LTE網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化-物理層

1、陜西億兆通信技術(shù)有限公司陜西億兆通信技術(shù)有限公司LTE物理層過程- LTE網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化學(xué)習(xí)課程課程內(nèi)容 物理層概述 小區(qū)初搜 小區(qū)重選 隨機(jī)接入 功率控制物理層概述 物理層的位置（E-UTRAN無線用戶面協(xié)議棧）物理層概述 物理層的位置（E-UTRAN無線控制面協(xié)議棧）物理層概述 物理層主要功能a. 傳輸信道的錯(cuò)誤檢測，并向高層提供指示a. 傳輸信道的糾錯(cuò)編碼/譯碼b. HARQ軟合并c. 編碼的傳輸信道向物理信道映射d. 物理信道功率加權(quán)e. 物理信道調(diào)制與解調(diào)f. 頻率與時(shí)間同步g. 無線特征測量，并向高層提供指示h.MIMO天線處理i. 射頻處理（射頻相關(guān)規(guī)范）物理層概述 物理層幀結(jié)構(gòu)（FD

2、D)l共1024個(gè)無線幀；l1個(gè)無線幀由10個(gè)子幀組成；l1個(gè)子幀由2個(gè)時(shí)隙組成；l每個(gè)時(shí)隙由若干個(gè)符號構(gòu)成。物理層概述 物理層幀結(jié)構(gòu)（TDD）l 共1024個(gè)無線幀；l 1個(gè)無線幀由2個(gè)半幀組成；l 每個(gè)半幀由5個(gè)子幀組成： 常規(guī)子幀由2個(gè)時(shí)隙構(gòu)成； 特殊子幀由DwPTS、GP、UpPTS時(shí)隙構(gòu)成l TDD幀結(jié)構(gòu)支持5ms和10ms兩種上下行轉(zhuǎn)換點(diǎn)周期物理層概述 物理層的資源無線幀子幀時(shí)隙子載波OFDM符號協(xié)議規(guī)定，通常情況下子載波間隔15khz，Normal CP(Cyclic Prefix)情況下，每個(gè)子載波一個(gè)slot有7個(gè)symbol；Extend CP情況下，每個(gè)子載波一個(gè)slot

3、有6個(gè)symbol。上圖給出的是常規(guī)CP情況下的時(shí)頻結(jié)構(gòu)，從豎的的來看，每一個(gè)方格對應(yīng)就是頻率上一個(gè)子載波。RB(Resource Block)：頻率上連續(xù)12個(gè)子載波，時(shí)域上一個(gè)slot，稱為1個(gè)RB。如下圖左側(cè)橙色框內(nèi)就是一個(gè)RB。根據(jù)一個(gè)子載波帶寬是15k可以得出1個(gè)RB的帶寬為180kHz。RE(Resource Element)：頻率上一個(gè)子載波及時(shí)域上一個(gè)symbol，稱為一個(gè)RE，如上圖所示。REG（Resource Element Group）：）：一個(gè)REG包括4個(gè)連續(xù)未被占用的RE。REG主要針對PCFICH和PHICH速率很小的控制信道資源分配，提高資源的利用效率和分配靈

4、活性。CCE（Control Channel Element）：）：每個(gè)CCE由9個(gè)REG組成，之所以定義相對于REG較大的CCE，是為了用于數(shù)據(jù)量相對較大的PDCCH的資源分配。每個(gè)用戶的PDCCH只能占用1，2，4，8個(gè)CCE，稱為聚合級別。 物理層概述 同步信號同步信號：同步信號用于小區(qū)搜索過程中UE和E-UTRAN的時(shí)頻同步。同步信號包含兩個(gè)部分：主同步信號（PSS）：用于符號timing對準(zhǔn)，頻率同步，以及部分的小區(qū)ID偵測次同步信號（SSS)：用于幀timing對準(zhǔn)，CP長度偵測，以及小區(qū)組ID偵測同步信號特點(diǎn)：1. 無論系統(tǒng)帶寬是多少，同步信號只位于系統(tǒng)帶寬的中部，占用72個(gè)子載

5、波物理層概述 FDD與TDD同步信號位置區(qū)分TDD中，PSS位于DWPTS的第三個(gè)符號，SSS位于5ms第一個(gè)子幀的最后一個(gè)符號；FDD中，主同步信號和輔同步信號位于5ms第一個(gè)子幀內(nèi)前一個(gè)時(shí)隙的最后兩個(gè)符號；利用主、輔同步信號相對位置的不同，終端可以在小區(qū)初搜的初始階段識別系統(tǒng)是TDD還是FDD;物理層概述 物理信道及物理信道和物理信號的區(qū)別物理信道：對應(yīng)于一系列RE的集合，需要承載來自高層的信息稱為物理信道；如PDCCH、PDSCH等.物理信號：對應(yīng)于物理層使用的一系列RE，但這些RE不傳遞任何來自高層的信息，如參考信號(RS)，同步信號。下行物理信號下行物理信號：RS(Reference

