數據仕輸過程的子過程里相班據進行自 遇皮調制埼內同步,固定重伯向網異步：不固定重侑的R8圖9-14 共享信道物理層過程的主要內容數據傳輸過程中出錯了怎么辦？這就需要HARQ過程來解決；數據傳輸過程還需要根據無線環境自適應調制傳輸方式。數據傳輸過程數據傳輸就是把要傳送的數據，放到LTE視頻資源上，通過天線發射出去，然后接收端在特定的時、頻資源上將這些數據接收下來。不管是下行還是上行數據傳輸，干活的人不一樣，分別是 PDSCH、PUSCH，但負責協調 調度的

7、人是一樣的，都是 PDCCH。PDCCH攜帶的信息有時、頻資源的位置，編碼調制方式，HARQ的控制信息等。基站是上下行資源調度的決策者，他通過PDCCH控制上下行數據傳輸。通過PDCCH的格式控制， PDSCH和PUSCH可以傳送多種類型的數據。系統需要配置PDCCH參數來決定如何分配和使用資源，主要依據以下因素：QoS參數(2)在eNodeB中準備調度的資源數據數量(3) UE報告的信道質量指示(CQI)(4) UE能力(5)系統帶寬(6)干擾水平下行方向，在長度為 1ms的子幀結構中，13個符號傳送協調調度信息(PDCCH ),剩余 的符號傳送數據信息(PDSCH )。也就是說調度信息和對

8、應的數據信息可以位于同一個子幀 內。在下行數據接收的時候，終端不斷檢測PDCCH所攜帶的調度信息。發現某個協調調度信息屬于自己的，則按照協調調度信息的指示接收屬于自己的PDSCH數據信息。在上行方向，終端需要根據下行的PDCCH的調度信息，進行上行數據的發送。由于無線傳輸和設備處理都需要時間，因而下行的PDCCH和上行的PUSCH之間存在時延。對于FDD,這個時延固定為 4ms,即4個子幀，如圖所示。對于 TDD模式，時延和上下行時隙的比例有關，但也必須大于等于4ms oS9-16上行數據的調度卻傳輸CFDD)上行數據在發送之前，終端需要等待基站給自己的下行協調調度信息，發現自己允許傳輸數據，

9、則在PUSCH上發送自己的數據。對于某些較規律低速業務，如 VoIP,在LTE中為了降低PDCCH信令開銷，定義了半持續調度 (Semi-Persistent Scheduling , SPS )的模式。半持續調度的主要思想是對于較規則的低速業務，不需要每個子幀都進行動態資源調度。可 以按照一次指令的方式，工作較長時間，從而節省信令開銷。盲檢測過程eNodeB針對多個UE同時發送PDCCH ,終端如何保證接收到屬于自己的控制信息，又不給系統帶來過多開銷？答案是終端需要不斷檢測下行的PDCCH調度信息。但在檢測之前，終端并不清楚PDCCH傳輸什么樣的信息，使用什么樣的格式，但終端知道自己需要什么

10、。有哪些我不知道，有哪些需要我知道，在這種情況下只能采用盲檢測的方 式。了解盲檢測之前先了解兩個概念：RNTI和DCI。RNTI ( Radio Network Temporary Identifier，無線網絡臨時標識) 是高層用來告訴物理層，需要接收或者發送什么樣的控制信息。根據不同的控制消息，RNTI可以表示為X-RNTI。SI-RNTI ( System Information RNTI )：基站發送系統消息的標識。P-RNTI ( Paging RNTI )：基站發送尋呼消息的標識。RA-RNTI (Random Access RNTI )：基站發送隨機接入響應的標識，用戶用來發送隨

11、 機接入的前導消息。C-RNTI (Cell RNTI ):基站為終端分配的用于用戶業務臨時調度的標識。TPC-PUCCH-RNTI (Transmit Power Control PUCCH RNTI )： PUCCH 上行功率控 制信息標識。TPC-PUSCH-RNTI : PUSCH 上行功率控制信息標識。SPS C-RNTI (Semi-Persistent Scheduling RNTI )：半靜態調度時，基站為終端分配的用于用戶業務臨時調度的標識，用法和 C-RNTI 一樣。M-RNTI (MBMS RNTI ):基站為終端分配的用于MBMS業務臨時調度的標識。為提高終端RNTI的

