陜西安康月LTE物理層介紹

1、會(huì)計(jì)學(xué)1陜西安康月陜西安康月LTE物理層介紹物理層介紹n網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)n無(wú)線幀結(jié)構(gòu)n物理資源分配n物理信道和信號(hào)n物理層過(guò)程Page4Page5HLRSGSN /GGSNMSCServerMGWIP / ATM回傳網(wǎng)NodeBNodeBNodeBUEUEUERNCIu接口接口Iub接口接口IP承載網(wǎng)HSSSGWMMEIMSeNodeBeNodeBeNodeBPGWPage6eNodeBMME/S-GWMME/S-GWX2X2X2S1S1S1S1E-UTRANeNodeBeNodeB核心網(wǎng)核心網(wǎng)Page7Page8信源編解碼信道編解碼調(diào)制解調(diào)射頻收發(fā)GSMTDMACDMA加

2、擾解擾擴(kuò)頻解擴(kuò)突發(fā)脈沖格式化WCDMAcdma2000TD-SCDMA信源編解碼信道編解碼信源編解碼信道編解碼調(diào)制解調(diào)射頻收發(fā)調(diào)制解調(diào)射頻收發(fā)加擾解擾擴(kuò)頻解擴(kuò)突發(fā)脈沖格式化OFDMAFDMALTE信源編解碼信道編解碼調(diào)制解調(diào)射頻收發(fā)加擾解擾時(shí)隙級(jí)快速調(diào)度時(shí)隙級(jí)快速調(diào)度Page9Page10Page11Page12Page13Page14Page15BSMS單發(fā)單收（SISO）BSMS接收分集（SIMO）BSMS發(fā)射分集+接收分集BSMSMIMO信道多發(fā)多收（MIMO）Page16雙聲道立體聲,身臨其境的感覺(jué)真好兩只喇叭+兩只耳朵雙發(fā)雙收 MIMO，讓上網(wǎng)速率翻番兩副接收天線+兩副發(fā)射天線Pag

3、e17UEA B C D E F G HI J K L M N O PA B C D E F G HA B C D E F G HA B C D E F G HUEl沒(méi)有智能天線的情況下，小區(qū)間用戶(hù)干擾嚴(yán)重l使用智能天線的情況下，小區(qū)間用戶(hù)干擾得到極大改善Page18ModeMode傳輸模式傳輸模式技術(shù)描述技術(shù)描述應(yīng)用場(chǎng)景應(yīng)用場(chǎng)景1 1單天線傳輸信息通過(guò)單天線進(jìn)行發(fā)送無(wú)法布放雙通道室分系統(tǒng)的室內(nèi)站2 2發(fā)射分集同一信息的多個(gè)信號(hào)副本分別通過(guò)多個(gè)衰落特性相互獨(dú)立的信道進(jìn)行發(fā)送信道質(zhì)量不好時(shí)，如小區(qū)邊緣3 3開(kāi)環(huán)空間復(fù)用 終端不反饋信道信息，發(fā)射端根據(jù)預(yù)定義的信道信息來(lái)確定發(fā)射信號(hào)信道質(zhì)量高且空間

4、獨(dú)立性強(qiáng)時(shí)4 4閉環(huán)空間復(fù)用 需要終端反饋信道信息，發(fā)射端采用該信息進(jìn)行信號(hào)預(yù)處理以產(chǎn)生空間獨(dú)立性信道質(zhì)量高且空間獨(dú)立性強(qiáng)時(shí)。終端靜止時(shí)性能好5 5多用戶(hù)MIMO 基站使用相同時(shí)頻資源將多個(gè)數(shù)據(jù)流發(fā)送給不同用戶(hù)，接收端利用多根天線對(duì)干擾數(shù)據(jù)流進(jìn)行取消和零陷。6 6單層閉環(huán)空間復(fù)用 終端反饋RI=1時(shí)，發(fā)射端采用單層預(yù)編碼，使其適應(yīng)當(dāng)前的信道7 7單流Beamforming發(fā)射端利用上行信號(hào)來(lái)估計(jì)下行信道的特征，在下行信號(hào)發(fā)送時(shí)，每根天線上乘以相應(yīng)的特征權(quán)值，使其天線陣發(fā)射信號(hào)具有波束賦形效果信道質(zhì)量不好時(shí)，如小區(qū)邊緣8 8雙流Beamforming結(jié)合復(fù)用和智能天線技術(shù)，進(jìn)行多路波束賦形發(fā)送，

5、既提高用戶(hù)信號(hào)強(qiáng)度，又提高用戶(hù)的峰值和均值速率 傳輸模式是針對(duì)單個(gè)終端的。同小區(qū)不同終端可以有不同傳輸模式 eNB自行決定某一時(shí)刻對(duì)某一終端采用什么傳輸模式，并通過(guò)RRC信令通知終端 模式3到模式8中均含有發(fā)射分集。當(dāng)信道質(zhì)量快速惡化時(shí)，eNB可以快速切換到模式內(nèi)發(fā)射分集模式Page20制式制式上下行上下行時(shí)隙配比時(shí)隙配比調(diào)制調(diào)制方式方式多天線技術(shù)多天線技術(shù)載波載波帶寬帶寬下行物理層下行物理層峰值速率峰值速率下行物理層下行物理層平均速率平均速率GSM EDGE/8PSK/200kHz473.6kbps300kbps左右左右TD HSDPA2 : 416QAM智能天線1.6MHz1.6Mbps1

