LTE無線通信系統LTE背景介紹TD-LTE關鍵技術LTE網絡架構及協議棧介紹LTE物理層結構介紹LTE層2結構介紹TD-LTE與WLAN區別LTE無線通信系統1LTE背景介紹1.1LTE的概念和設計目標1.2LTE的標準化進程1.3SAE簡介1.43GPP簡介LTE背景介紹什么是LTE？長期演進LTE(LongTermEvolution)是3GPP主導的無線通信技術的演進。接入網將演進為E-UTRAN

(EvolvedUMTSTerrestrialRadioAccessNetwork)。連同核心網的系統架構將演進為SAE

(SystemArchitectureEvolution)，后改名EPS（EvolvedPacketSystem）。LTE的設計目標帶寬靈活配置：支持1.4MHz,3MHz,5MHz,10Mhz,15Mhz,20MHz峰值速率(20MHz帶寬）：下行100Mbps，上行50Mbps控制面延時小于100ms，用戶面延時小于50ms能為速度>350km/h的用戶提供100kbps的接入服務支持增強型MBMS（E-MBMS）取消CS域，CS域業務在PS域實現，如VOIP系統結構簡單化，低成本建網3GPP的目標是打造新一代無線通信系統，超越現有無線接入能力，全面支撐高性能數據業務的，“確保在未來10年內領先”。LTE背景介紹LTE的標準化進程2004年12月3GPP正式成立了LTE的研究項目。原定2006年6月完成的研究項目SI（StudyItem）推遲到2006年9月。完成可行性研究，并輸出技術報告。2006年9月正式開始工作項目WI（WorkItem）/標準制定階段。接著進入Stage3(Protocol)研究階段，在各個子組會議上進行討論。2008年12月推出首個商用協議版本。LTE主要涉及36.xxx系列協議。目前協議仍在不斷完善中。LTEWIstageLTESIstageDelayed2006Mar2006Jun2006Sep2005Dec2006Dec2007Dec2008Dec2007Jun2008Jun2007Mar2007Sep2008Mar2008Sep2009MarLTEenhancementandimprovementLTERel8(Approval)LTESILTEWILTERel8(Specfinished)LTE背景介紹SAE簡介系統架構演進SAE（SystemArchitectureEvolution），是為了實現LTE提出的目標而從整個系統架構上考慮的演進，后改名為EPC（EvolvedPacketCore）主要包括：功能平扁化，去掉RNC的物理實體，把部分功能放在了E-NodeB，以減少時延和增強調度能力（如，單站內部干擾協調，負荷均衡等，調度性能可以得到很大提高）把部分功能放在了核心網，加強移動交換管理，采用全IP技術，實行用戶面和控制面分離。同時也考慮了對其它無線接入技術的兼容性。LTE背景介紹3GPP簡介3GPP（3rdGenerationPartnershipProject）成立于1998年12月，是一個無線通信技術的標準組織，由一系列的標準聯盟作為成員（OrganizationalPartners）。目前有ARIB（日本）,CCSA（中國）,ETSI（歐洲）,ATIS（美洲）,TTA（韓國）,andTTC（日本）等。3GPP分為標準工作組TSG和管理運維組兩個部分。TSG主要負責各標準的制作修訂工作，管理運維組主要負責整理市場需求，并對TSG和整個項目的運作提供支持。TSG（TechnicalSpecificationGroups）TSGGERAN:GERAN無線側相關(2G)；TSGRAN:無線側相關(3GandLTE)；TSGSA(ServiceandSystemAspects):負責整體的網絡架構和業務能力；TSGCT(CoreNetworkandTerminals):負責定義終端接口以及整個網絡的核心網相關部分。LTE背景介紹規范編號規范名稱內容TR25.913E-UTRA需求定義LTE的需求TS36.201LTE物理層總體描述E-UTRA空中接口的物理層總體描述TS36.211物理信道和描述描述E-UTRA的物理信道TS36.212復用和信道編碼定義E-UTRA物理信道的編碼、映射和復用TS36.213物理過程定義物理過程特性TS36.214物理層測量包含為了支持空閑狀態和連接狀態而進行的UE側和網絡側的測量的定義和描述TS36.300E-UTRA的總體描述提供了E-UTRA無線接口協議框架的總體描述TS36.321MAC協議規范描述MAC協議TS36.322RLC協議規范描述RLC協議TS36.323PDCP協議規范描述PDCP協議TS36.331RRC協議規范描述RRC協議TS23.401基于GTP的SAE架構及功能TS24.301UE與MME間的NAS接口LTE無線通信系統LTE背景介紹TD-LTE關鍵技術LTE網絡架構及協議棧介紹LTE物理層結構介紹LTE層2結構介紹TD-LTE與WLAN區別TD-LTE關鍵技術頻域多址技術—OFDM/SC-FDMAMIMO技術高階調制技術HARQ技術鏈路自適應技術—AMC快速MAC調度技術小區干擾消除多址技術更大的帶寬和帶寬靈活性隨著帶寬的增加，OFDMA信號仍將保持正交，而CDMA的性能會受到多徑的影響