12、效率，根據RNTI屬性的不同，將其分在兩個不同的搜索空間中：公共搜索空間（Common Search Space ）和 UE 特定的搜索空間（UE Specific Search Space ）。前者每個UE都可以在此查找相應的信息；后者UE只能在屬于自己的空間中搜索空間信息。SI-RNTI、P-RNTI、RA-RNTI屬于公共搜索空間的信息；其他RNTI屬于UE特定的搜索空間的信息。UE使用X-RNTI對PDCCH進行盲本測，X-RNTI如同開啟PDCCH的鑰匙。UE既要查看 公共搜索空間，又要查看UE特定搜索空間。終端要使用SI-RNTI、P-RNTI、RA-RNTI等公共鑰匙查看公共搜索

13、空間；基站為終端分配 了 C-RNTI、TCP-PUCCH-RNTI 等私人鑰匙，來開啟自己的私人空間。DCI （Downlink Control Information ,下行控制信息）有上行資源調度信息、下行資源調度 信息、上行功率控制信息。一個 DCI對應一個RNTI。每個UE在每一個子幀中只能看到一 個下行控制信息（DCI）。針對不同的用途，物理層設計了不同的DCI格式。根據調度信息J勺方向（上行 or下行）、調度信息的類型（Type）、MIMO傳輸模式（Mode）、資源指示方式的不同，定義了不同的 DCI格式，如圖表g-4 DCI桃式定義DC】格式褪控制苗 思的方向調度使息類型天裝傳

14、輸模式僚既揩這方式DClFftrtHftlO上行PUMCH貨源調度Type 2DCI Format I單碼字Pb&CH調度借總華天戰、段法分架CM出1、Mode 2)Type /1DCI Fwrn*i 1A行施鳥字PDSCH調度情息，臟機接入的電發喘息_單天純、貪送分集t期聞已1、Mod2)一Type iDCJ Formal Lb下打號亂痂瑪信號的單式字PUSCH綱摩信息一閉環空間髭用(Mode4)Type 2DCI Ffinnat C下行小型單再學MDSCH月度信息，如將坪信息. 例史裱福響她，調度信息等單天建、步送分柒IMokLMode 2)Type 2DCI Fornul ID下行帶很籟

15、碼侑息和勸串偏每指信息的單崎子PDSCH明展宿息MU*MIMC C ModeS)Type 2DCI Fomai Z下方_能謝理信息陽環至阿曼用(Modc4Ty” 0/1DCF Formal 2ATr貸卻調度值息開拜空間餐用(ModeType ft/lDC! Furn血 3上行_HJ5-CH和FUCCH的2 bll功率笆制指令MJ Femi 3科上擰.FU3CH和PUCCH的1岫曲舉控制播令i_ 時、頻資源指示是告訴終端，信息被放在了什么位置。協議定義了3種時頻資源的指示方式：Type0 、 Typel 、 Type2 。Type0、Typel采用時、頻資源分組。Type2是以資源起始位置，加上

16、連續時、頻資源塊的長度，來定義時、頻資源占用的位置的。這種方式無須指示RB位置，信令開銷小，但只能分配連續的VRB。X-RNTI和DCI就是PDCCH通過加擾和CRC穿在身上的外衣，攜帶了很多標識自己特性的信息，可以讓終端方便地識別出屬于自己的、自己所需的控制信息。終端就是根據這些控制信息的指示，在PDSCH信道上的特定時、頻資源上，把屬于自己的下行數據取下來；同時終端按照這些控制信息的要求，在PUSCH相應的時頻資源上用一定的功率把上行信息發出去。基站要尋呼UE,就要通過P-RNTI標識PDCCH，并指示DCI UE會用P-RNTI解碼PDCCH ,并根據DCI的信息，在PDSCH上找到下行