6、Mbps左右左右WCDMAHSPA/16QAM/5MHz14.4Mbps7Mbps左右左右WCDMAHSPA+/64QAM22MIMO5MHz42Mbps15Mbps左右左右TD - LTE2 : 264QAM22MIMO20MHz75Mbps25Mbps左右左右TD - LTE1 : 364QAM22MIMO20MHz100Mbps40Mbps左右左右LTE - A (4G)/64QAM待定100MHz1Gbps/Page21Page22單載波單載波lOFDM：正交頻分復(fù)用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing)l多采用幾個(gè)頻率并行發(fā)送，以實(shí)現(xiàn)

7、寬帶的傳輸lOFDM系統(tǒng)中各個(gè)子載波相互交疊，互相正交，從而極大地提高了頻譜利用率frequencyfrequencyfrequency傳統(tǒng)多載波傳統(tǒng)多載波OFDMPage23工信部電信研究院-TD-LTE無(wú)線關(guān)鍵技.frequencyOFDM頻譜傳統(tǒng)FDM頻譜某UE可用頻率某UE不用的頻率或低MCS頻率資源分配圖：深衰落頻率選擇性衰落Page24Page25Page26l解決方法：下行使用高性能功放，上行使用DFT-S-OFDM技術(shù)Page27子載波 TTI： 1ms 頻域 時(shí)域 用戶(hù) 1 用戶(hù) 2 用戶(hù) 3 系統(tǒng)帶寬 子頻段：12個(gè)子載波 Page28n網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)n無(wú)線無(wú)線幀結(jié)構(gòu)幀

8、結(jié)構(gòu)n物理資源分配n物理信道和信號(hào)n物理層過(guò)程#01個(gè)無(wú)線幀 Tf = 307200 TS = 10 ms1個(gè)時(shí)隙 Tslot=15360TS=0.5ms#11個(gè)子幀#2#17#18#191個(gè)子幀子幀 #5DwPTSGPUpPTS子幀 #91個(gè)半幀 153600 TS = 5 ms1個(gè)子幀子幀 #0DwPTSGPUpPTS30720TS子幀 #41個(gè)時(shí)隙 Tslot=15360TS1個(gè)無(wú)線幀 Tf = 307200 Ts = 10 ms配置切換時(shí)間間隔子幀編號(hào)012345678905msDSUUUDSUUU15msDSUUDDSUUD25msDSUDDDSUDD310msDSUUUDDDDD4

9、10msDSUUDDDDDD510msDSUDDDDDDD65msDSUUUDSUUDPage33特殊子幀配置普通CP擴(kuò)展CPDwPTSGPUpPTSDwPTSGPUpPTS03101381194183121031921311211011412118725392822693291271022-81112-Page34n網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)n無(wú)線幀結(jié)構(gòu)n物理資源分配物理資源分配n物理信道和信號(hào)n物理層過(guò)程n一個(gè)RB在時(shí)域上包含 個(gè)OFDM符號(hào),在頻域上包含 個(gè)子載波n 和 的個(gè)數(shù)由CP類(lèi)型和子載波間隔決定DLsymbNRBscNDLsymbNRBscN資源資源定義定義RE一個(gè)RE在時(shí)域占用一個(gè)符號(hào)

10、，在頻域占用1個(gè)子載波，是最小的資源單位REG為控制信道資源分配的資源單位， 由4個(gè)RE組成CCE由PDCCH資源分配的一個(gè)資源單位; 一個(gè)CCE包含9個(gè)REGRB由服務(wù)信道資源分配的一個(gè)資源單位; RB在時(shí)域占用一個(gè)時(shí)隙，在頻域占用12個(gè)子載波RBG為業(yè)務(wù)信道資源分配的資源單位， 由一組RB組成CCE用于PDCCH分配在PCFICH 和PHICH完成之后，進(jìn)行PDCCH分配每個(gè)CCE包含9個(gè)REG，CCE從0開(kāi)始編號(hào)CCE的總數(shù)由PDCCH占用的符號(hào)數(shù)決定子載波間隔OFDM符號(hào)數(shù)(一個(gè)時(shí)隙)RB占用子載波數(shù)RB對(duì)應(yīng)的RE數(shù)常規(guī)CP15KHz71284擴(kuò)展CP15KHz612727.5KHz3