在同一個系統，使用OFDMA可以靈活處理多個系統帶寬

扁平化架構當分組調度的功能位于基站時，可以利用快速調度、包括頻域調度來提高小區容量。頻域調度可通過OFDMA實現，而CDMA無法實現

便于上行功放的實現

SC-FDMA相比較OFDMA可以實現更低的峰均比,有利于終端采用更高效率的功放

簡化多天線操作

OFDMA相比較CDMA實現MIMO容易LTE多址技術的要求多址技術OFDM基本思想OFDM將頻域劃分為多個子信道，各相鄰子信道相互重疊，但不同子信道相互正交。將高速的串行數據流分解成若干并行的子數據流同時傳輸OFDM子載波的帶寬<信道“相干帶寬”時，可以認為該信道是“非頻率選擇性信道”，所經歷的衰落是“平坦衰落”OFDM符號持續時間<信道“相干時間”時，信道可以等效為“線性時不變”系統，降低信道時間選擇性衰落對傳輸系統的影響多址技術OFDM的正交性-時域描述多址技術OFDM的正交性-頻域描述多址技術保護間隔與循環前綴-無保護間隔第1徑第2徑第1徑的第2個符號與第2徑的第1個符號疊加干擾在沒有保護間隔的情況下，由于多徑的存在，各徑之間將在交疊處產生符號間干擾(ISI)多址技術保護間隔與循環前綴-加保護間隔保護間隔為了最大限度地消除符號間干擾，在OFDM符號之間插入保護間隔，保護間隔長度大于無線信道的最大時延擴展，這樣一個符號的多徑分量不會對下一個符號造成干擾

多址技術保護間隔與循環前綴-無循環前綴因多徑延時的存在，空閑的保護間隔進入到FFT的積分時間內，導致積分時間內不能包含整數個波形，破壞了載波間的正交性多址技術保護間隔與循環前綴-加循環前綴FFT積分區間為了避免空閑保護間隔由于多徑傳播造成子載波間的正交性破壞，將每個OFDM符號的后時間中的樣點復制到OFDM符號的前面，形成循環前綴(cyclicprefix)

只要各徑的延遲不超過Tg，都能保正在FFT的積分區間內包含各徑各子載波的整數個波形多址技術下行多址技術-OFDM系統框圖OFDM調制的各個子載波信號在頻域上正交多址技術下行多址技術-OFDMA示意圖下行上行集中式下行上行分布式多址技術上行多址技術-SC-FDMASC-FDMA即DFT-spreadOFDMA峰均比小于OFDMA,有利于提高功放效率易于實現頻域的低復雜度的高效均衡器易于對FDMA采用靈活的帶寬分配多址技術OFDMA示例最大支持64QAM通過CP解決多徑干擾兼容MIMO多址技術SC-FDMA示例最大支持64QAM單載波調制降低峰均比（PAPR）FDMA可通過FFT實現多址技術OFDMA與SC-FDMA對比TD-LTE關鍵技術頻域多址技術—OFDM/SC-FDMAMIMO技術高階調制技術HARQ技術鏈路自適應技術—AMC快速MAC調度技術小區干擾消除MIMO技術多天線技術

MIMO：多入多出(MultipleInputMultipleOutput)SISO：單入單出(SingleInputSingleOutput)SIMO：單入多出(SingleInputMultipleOutput)LTE的基本配置是DL2*2和UL1*2,最大支持4*4MIMO技術1單天線端口，端口0