17、尋呼數據。在隨機接入過程中，UE會在特定的時、頻資源上發送一個前導碼Preamble ;基站根據收到PARCH消息(包括前導Preamble )的時、頻資源位置推算 RA-RNTI ,并用該RA-RNTI 標識PDCCH ,然后發送隨機接入響應，該響應中包含基站為終端分配的臨時調度標識號 TC-RNTI (Temporal C-RNTI )。當隨機接入成功后，便將TC-RNTI轉正為C-RNTI。基站與終端建立連接后，通過C-RNTI或SPS-RNTI對PDCCH進行標識。終端對PDCCH察言觀色，進而獲得上下行調度信息。HARQ重傳合并機制HARQ (Hybrid AutomaticRepe

18、at reQuest，混合自動重傳請求)技術是自動重傳請求 (ARQ)和前向糾錯(Forword Error Correction , FEC )兩種技術的結合。所謂混合( Hybrid ),即 指重傳和合并技術的混合。LTE知錯就改的基站就是基于重傳和合并。ARQ是重傳，但系統對錯誤的忍耐有限度，于是定義了最大重傳次數。不但要重傳，收到兩次或多次重傳的內容還要比對起來看。合起來看，試圖把正確的內容盡快找出來，以便降低重傳次數。這就是 FEC技術。HARQ的重傳機制有三種：(1)停止等待(Stop-And-Wait , SAW)(2)回退(3)選擇重傳。停止等待協議是發送每一幀數據后，等待接收

19、方的反饋應答ACK/NACK 。 一旦接受方反饋ACK)后才發數據錯誤的 NACK ,發送方就需呀重發該數據，直到接收方反饋確認無誤(送新數據，如圖所示。圖/20停止等待重傳機制回退機制是指按照數據幀的順序不停的發送數據后，無須等待接收方的反饋，直到接收方反 饋數據錯誤NACK。發送方就重發出錯數據幀和其后的所有數據幀，相當于回退了 N幀,到出錯幀處，然后繼續順序發送，如圖所示。圖91回退重發機制選擇重傳是指發送發按照數據幀的順序不停地發送數據，并將發送的數據存儲下倆，當接收 方反饋數據錯誤 NACK ,發送方就重發出錯數據幀，如圖所示:只整些據，不一發3部據堂送方 解 1招 2# 望2H4#

20、5#圖9-22選擇重傳機制LTE中采用的重傳機制是停止等待（ SAW）協議。HARQ合并技術也有以下三類：第一類HARQ就是接收到錯誤數據后，直接丟棄，然后請求重傳，接收到重傳數據后自然無法進行合并，直接譯碼。第二類HARQ 是一種完全增量冗余（Incremental Redundency , IR）的HARQ 合并技術，接收到的錯誤數據不丟棄，重傳的完全是數據的編碼冗余部分，而沒有原始數據本身， 也就是說重傳的數據沒有自解碼功能，重傳的冗余數據和錯誤數據合并以后進行再次解碼。第三類HARQ和第二類HARQ相同的是錯誤數據不丟棄，重傳數據與錯誤數據合并；但不同的是第三類HARQ重傳的數據具有自

21、解碼功能，有原始數據，也有冗余數據。第三類HARQ又分為兩種情況： 第一種是每次重傳的冗余版本完全一樣，叫做 Chase合并（Chase Combining , CC ）技術；第二種是每次重傳的冗余版本不一樣，叫做部分增量冗余（部分IR）的合并技術。LTE中使用的HARQ合并技術有：Chase合并（CC）和增量冗余（IR）。Chase合并技術，重發原始數據和相同版本的冗余編碼數據，提高正確解碼的概率；增量冗余（IR）,逐步發送不同的冗余版本，降低信道編碼速率（對應于低階的冗余編碼版 本），提高編碼增益。當數據速率較高的時候一般使用不能自解碼的第二類HARQ ;速率較低時可使用自解碼的Chase合并或部分增量冗余技術。LTE HARQ 過程LTE中，下行采用異步的自適應HARQ ,上行采用同步 HARQ。異步是指重傳時間間隔不固定，同步指預定義的固定重傳時間間隔。對于單個HARQ進程來說，采用的是停止等待重傳機制，1個數據包發送出去以后，等待ACK/NACK ,如果出錯則需要重傳，直到數據包被正確接收或者超出最大重傳次數被丟棄。 下行HARQ過程如圖所示。PDCCHPJSCH:新散據式速傳敷據在大于 ;等于重信