11、24721個(gè)RB在頻域上對(duì)應(yīng)12個(gè)子載波， 180KHz=15 KHz x 12(normal CP)信道帶寬信道帶寬(MHz)1.435101520RB數(shù)數(shù)615255075100實(shí)際占用帶實(shí)際占用帶寬寬(MHz)1.082.74.5913.518464 110327 63211 26110(P)RBG 個(gè)數(shù)個(gè)數(shù)系統(tǒng)帶寬DLRBNn網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)n無(wú)線幀結(jié)構(gòu)n物理資源分配n物理信道和信號(hào)下行物理信道和信號(hào)下行物理信道和信號(hào)下行物理信道和信號(hào)n物理層過(guò)程下行物下行物理信道理信道PCFICH-物理控制物理控制格式指示格式指示信道信道PBCH-物物理廣播信理廣播信道道PMCH-物物理多播信理多

12、播信道道PDSCH-下下行物理共行物理共享信道享信道PDCCH-下行物理下行物理控制信道控制信道PHICH-物物理理HARQ指示信道指示信道下行物理層信號(hào)下行物理層信號(hào):lRS(導(dǎo)頻信號(hào))lP(S)-SCH(同步信號(hào) )固定位置的信道、信號(hào)RSP（S）SCHPBCHPCFICH（相對(duì)固定）信道映射的順序固定位置信道（RS、P（S）SCH、PBCH、PCFICH）PHICHPDCCHPDSCHNormal CP，Cell ID=0時(shí)Extend CP，Cell ID=0時(shí)常規(guī) CP 15kHz擴(kuò)展 CP 15kHzCRC附加用戶(hù)加擾信道編碼速率匹配小區(qū)內(nèi)的PDCCH信道合并CRC附加用戶(hù)加擾信道

13、編碼速率匹配CRC附加用戶(hù)加擾信道編碼速率匹配每個(gè)天線口的物理資源映射OFDM調(diào)制OFDM調(diào)制OFDM調(diào)制An 1An 0An P小區(qū)加擾調(diào)制映射層映射預(yù)編碼PDCCHDCIn1DCI2DCIBCCHPCCHCCCHDCCHDTCHMCCHMTCHPCHDL-SCHMCHBCHPBCHPDSCHPMCH邏輯信道傳輸信道物理信道PDCCHn網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)n無(wú)線幀結(jié)構(gòu)n物理資源分配n物理信道和信號(hào)下行物理信道和信號(hào)上行物理信道和信號(hào)行物理信道和信號(hào)n物理層過(guò)程上行物上行物理信道理信道PUSCH-物理上行物理上行共享信道共享信道PUCCH-物理上行物理上行控制信道控制信道PRACH-物理隨機(jī)物理

14、隨機(jī)接入信道接入信道上行物理層信號(hào)上行物理層信號(hào):lDMRS(PUSCH/PUCCH解調(diào)參考信號(hào))lSRS(Sounding信號(hào) )SRS帶寬0TCk1TCkbandwidthtPUCCHPUSCHPRACH1msCPSRSPUCCH 的的格式調(diào)制調(diào)制每子幀字節(jié)每子幀字節(jié)數(shù)數(shù)1N/AN/A1aBPSK11bQPSK22QPSK202aQPSK+BPSK212bQPSK+QPSK22PUSCHscsymbMMCCCHDCCHDTCHUL-SCHPRACHPUSCHRACHPUCCH邏輯信道傳輸信道物理信道n網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)n無(wú)線幀結(jié)構(gòu)n物理資源分配n物理信道和信號(hào)n物理層過(guò)程物理層過(guò)程下行同步

15、上行初始同步：nUE在隨機(jī)接入信道上發(fā)送preamble碼neNodeB根據(jù)preamble碼的到達(dá)位置，將調(diào)整信息反饋給UEnUE根據(jù)該信息進(jìn)行后續(xù)的發(fā)送時(shí)間調(diào)整 上行同步保持：neNodeB可以根據(jù)上行信號(hào)估計(jì)接收時(shí)間生成上行時(shí)間控制命令字nUE在子幀n接收到的時(shí)間控制命令字，UE在n+x子幀按照該值對(duì)發(fā)送時(shí)間提前量進(jìn)行調(diào)整下行初始同步：n初始下行同步是小區(qū)搜索過(guò)程。 UE通過(guò)檢測(cè)小區(qū)的主要同步信號(hào)，以及輔助同步信號(hào)，實(shí)現(xiàn)與小區(qū)的時(shí)間同步 下行同步保持：n小區(qū)搜索成功后，UE周期性測(cè)量下行信號(hào)的到達(dá)時(shí)間點(diǎn)，并根據(jù)測(cè)量值調(diào)整下行同步，以保持與eNB之間的時(shí)間同步 接收數(shù)據(jù)小區(qū)搜索 ，獲得和小

16、區(qū)的時(shí)頻同步正常通信過(guò)程中周期性地進(jìn)行同步跟蹤和補(bǔ)償能否可以正常同步跟蹤是否是否和小區(qū)建立初始同步是否 PLMN Selection Location Registration PLMNs available PLMNselected Location Registration response Registration Area changes Indication to userManual ModeAutomatic modeService requests NAS Control Radio measurements Cell Se lection and Reselection 第四步用來(lái)解決沖突無(wú)須解決沖突60ULRBNnRAPRBoffs