2發射分集

3開環空分復用457閉環空分復用多用戶MIMO單天線端口，端口5

6閉環Rank=1預編碼

LTE定義了7種下行MIMO傳輸模式（由高層通過傳輸模式通知UE）

提高用戶峰值速率提高小區吞吐量增強小區覆蓋兼容單發射天線提高傳輸可靠性MIMO技術SU-MIMO:空分復用兩個數據流在一個TTI中傳送給UESU-MIMO:發射分集只傳給UE一個數據流LTE下行的SU-MIMOMIMO技術MU-MIMO：也稱虛擬MIMO，用戶端是兩個UE實體，不增加每個用戶的吞吐量，但是可以提供相對于SU-MIMO來說相當，甚至更多的小區容量UE不需要做成高成本的多天線，但是仍然能夠增加小區的容量TD-LTE關鍵技術頻域多址技術—OFDM/SC-FDMAMIMO技術高階調制技術HARQ技術鏈路自適應技術—AMC快速MAC調度技術小區干擾消除高階調制技術頻率利用率高星座圖中信號點分布合理容易實現高階調制技術高階調制可提高峰值速率.LTE支持BPSK,QPSK,16QAM和64QAM.TD-LTE關鍵技術頻域多址技術—OFDM/SC-FDMAMIMO技術高階調制技術HARQ技術鏈路自適應技術—AMC快速MAC調度技術小區干擾消除HARQ技術FEC：前向糾錯編碼(ForwardErrorCorrection)ARQ：自動重傳請求(AutomaticRepeatreQuest)HARQ=FEC+ARQHARQ技術HARQ實際上整合了ARQ的高可靠性和FEC的高效率TD-LTE關鍵技術頻域多址技術—OFDM/SC-FDMAMIMO技術高階調制技術HARQ技術鏈路自適應技術—AMC快速MAC調度技術小區干擾消除鏈路自適應技術QPSK,16QAM和64QAM.“連續”的編碼速率(0.07～0.93)AMC原理鏈路自適應技術上行探測參考信號上行發射，用于在不同的頻段上估計上行信道的質量SRS不必和PUSCH同一頻段發送，可以覆蓋更大的頻率范圍SRS可周期發送，發送周期可從2ms到160ms（子幀的最后一個OFDM符號）在頻域可占用整個上行頻段，也可以用跳頻的方式發送TD-LTE關鍵技術頻域多址技術—OFDM/SC-FDMAMIMO技術高階調制技術HARQ技術鏈路自適應技術—AMC快速MAC調度技術小區干擾消除快速MAC調度技術MAC調度只在eNodeB內MAC調度不僅控制復用、優先級處理和HARQ,也控制資源分配、天線映射和MCSinPHY.調度原理DL:todynamicallydeterminewhichUEsaresupposedtoreceiveDL-SCHtransmissionandonwhatresourcesUL:todynamicallydeterminewhichUEsaretotransmitdataonUL-SCHandonwhichuplinkresources快速MAC調度技術常用的分組調度算法最大C/I算法輪詢算法(RoundRobin：RR)正比公平算法(PF)其他調度算法持續調度算法(Persistentscheduling：PS)半持續調度算法(Semi-persistentscheduling：SPS)動態調度算法(Dynamicalscheduling：DS)illustrationofULschedulingTD-LTE關鍵技術頻域多址技術—OFDM/SC-FDMAMIMO技術高階調制技術HARQ技術鏈路自適應技術—AMC快速MAC調度技術小區干擾消除小區干擾消除小區間干擾消除技術方法：加擾跳頻傳輸發射端波束賦形以及IRC

小區間干擾協調功率控制小區干擾消除LTE系統充分使用序列的隨機化避免小區間干擾一般情況下，加擾在信道編碼之后、數據調制之前進行即比特級的加擾PHICH物理信道的加擾是在調制之后，進行序列擴展時進行加擾擾碼序列與小區id和時隙起始位置有關干擾消除方法-加擾小區干擾消除干擾消除方法-跳頻傳輸目前LTE上下行都可以支持跳頻傳輸，通過進行跳頻傳輸可以隨機化小區間的干擾除了PBCH之外，其他下行物理控制信道的資源映射均于小區id有關PDSCH、PUSCH以及PUCCH采用子幀內跳頻傳輸PUSCH可以采用子幀間的跳頻傳輸小區干擾消除干擾消除方法-發射端波束賦形提高期望用戶的信號強度降低信號對其他用戶的干擾特別的，如果波束賦形時已經知道被干擾用戶的方位，可以主動降低對該方向輻射能量小區干擾消除干擾消除方法-小區間干擾協調頻率資源協調(example)基本思想：以小區間協調的方式對資源的使用進行限制，包括限制哪些時頻資源可用，或者在一定的時頻資源上限制其發射功率靜態的小區間干擾協調不需要標準支持頻率資源協調/功率資源協調小區干擾消除干擾消除方法-小區間干擾協調半靜態小區間干擾協調：需要小區間交換信息，比如資源使用信息在X2接口交換PRB的使用信息進行頻率資源的小區間干擾協調（上行），即告知哪個PRB被分配給小區邊緣用戶，以及哪些PRB對小區間干擾比較敏感。同時，小區之間可以在X2接口上交換過載指示信息（OI：OverloadIndicator），用來進行小區間的上行功率控制LTE無線通信系統LTE背景介紹TD-LTE關鍵技術LTE網絡架構及協議棧介紹LTE物理層結構介紹LTE層2結構介紹TD-LTE與WLAN區別LTE網絡結構及協議棧3