6、 Signal)：參考信號，通常也稱為導(dǎo)頻信號；：參考信號，通常也稱為導(dǎo)頻信號；SCH(PSCH,SSCH)：同步信號，分為主同步信號和輔同步信號同步信號，分為主同步信號和輔同步信號；上行物理信號：上行物理信號：RS：參考信號：參考信號；物理層概述 物理信道下行物理信道：PDSCH: Physical Downlink Shared Channel(物理下行共享信道) 。主要用于傳輸業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，也可以傳輸信令。UE之間通過頻分進(jìn)行調(diào)度。 （調(diào)制方式QPSK,16QAM,64QAM）PDCCH: Physical Downlink Control Channel(物理下行控制信道)。承載導(dǎo)呼和用戶

7、數(shù)據(jù)的資源分配信息，以及與用戶數(shù)據(jù)相關(guān)的HARQ信息。 （調(diào)制方式QPSK）PBCH: Physical Broadcast Channel(物理廣播信道)。承載小區(qū)ID等系統(tǒng)信息，用于小區(qū)搜索過程。 （調(diào)制方式QPSK）PHICH: Physical Hybrid ARQ Indicator Channel(物理HARP指示信道) ，用于承載HARP的ACK/NACK反饋。（調(diào)制方式BPSK）PCFICH: Physical control Format Indicator Channel(物理控制格式指示信道)，用于 承載控制信息所在的OFDM符號的位置信息。 （調(diào)制方式QPSK）PMCH

8、: Physical Multicast channel(物理多播信道)，用于承載多播信息（調(diào)制方式QPSK,16QAM,64QAM）物理層概述 物理信道映射關(guān)系圖物理層概述 物理信道上行物理信道：PRACH: Physical Random Access Channel(物理隨機(jī)接入信道) 承載隨機(jī)接入前導(dǎo)。（調(diào)制方式QPSK）PUSCH: Physical Uplink Shared Channel(物理上行共享信道) 承載上行用戶數(shù)據(jù)。 （調(diào)制方式QPSK,16QAM，64QAM）PUCCH: Physical Uplink Control Channel(物理上行控制信道) 承載HAR

9、Q的ACK/NACK，調(diào)度請求，信道質(zhì)量指示等信息。 （調(diào)制方式QPSK）物理層概述 物理信道映射關(guān)系圖物理層概述下行RS(Reference Signal)參考信號，通常也稱為導(dǎo)頻信號。和3G中導(dǎo)頻信號的作用是一樣的，主要包括：1. 下行信道質(zhì)量測量；2. 下行信道估計(jì)，用于UE端的相干檢測和解調(diào)；3. 小區(qū)搜索；參考信號有三種類型： 小區(qū)特定參考信號，一般不特別說明，參考信號指的都是小區(qū)特定參考信號。 MBSFN(Multimedia Broadcast Single Frequency Network)參考信號，與MBSFN傳輸關(guān)聯(lián)MBSFN參考信號僅在分配給MBSFN傳輸?shù)淖訋瑐鬏?。M

10、BSFN導(dǎo)頻序列僅用于擴(kuò)展CP的情況。 UE特殊參考信號。顧名思義，這類參考信號只針對特定UE有效。課程內(nèi)容 物理層概述 小區(qū)初搜 小區(qū)重選 隨機(jī)接入 功率控制物理層概述 物理層過程-UE狀態(tài)轉(zhuǎn)移小區(qū)搜索小區(qū)搜索流程 5ms 定時(shí)，獲得 10ms 定時(shí)，獲得計(jì)算得到PCI讀取MIB讀取SIB小區(qū)選擇PSSSSSPBCHPDSCHSFN下行系統(tǒng)帶寬下行系統(tǒng)帶寬PHICH配置信息配置信息(2)IDN(1)IDN小區(qū)搜索 參考信號上行參考信號下行參考信號DMRSSRS小區(qū)專用RS用戶專用RSMBSFN專用RS數(shù)據(jù)解調(diào)信道測量和估計(jì)小區(qū)搜索SubFrame0/5SubFrame0/5SubFrame1

