4G移動(dòng)通信與技術(shù)-LTE空中接口

LTE空中接口移動(dòng)通信系統(tǒng)空中接口概述LTE空中接口LTE無(wú)線接口信道目錄Page11、

多址技術(shù)2、

雙工方式3、LTE信道編碼移動(dòng)通信系統(tǒng)空中接口概述

Page2多址技術(shù)簡(jiǎn)介Page3頻分多址Page4時(shí)分多址Page5碼分多址Page6正交頻分多址Page7時(shí)分雙工Page8頻分雙工（FDD）時(shí)分雙工（TDD）LTE信道編碼Page9狹義信道編碼廣義信道編碼使用CRC的目的是檢測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤。在LTE系統(tǒng)中，CRC是基于復(fù)雜的奇偶校驗(yàn)實(shí)現(xiàn)的。傳輸塊循環(huán)冗余校驗(yàn)（CRC）Page10傳輸塊處理的下一個(gè)階段就是碼塊分段及CRC添加。該流程確保了每個(gè)塊的大小適用于后續(xù)階段的處理。碼塊分段及CRC添加Page11傳輸信道編碼方法速率DL-SCHTurbo編碼1/3UL-SCHPCHMCHBCH咬尾卷積編碼1/3信道編碼分類Page12控制信息編碼方法速率DCI咬尾卷積編碼1/3CFI塊編碼1/16HI重復(fù)編碼1/3UCI塊編碼可變咬尾卷積編碼1/3碼塊級(jí)聯(lián)功能可對(duì)前面分段的碼塊進(jìn)行有效級(jí)聯(lián)碼塊級(jí)聯(lián)Page13移動(dòng)通信系統(tǒng)空中接口概述LTE空中接口LTE無(wú)線接口信道目錄Page14LTE空中接口:E-UTRA（Evolved-UniversalTerrestrialRadioAccess）Uu接口Page15LTE空中接口的基本功能分類Page16LTE無(wú)線接口協(xié)議Page17Uu接口協(xié)議棧Page18層三：空中接口服務(wù)的使用者，即RRC信令及用戶面數(shù)層二：對(duì)不同的層三數(shù)據(jù)進(jìn)行區(qū)分標(biāo)示，并提供不同的服務(wù)層一：物理層，為高層的數(shù)據(jù)提供無(wú)線資源及物理層的處理非接入層，或稱為NAS，指的是AS（AccessStratum，接入層）的上層。NAS信令指的是在UE和MME之間傳送的消息。NAS信令可以分為兩類：EMM（EPSMobilityManagement）.ESM（EPSSessionManagement）.非接入層信令Page19NAS用戶面采用IP（InternetProtocol）協(xié)議。當(dāng)IP數(shù)據(jù)包被傳送到下一層，即由PDCP層處理。NAS用戶面Page20RRC處理UE與E-UTRAN之間的所有信令RRC層Page21在控制面，PDCP負(fù)責(zé)對(duì)RRC和NAS信令消息進(jìn)行加/解密和完整性校驗(yàn)。而在用戶面上，PDCP的功能略有不同，它只進(jìn)行加/解密，而不進(jìn)行完整性校驗(yàn)。PDCP層Page22RLC（RadioLinkControl）顧名思義，它主要提供無(wú)線鏈路控制功能。RLC包含TM、UM和AM三種傳輸模式，主要提供糾錯(cuò)、分段、級(jí)聯(lián)、重組等功能RLC層Page23MAC（MediumAccessControl）層主要功能包含：映射、復(fù)用、HARQ和無(wú)線資源分配調(diào)度MAC層Page24LTE物理層PHY（PhysicalLayer）按照MAC層的調(diào)度，執(zhí)行物理層處理物理層Page25確保無(wú)線發(fā)送的可靠：重傳，編碼等靈活地適配業(yè)務(wù)活動(dòng)性及信道的多變性MAC動(dòng)態(tài)決定編碼率，調(diào)制方式RLC分段、級(jí)聯(lián)，適配MAC調(diào)度實(shí)現(xiàn)差異化的QoS服務(wù)對(duì)不同業(yè)務(wù)應(yīng)用不同的RLC工作模式對(duì)不同業(yè)務(wù)應(yīng)用不同PDCP的頭壓縮功能在MAC的實(shí)現(xiàn)靈活的基于優(yōu)先級(jí)的調(diào)度等空中接口的特點(diǎn)Page26移動(dòng)通信系統(tǒng)空中接口概述LTE空中接口LTE無(wú)線接口信道目錄Page271、TD-LTE無(wú)線幀結(jié)構(gòu)2、TD-LTE無(wú)線信道及其功能LTE無(wú)線接口信道