LTE網絡架構及協議棧介紹3.1LTE的網絡架構3.2LTE的網元功能3.3LTE的協議棧介紹LTE網絡架構LTE的主要網元LTE的接入網E-UTRAN由e-NodeB組成，提供用戶面和控制面。LTE的核心網EPC由MME，S-GW和P-GW組成。LTE的網絡接口e-NodeB間通過X2接口相互連接，支持數據和信令的直接傳輸。S1接口連接e-NodeB與核心網EPC。其中，S1-MME是e-NodeB連接MME的控制面接口，S1-U是e-NodeB連接S-GW的用戶面接口。RRC:RadioResourceControlPDCP:PacketDataConvergenceProtocolRLC:RadioLinkControl

MAC:MediumAccessControlPHY:PhysicallayerEPC:EvolvedPacketCoreMME:MobilityManagementEntityS-GW:ServingGatewayP-GW:PDNGateway與傳統3G網絡比較，LTE的網絡結更加簡單扁平，降低組網成本，增加組網靈活性，并能大大減少用戶數據和控制信令的時延。LTE網元功能e-NodeB的主要功能包括：無線資源管理功能，即實現無線承載控制、無線許可控制和連接移動性控制，在上下行鏈路上完成UE上的動態資源分配（調度）；用戶數據流的IP報頭壓縮和加密；UE附著狀態時MME的選擇；實現S-GW用戶面數據的路由選擇；執行由MME發起的尋呼信息和廣播信息的調度和傳輸；完成有關移動性配置和調度的測量和測量報告。MME的主要功能包括：

NAS(Non-AccessStratum)非接入層信令的加密和完整性保護；AS(AccessStratum)接入層安全性控制、空閑狀態移動性控制；EPS(EvolvedPacketSystem)承載控制；支持尋呼，切換，漫游，鑒權。S-GW的主要功能包括：分組數據路由及轉發；移動性及切換支持；合法監聽；計費。P-GW的主要功能包括：分組數據過濾；UE的IP地址分配；上下行計費及限速。LTE協議棧介紹LTE協議棧的兩個面：用戶面協議棧：負責用戶數據傳輸控制面協議棧：負責系統信令傳輸用戶面的主要功能：頭壓縮加密調度ARQ/HARQ用戶面協議棧

控制面協議棧

控制面的主要功能：RLC和MAC層功能與用戶面中的功能一致PDCP層完成加密和完整性保護RRC層完成廣播，尋呼，RRC連接管理，資源控制，移動性管理，UE測量報告控制NAS層完成核心網承載管理，鑒權及安全控制LTE無線通信系統LTE背景介紹TD-LTE關鍵技術LTE網絡架構及協議棧介紹LTE物理層結構介紹LTE層2結構介紹TD-LTE與WLAN區別LTE物理層結構4LTE物理層結構4.1LTE支持頻段4.2無線幀結構4.3物理信道4.4物理信號4.5物理層過程LTE支持頻段E-UTRABandUplink(UL)Downlink(DL)DuplexModeFUL_low–FUL_highFDL_low–FDL_high11920MHz–1980MHz2110MHz–2170MHzFDD21850MHz–1910MHz1930MHz–1990MHzFDD31710MHz–1785MHz1805MHz–1880MHzFDD41710MHz–1755MHz2110MHz–2155MHzFDD5824MHz–849MHz869MHz–894MHzFDD6830MHz–840MHz875MHz–885MHzFDD72500MHz–2570MHz2620MHz–2690MHzFDD8880MHz–915MHz925MHz–960MHzFDD91749.9MHz–1784.9MHz1844.9MHz–1879.9MHzFDD101710MHz–1770MHz2110MHz–2170MHzFDD111427.9MHz–1452.9MHz1475.9MHz–1500.9MHzFDD12698MHz–716MHz728MHz–746MHzFDD13777MHz–787MHz746MHz–756MHzFDD14788MHz–798MHz758MHz–768MHzFDD……