11、/6SubFrame1/6TS0/10TS0/10TS1/11TS1/11DwPTSDwPTSGPGPUpPTSUpPTS0 01 12 23 34 45 56 60 01 12 23 34 45 56 672SubCarriers72SubCarriersl 主同步信號主同步信號 共3個(gè)PSS 對應(yīng)l 輔同步信號輔同步信號 共168組SSS 對應(yīng)n 同步捕獲過程同步捕獲過程(2)IDN(1)IDNPCIPCI（物理小區(qū)（物理小區(qū)IDID）：）：小區(qū)搜索l 主信息塊主信息塊MIBMIB PBCH上發(fā)送 40msTTIl 系統(tǒng)信息塊系統(tǒng)信息塊SIBSIB PDSCH上發(fā)送 傳輸格式及資源 由PD

12、CCH調(diào)度SubFrame0/5SubFrame0/5SubFrame1/6SubFrame1/6TS0/10TS0/10TS1/11TS1/11DwPTSDwPTSGPGPUpPTSUpPTS0 01 12 23 34 45 56 60 01 12 23 34 45 56 672SubCarriers72SubCarriersn 系統(tǒng)信息讀取系統(tǒng)信息讀取小區(qū)搜索小區(qū)選擇小區(qū)選擇l 初始小區(qū)選擇未預(yù)存E-UTRA載波信息；UE需要進(jìn)行全頻段搜索；僅需搜索各個(gè)載頻的最強(qiáng)小區(qū)；如果滿足駐留條件，UE將駐留在該小區(qū)。l 已存有信息的小區(qū)選擇存有E-UTRA載波信息；甚至可能存有小區(qū)參數(shù)；根據(jù)存儲信息

13、進(jìn)行搜索；如果滿足駐留條件，UE將駐留在該小區(qū)；如果不滿足，則進(jìn)行初始小區(qū)選擇。？I know it小區(qū)搜索 小區(qū)選擇參數(shù)-在SIB1中廣播S準(zhǔn)則： Srxlev 0 Srxlev = Qrxlevmeas (Qrxlevmin + Qrxlevminoffset) Pcompensation其中， Pcompensation = max(PEMAX_H PPowerClass, 0) 課程內(nèi)容 物理層概述 小區(qū)初搜 小區(qū)重選 隨機(jī)接入 功率控制小區(qū)重選 小區(qū)重選流程重選參數(shù)獲取鄰區(qū)啟測判決小區(qū)重選判決小區(qū)重選 重選參數(shù)獲取小區(qū)重選 重選優(yōu)先級 在LTE系統(tǒng)中，小區(qū)重選引入了頻點(diǎn)優(yōu)先級的概念：

14、l網(wǎng)絡(luò)可配置不同頻點(diǎn)的優(yōu)先級；l優(yōu)先級配置單位是頻點(diǎn)，相同載頻的不同小區(qū)具有相同的優(yōu)先級；l合理設(shè)置該參數(shù)，可均衡網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷、提升資源利用率，保障UE信號質(zhì)量。小區(qū)重選 重選啟動準(zhǔn)則重選優(yōu)先級高于服務(wù)小區(qū)的載頻，UE始終對其測量；重選優(yōu)先級等于或者低于服務(wù)小區(qū)的載頻：l同頻：當(dāng)服務(wù)小區(qū)Srxlev Sintrasearch時(shí)，UE可以不進(jìn)行同頻測量；當(dāng)服務(wù)小區(qū)Srxlev Snonintrasearch時(shí)，UE可以不進(jìn)行異頻測量；當(dāng)服務(wù)小區(qū)Srxlev Threshx,high ；且保持一段時(shí)間(Treselection-EUTRA)。小區(qū)重選 小區(qū)重選判決 - 異頻準(zhǔn)則準(zhǔn)則1：優(yōu)先級不同的異頻

15、小區(qū)重選判決準(zhǔn)則：優(yōu)先級不同的異頻小區(qū)重選判決準(zhǔn)則l低優(yōu)先級小區(qū)重選判決準(zhǔn)則UE駐留在當(dāng)前小區(qū)超過1s ；高優(yōu)先級和同優(yōu)先級鄰區(qū)不滿足重選判決準(zhǔn)則；服務(wù)小區(qū)Sservingcell Threshx,low ；且保持一段時(shí)間(Treselection-EUTRA)。小區(qū)重選 小區(qū)重選判決小區(qū)重選判決小區(qū)重選 小區(qū)重選判決小區(qū)重選判決準(zhǔn)則準(zhǔn)則2：同頻小區(qū)及同優(yōu)先級異頻小區(qū)重選判決準(zhǔn)則：同頻小區(qū)及同優(yōu)先級異頻小區(qū)重選判決準(zhǔn)則UE在當(dāng)前小區(qū)駐留超過1s；鄰小區(qū)Srx,neighbourcell0；滿足R準(zhǔn)則；且保持一段時(shí)間(Treselection)。小區(qū)重選 小區(qū)重選判決準(zhǔn)則準(zhǔn)則2：同頻小區(qū)及同優(yōu)先