…

…17704MHz–716MHz734MHz–746MHzFDD...…

…

…E-UTRABandUplink(UL)Downlink(DL)DuplexModeFUL_low–FUL_highFDL_low–FDL_high331900MHz–1920MHz1900MHz–1920MHzTDD342010MHz–2025MHz2010MHz–2025MHzTDD351850MHz–1910MHz1850MHz–1910MHzTDD361930MHz–1990MHz1930MHz–1990MHzTDD371910MHz–1930MHz1910MHz–1930MHzTDD382570MHz–2620MHz2570MHz–2620MHzTDD391880MHz–1920MHz1880MHz–1920MHzTDD402300MHz–2400MHz2300MHz–2400MHzTDDTDD模式支持頻段FDD模式支持頻段根據2008年底凍結的LTER8協議：支持兩種雙工模式：FDD和TDD支持多種頻段，從700MHz到2.6GHz支持多種帶寬配置：1.4MHz,3MHz,5MHz,10MHz,15MHz,20MHz無線幀結構（1）LTE共支持兩種無線幀結構：類型1，適用于頻分雙工FDD類型2，適用于時分雙工TDDFDD類型無線幀結構：LTE采用OFDM技術，子載波間隔為f=15kHz，2048階IFFTFDD類型無線幀長10ms，如下圖所示。每幀含有20個時隙，每時隙為0.5ms。普通CP配置下，一個時隙包含7個連續的OFDM符號FDD類型無線幀結構資源塊的概念：LTE具有時域和頻域的資源，資源分配的最小單位是資源塊RB（ResourceBlock），RB由RE（ResourceElement）組成RE是二維結構，由時域符號（Symbol）和頻域子載波（Subcarrier）組成1個時隙和12個連續子載波組成一個RB無線幀結構（2）TDD類型無線幀結構：同樣采用OFDM技術，子載波間隔和時間單位均與FDD相同。幀結構與FDD類似，每個10ms幀由10個1ms的子幀組成；子幀包含2個0.5ms時隙。10ms幀中各個子幀的上下行分配策略可以設置。如右邊表格所示。DL/UL子幀分配Uplink-downlinkconfigurationDownlink-to-UplinkSwitch-pointperiodicitySubframenumber012345678905msDSUUUDSUUU15msDSUUDDSUUD25msDSUDDDSUDD310msDSUUUDDDDD410msDSUUDDDDDD510msDSUDDDDDDD65msDSUUUDSUUDDwPTS:DownlinkPilotTimeSlotGP:GuardPeriodUpPTS:UplinkPilotTimeSlotTDD類型無線幀結構D:DownlinksubframeU:UplinksubframeS:Specialsubframe無線幀結構（3）CP長度配置：為克服OFDM系統所特有的符號間干擾ISI，LTE引入了循環前綴CP（CyclicPrefix）。CP的長度與覆蓋半徑有關，一般情況下下配置普通CP即可滿足要求；廣覆蓋等小區半徑較大的場景下可配置擴展CP。CP長度配置越大，系統開銷越大。ConfigurationDLOFDMCPLengthULSC-FDMACPLengthSub-carrierofeachRBSymbolofeachslot普通CPf=15kHz160forslot#0144forslot#1~#6160forslot#0144forslot#1~#6127擴展CPf=15kHz512forslot#0~#5512forslot#0~#56f=7.5kHz1024forslot#0~#2NULL24(DLonly)3(DLonly)上下行CP長度配置上下行普通CP配置下時隙結構（△f=15kHz）上下行擴展CP配置下時隙結構（△f=15kHz）下行擴展CP配置下時隙結構（△f=7.5kHz）LTE資源塊載波帶寬[MHz]1.435101520RE數目(每個OFDM符號)721803006009001200RB數目（每個slot）615255075100RE(ResourceElement)物理層資源的最小粒度時域：1個OFDM符號，頻域：1個子載波RB（ResourceBlock）物理層數據傳輸的資源分配頻域最小單位時域：1個slot，頻域：12個連續子載波TTI物理層數據傳輸調度的時域基本單位1TTI=1subframe=2slots1TTI=14個OFDM符號(NormalCP)1TTI=12個OFDM符號(ExtendedCP)CCEControlChannelElement控制信道的資源單位1CCE=36REs1CCE=9REGs(1REG=4REs)LTE特殊子幀配置TD-LTE特殊子幀繼承了TD-SCDMA的特殊子幀設計思路，由DwPTS，GP和UpPTS組成。TD-LTE的特殊子幀可以有多種配置，用以改變DwPTS，GP和UpPTS的長度。但無論如何改變，

DwPTS+GP+UpPTS永遠等于1msTD-LTE的特殊子幀配置和上下行時隙配置沒有制約關系，可以相對獨立的進行配置特殊子幀配置NormalCPExtendedCPDwPTSGPUpPTSDwPTSGPUpPTS03101381194183121031921311211011412113725392822693291271022---81112---DwPTS主同步信號PSS在DwPTS上進行傳輸只要DwPTS的符號數大于等于9，就能傳輸數據（參照上頁特殊子幀配置）DwPTS上最多能傳兩個PDCCHOFDM符號（正常時隙能傳最多3個）TD-SCDMA的DwPTS承載下行同步信道DwPCH，采用規定功率覆蓋整個小區，UE從DwPTS上獲得與小區的同步TD-SCDMA的DwPTS無法傳輸數據，所以TD-LTE在這方面是有提高的。如果小區覆蓋距離和遠距離同頻干擾不構成限制因素（在這種情況下應該采用較大的GP配置），推薦將DwPTS配置為能夠傳輸數據UpPTSUpPTS可以發送短RACH（做隨機接入用）和SRS（Sounding參考信號，詳細介紹見后）根據系統配置，是否發送短RACH或者SRS都可以用獨立的開關控制因為資源有限（最多僅占兩個OFDM符號），UpPTS不能傳輸上行信令或數據LTE上行/下行信道BCCHPCCHCCCHDCCHDTCHMCCHMTCHPCHDL-SCHMCHBCHPBCHPDSCHPMCH邏輯信道傳輸信道物理信道CCCHDCCHDTCHUL-SCHPRACHPUSCHRACHPUCCH下行信道上行信道邏輯信道傳輸信道物理信道物理信道和信號上行物理信道PUSCHPUCCHPRACH上行物理信號參考信號（ReferenceSignal：RS）下行物理信道PDSCH:PBCHPMCHPCFICHPDCCHPHICH下行物理信號同步信號（SynchronizationSignal）參考信號（ReferenceSignal）物理信道一系列資源粒子（RE）的集合，用于承載源于高層的信息物理信號一系列資源粒子（RE）的集合，這些RE不承載任何源于高層的信息物理信道的使用小區搜索涉及的物理信道SCH->PBCH->PCFICH->PDCCH->PDSCH(獲取DBCH)隨機接入涉及的物理信道PRACH->PCFICH->PDCCH->PDSCH->PUSCH下行數據傳輸涉及的物理信道PCFICH->PDCCH->PDSCH->PUCCH上行數據傳輸涉及的物理信道PCFICH->PDCCH->PUSCH->PHICH物理信道-下行物理信道調制方式物理信道調制方式PBCHQPSKPCFICHQPSKPDCCHQPSKPHICHBPSKPDSCHQPSK,16QAM,64QAMPMCHQPSK,16QAM,64QAM下行信道處理過程加擾：物理層傳輸的碼字都需要經過加擾；調制：對加擾后的碼字進行調制，生成復數值的調制符號；層映射：將復數調制符號影射到一個或多個發射層中；預編碼：對每個發射層中的復數調制符號進行預編碼，并影射到相應的天線端口；RE影射：將每個天線端口的復數調制符號影射到相應的RE上；OFDM信號生成：每個天線端口信號生成OFDM信號。下行信道的調制方式下行物理信號-參考信號下行參考信號RS(ReferenceSignal)：類似CDMA/UMTS的導頻信號，用于下行物理信道解調及信道質量測量協議指定有三種參考信號小區特定參考信號（Cell-SpecificReferenceSignal）為必選CQI測量總基于CRS另外兩種參考信號（MBSFNSpecificRS&UE-SpecificRS）為可選LTE下行參考信號特點：RS本質上是終端已知的偽隨機序列對于每個天線端口，RS的頻域間隔為6個子載波被參考信號占用的RE，在其它天線端口相同RE上必須留空天線端口增加時，系統的導頻總開銷也增加，可用的數據RE減少LTE的參考信號是離散分布的，而CDMA/UMTS的導頻信號是連續的RS分布越密集，則信道估計越精確，但開銷越大，影響系統容量下行物理信號-同步信號Page68同步信號（SynchronizationSignal）：同步信號用于小區搜索過程中UE和E-UTRAN的時頻同步。同步信號包含兩個部分：主同步信號）：用于符號timing對準，頻率同步，以及部分的小區ID偵測次同步信號：用于幀timing對準，CP長度偵測，以及小區組ID偵測同步信號特點：無論系統帶寬是多少，同步信號只位于系統帶寬的中部，占用72個子載波。同步信號只在每個10ms幀的第1個和第11個時隙中傳送。主同步信號位于傳送時隙的最后一個符號，次同步信號位于傳送時隙的倒數第二個符號。PSS位于DwPTS的第三個符號SSS位于5ms第一個子幀的最后一個符號SCH(P/S-SCH)占用的72子載波位于系統帶寬中心位置時域結構頻域結構PBCH配置頻域：對于不同的帶寬，都占用中間的1.08MHz（72個子載波）進行傳輸；時域：映射在每個5ms無線幀的subframe0里的第二個slot的前4個OFDM符號上；周期：PBCH周期為40ms，每10ms重復發送一次，終端可以通過4次中的任一次接收解調出BCH；PBCH(廣播信道)