16、級異頻小區(qū)重選判決準(zhǔn)則：同頻小區(qū)及同優(yōu)先級異頻小區(qū)重選判決準(zhǔn)則R準(zhǔn)則： Rn Rs其中，Rs = Qmeas,s + Qhyst；Rn = Qmeas,t Qoffset；Qoffset = Qoffsets,n + Qoffsetfrequency 。小區(qū)重選 小區(qū)重選判決課程內(nèi)容 物理層概述 小區(qū)初搜 小區(qū)重選 隨機(jī)接入 功率控制隨機(jī)接入過程 l從RRC-IDLE狀態(tài)到RRC-CONNECT的狀態(tài)轉(zhuǎn)換，即RRC連接過程，如初始接入和TAU更新l無線鏈路失敗后的初始接入，即RRC 連接重建過程l在RRC-CONNECTED狀態(tài)，未獲得上行同步但需發(fā)送上行數(shù)據(jù)和控制信息或雖未上行失步但需要通過

17、隨機(jī)接入申請上行資源l在RRC-CONNECTED狀態(tài)，從服務(wù)小區(qū)切換到目標(biāo)小區(qū)l在RRC-CONNECTED狀態(tài)，未獲得上行同步但需接收下行數(shù)據(jù)l在RRC-CONNECTED狀態(tài)，UE位置輔助定位需要，網(wǎng)絡(luò)利用隨機(jī)接入獲取時(shí)間提前量（TA: Timing Advance）競爭接入過程競爭接入過程非競爭接入過程非競爭接入過程隨機(jī)接入應(yīng)用場景隨機(jī)接入過程隨機(jī)接入信道結(jié)構(gòu)Preamble: CP + SequencePreamble之后需要預(yù)留保護(hù)間隔（GT）隨機(jī)接入過程前導(dǎo)序列格式前導(dǎo)序列格式Format 03適用于TDD和FDD兩種模式；Format 4只適用于TDD模式，且只在長度為4384

18、 Ts和5120 Ts的UpPTS中進(jìn)行傳輸。隨機(jī)接入過程lMsg1：UE發(fā)送preamble序列，進(jìn)行上行同步；lMsg2：基站檢測到preamble序列后，發(fā)送隨機(jī)接入響應(yīng)。lMsg3：UE檢測到屬于自己的隨機(jī)接入響應(yīng)后，利用分配的資源發(fā)送高層信令消息；lMsg4：基站發(fā)送沖突解決響應(yīng)，UE判斷是否競爭成功。基于競爭的隨機(jī)接入基于競爭的隨機(jī)接入隨機(jī)接入過程基于非競爭的隨機(jī)接入基于非競爭的隨機(jī)接入lMsg0：基站根據(jù)需求，給UE分配一個(gè)特定的preamble序列；lMsg1：UE使用特定的資源發(fā)送指定的preamble序列；lMsg2：基站接收到隨機(jī)接入preamble序列后，發(fā)送隨機(jī)接入響

19、應(yīng)。隨機(jī)接入過程UEUE物理層處理流程物理層處理流程l解析傳輸請求，獲得隨機(jī)接入配置信息l選擇preamble序列基于競爭的隨機(jī)接入：隨機(jī)選擇preamble無競爭的隨機(jī)接入：由高層指定preamblel按照指定功率發(fā)送preamblel盲檢用RA-RNTI標(biāo)識的PDCCH檢測到，接收對應(yīng)的PDSCH并將信息上傳否則退出物理層隨機(jī)接入過程，由高層邏輯決定后續(xù)操作隨機(jī)接入過程隨機(jī)接入隨機(jī)接入相關(guān)參數(shù)相關(guān)參數(shù)課程內(nèi)容 物理層概述 小區(qū)初搜 小區(qū)重選 隨機(jī)接入 功率控制功率控制 功率控制的作用：l 抑制小區(qū)間干擾；l 省電，減少發(fā)射功率；l 在小區(qū)內(nèi)，主要用于補(bǔ)償路損和陰影；l 上行采用慢功控；l 下行不進(jìn)行功控，只進(jìn)行功率功率分配。功率控制 功率控制的