廣播消息：MIB&SIBMIB在PBCH上傳輸,包含了接入LTE系統所需要的最基本的信息：下行系統帶寬PHICH資源指示系統幀號(SFN）CRC天線數目的信息等SIB在DL-SCH上傳輸，映射到物理信道PDSCH，攜帶如下信息：一個或者多個PLMN標識Trackareacode小區IDUE公共的無線資源配置信息同、異頻或不同技術網絡的小區重選信息SIB1固定位置在#5子幀上傳輸，攜帶了DL/UL時隙配比，以及其他SIB的位置與索引等信息。SIB1SIB2SIB3~8BCCHBCHDL-SCHPDSCHPBCH傳輸信道物理信道MIBSIBs邏輯信道PCFICH&PHICH信道PHICH的傳輸以PHICH組的形式，PHICH組的個數由PBCH指示。采用BPSK調制，傳輸上行信道反饋信息。指示PDCCH的長度信息（1、2或3），在子幀的第一個OFDM符號上發送，占用4個REG，均勻分布在整個系統帶寬。采用QPSK調制，攜帶一個子幀中用于傳輸PDCCH的OFDM符號數，傳輸格式。小區級shift，隨機化干擾PCFICH(物理層控制格式指示信道)PHICH(物理HARQ指示信道)PDCCH信道PDCCH控制信令的主要類型“上行數據傳輸”的調度與授權信息“下行數據傳輸”的調度信息“尋呼消息傳輸”的調度信息“隨機接入響應上行傳輸”的調度信息上行功控信令PDCCH主要特點PDCCH信道可能占用每個子幀的前1，2或者3個OFDM符號具體符號數由PCFICH指示不同UE的控制信令是獨立發送的，可以針對不同UE的信道情況進行自適應傳輸自適應包括：CCE聚合級別自適應和發射功率自適應PDCCH通過盲檢測來進行解調PDSCH資源分配方式資源分配方式包括集中式(Localized)：有利于頻率選擇性調度分布式(Distributed)：有利于抵抗窄帶深衰落，獲得頻率分集增益物理信道-上行物理信道調制方式PUCCHBPSK,QPSKPUSCHQPSK,16QAM,64QAMPRACHZadoff-Chu序列,QPSK上行信道處理過程加擾調制：對加擾后的碼字進行調制，生成復數值的調制符號；轉換預編碼：生成復數值的符號；RE影射：將復數符號影射到相應的RE上；SC-FDMA信號生成：每個天線端口信號生成SC-FDMA信號。上行信道的調制方式物理信號-上行上行參考信號RS（ReferenceSignal）：上行的導頻信號，用于E-UTRAN與UE的同步和上行信道估計。上行參考信號有兩種：解調參考信號DMRS(DemodulationReferenceSignal),PUSCH和PUCCH傳輸時的導頻信號Sounding參考信號SRS(SoundingReferenceSignal),無PUSCH和PUCCH傳輸時的導頻信號PRACH配置頻域：1.08MHz帶寬（72個子載波），與PUCCH相鄰時域：位于UpPTS（format4）及普通上行子幀中（format0~3）。每10ms無線幀接入0.5~6次，每個子幀采用頻分方式可傳輸多個隨機接入資源。LTE中有兩種接入類型（競爭和非競爭），兩種類型共享接入資源（前導碼，共64個），需要提前設置；初期建議：競爭/非競爭兩種接入類型均要求，配置保證在切換場景下使用非競爭接入；應用場景接入類型IDLE態初始接入競爭無線鏈路失敗后初始接入競爭連接態上行失步后發送上行數據競爭小區切換競爭/非競爭連接態上行失步后接收下行數據競爭/非競爭PRACH(物理隨機接入信道)接入類型建議PUCCH配置PUCCH格式承載信息內容承載用戶數1SRIUE是否有調度請求181a1bitACK傳輸HARQ信息1b2bitACK2CQIPMI+RI+CQI122aCQI+1比特ACK混合傳輸CQI及HARQ信息2bCQI+2比特ACK傳輸上行用戶的控制信息，包括CQI,ACK/NAK反饋，調度請求等。一個控制信道由1個RBpair組成，位于上行子幀的兩邊邊帶上在子幀的兩個slot上下邊帶跳頻，獲得頻率分集增益通過碼分復用，可將多個用戶的控制信息在同一個PDCCH資源上發送。上行容量與吞吐量是PUCCH個數與PUSCH個數的折中PUCCH（上行物理控制信道）控制信道示意圖物理層過程-小區搜索小區搜索（CellSearch）基本原理：小區搜索是UE實現與E-UTRAN下行時頻同步并獲取服務小區ID的過程。小區搜索分兩個步驟：第一步：UE解調主同步信號實現符號同步，并獲取小區組內ID；第二步：UE解調次同步信號實現幀同步，并獲取CP長度和小區組ID。關于CellID：LTE協議規定物理層CellID分為兩個部分：小區組ID和組內ID。目前最新協議規定物理層小區組有168個，每個小區組由3個ID組成，因此共有168*3=504個獨立的CellID其中代表小區組ID，取值范圍0~167；代表組內ID，取值范圍0~2初始化小區搜索：UE上電后開始進行初始化小區搜索，搜尋網絡。UE第一次開機時并不知道網絡的帶寬和頻點。UE會重復基本的小區搜索過程，歷遍整個頻譜的各個頻點嘗試解調同步信號。可以通過一些方法縮短以后的UE初始化時間，如UE儲存以前的可用網絡信息，開機后優先搜索這些網絡。一旦UE搜尋到可用網絡并與網絡實現同步，獲得服務小區ID(完成小區搜索)后，UE將解調下行廣播信道PBCH，獲取系統帶寬、發射天線數等系統信息。完成上述過程后，UE解調下行控制信道PDCCH，獲取網絡指配給這個UE的尋呼周期。然后在尋呼周期中從IDLE態醒來解調PDCCH，監聽尋呼。如果有屬于該UE的尋呼，則解調指定的下行共享信道PDSCH資源，接收尋呼。搜索頻點同步信號廣播信道控制信道共享信道在以下情況下UE需要進行隨機接入初始接入無線鏈路失敗后重建無線鏈路切換到新小區需要與新小區上行同步時UE在連接狀態，但是上行同步丟失時需進行調度請求，且沒有專用調度請求資源時隨機接入的主要目的是獲得上行同步隨機接入LTE無線通信系統LTE背景介紹TD-LTE關鍵技術LTE網絡架構及協議棧介紹LTE物理層結構介紹LTE層2結構介紹TD-LTE與WLAN區別LTE層2結構5

LTE層2結構介紹5.1LTE層2概述5.2MAC層介紹5.3RLC層介紹5.4PDCP層介紹5.5層1層2數據流小結LTE層2概述LTE層2分為以下幾個子層：MAC層（MediumAccessControl）RLC層（RadioLinkControl）PDCP層（PacketDataConvergenceProtocol）層2的主要功能頭壓縮，加密分段/串接，ARQ調度，優先級處理，復用/解復用，HARQ下行層2結構上行層2結構MAC層MAC層的主要功能邏輯信道（LogicalChannel）與傳輸信道（TransportChannel）間的映射將RLC層的協議數據單元PDU復用到傳輸塊TB（TransportBlock）中，然后通過傳輸信道傳送到物理層。業務量測量報告通過HARQ糾錯對單個UE的邏輯信道優先級處理多個UE間的優先級處理（動態調度）傳輸格式選擇填充MAC層的邏輯信道控制信道（ControlChannel）：傳輸控制面信息業務信道（TrafficChannel）：傳輸用戶面信息MAC層結構MAC層上行信道映射MAC層下行信道映射控制信道業務信道RLC層RLC層的主要功能上層PDU的傳輸支持確認模式AM和非確認模式UM數據傳輸支持透傳模式TM通過ARQ糾錯對傳輸塊TB進行分段處理：僅當RLCSDU不完全符合TB大小時，將SDU分段到可變大小的RLCPDU中，而不用進行填充對重傳的PDU進行重分段處理：僅當需要重傳的PDU不完全符合用于重傳的新TB大小時，對RLCPDU進行重分段處理多個SDU的串接順序傳遞上層PDU（除切換外）協議流程錯誤偵測和恢復SDU丟棄復位RLCPDU結構RLCheader承載的PDU序列號與SDU序列號無關根據調度機制，RLCPDU的大小動態可變。RLC根據PDU的大小對SDU進行分段和串接，一個PDU的數據可能來自一個或多個SDURLC層結構AM:AcknowledgeModeUM:Un-acknowledgeModeTM:TransparentModeTB:TransportBlockSDU:ServiceDataUnitPDU:Prot