Page28LTE時(shí)域上的資源單元－無(wú)線幀Page29LTE無(wú)線幀的時(shí)長(zhǎng)為10ms，包含20個(gè)時(shí)隙，其中每個(gè)時(shí)隙的時(shí)長(zhǎng)為0.5ms相鄰的兩個(gè)時(shí)隙組成一個(gè)子幀（1ms），為L(zhǎng)TE調(diào)度的周期時(shí)隙（0.5ms）由6或7個(gè)符號(hào)組成，中間由循環(huán)前綴隔開(kāi)LTE時(shí)隙的結(jié)構(gòu)Page30TDD使用無(wú)線幀格式2,其10個(gè)子幀可配置：上行子幀，下行子幀，特殊子幀特殊子幀包括下行導(dǎo)頻時(shí)隙（DwPTS）保護(hù)周期（GP）上行導(dǎo)頻時(shí)隙（UpPTS）TD-LTE無(wú)線幀結(jié)構(gòu)（格式2）Page31LTE幀結(jié)構(gòu)分類Page32LTE幀結(jié)構(gòu)無(wú)線幀結(jié)構(gòu)1（LTE-FDD）無(wú)線幀結(jié)構(gòu)2（TD-LTE）無(wú)線幀格式2子幀配置Page33特殊子幀的時(shí)隙配置Page34LTE頻域上的資源單元－資源塊Page35頻域上，LTE信號(hào)由成百上千的子載波合并而成，子載波的帶寬為15KHz,每12個(gè)連續(xù)的子載波成為一個(gè)資源塊物理資源塊和資源粒子Page361、TD-LTE無(wú)線幀結(jié)構(gòu)2、TD-LTE無(wú)線信道及其功能LTE無(wú)線接口信道

Page37邏輯信道，區(qū)分信息的類型數(shù)據(jù)在下行經(jīng)過(guò)RLC層處理后，會(huì)根據(jù)數(shù)據(jù)類型的不同，以及用戶的不同，進(jìn)入不同的邏輯信道傳輸信道，區(qū)分信息的傳輸方式邏輯信道的數(shù)據(jù)在到達(dá)MAC層后，會(huì)被分配以不同發(fā)送機(jī)制，即進(jìn)入不同的傳輸信道物理信道，執(zhí)行信息的收發(fā)物理資源的劃分是相對(duì)固定的，按照3Gpp規(guī)范劃分的不同的物理資源（LTE的時(shí)頻資源）即是不同的物理信道LTE信道的分類Page38按照內(nèi)容的屬性以及UE的不同，高層數(shù)據(jù)被分流到不同的邏輯信道不同的邏輯信道是MAC層進(jìn)行資源調(diào)度的重要依據(jù)LTE空口邏輯信道Page39邏輯信道控制信道廣播控制信道尋呼控制信道公共控制信道專用控制信道業(yè)務(wù)信道專用業(yè)務(wù)信道邏輯信道分類Page40BCCH（BroadcastControlChannel）：廣播控制信道PCCH（PagingControlChannel）：尋呼控制信道邏輯信道——BCCH和PCCHPage41CCCH（CommonControlChannel）：公共控制信道DCCH（DedicatedControlChannel）：專用控制信道邏輯信道——CCCH和DCCHPage42DTCH（DedicatedTrafficChannel）：專用業(yè)務(wù)信道邏輯信道——DTCHPage43MAC層實(shí)現(xiàn)了對(duì)資源的分配，不同的傳輸信道體現(xiàn)了不同的資源分配機(jī)制LTE空口傳輸信道Page44傳輸信道Page45LTE空口物理信道Page46物理信道實(shí)現(xiàn)物理資源的總體靜態(tài)劃分，當(dāng)然，共享信道中的資源仍然是需要MAC層動(dòng)態(tài)調(diào)度物理信道Page47物理信道下行信道物理廣播信道物理控制格式指示信道物理下行控制信道物理HARQ指示信道物理下行共享信道上行信道物理隨機(jī)接入信道物理上行控制信道物理上行共享信道LTE物理信道的分類與功能Page48各個(gè)物理信道的使用Page49小區(qū)搜索涉及的物理信道SCH->PBCH->PCFICH->PDCCH->PDSCH(獲取DBCH)隨機(jī)接入涉及的物理信道PRACH->PCFICH->PDCCH->PDSCH->PUSCH下行數(shù)據(jù)傳輸涉及的物理信道PCFICH->PDCCH->PDSCH->PUCCH上行數(shù)據(jù)傳輸涉及的物理信道PCFICH->PDCCH->PUSCH->PHICH物理信道—下行Page50下行物理信道與信號(hào)名稱功能簡(jiǎn)介PBCHPhysicalbroadcastchannel/廣播信道用于承載系統(tǒng)廣播消息PDSCHPhysicalDownlinkSharedChannel/下行共享數(shù)據(jù)信道用于承載下行用戶數(shù)據(jù)PCFICHPhysicalcontrolformatindicatorchannel/控制格式指示信道用于指示下行控制信道使用的資源PDCCHPhysicalDownlinkControlChannel/下行控制信道用于上下行調(diào)度、功控等控制信令的傳輸PHICHPhysicalHybridARQIndicatorChannel/HARQ指示信道用于上行數(shù)據(jù)傳輸ACK/NACK信息的反饋RSReferenceSignal/參考信號(hào)用于下行數(shù)據(jù)解調(diào)、測(cè)量和時(shí)頻同步等SCHSynchronizationSignal/同步信號(hào)用于時(shí)頻同步和小區(qū)搜索下行信道處理過(guò)程加擾：信息比特0、1隨機(jī)化，以利用信道編碼的譯碼性能調(diào)制：對(duì)加擾后的碼字進(jìn)行調(diào)制，生成復(fù)數(shù)值的調(diào)制符號(hào)；層映射：將復(fù)數(shù)調(diào)制符號(hào)影射到一個(gè)或多個(gè)發(fā)射層中；預(yù)編碼：對(duì)每個(gè)發(fā)射層中的復(fù)數(shù)調(diào)制符號(hào)進(jìn)行預(yù)編碼，并影射到相應(yīng)的天線端口；RE映射：將每個(gè)天線端口的復(fù)數(shù)調(diào)制符號(hào)影射到相應(yīng)的RE上；OFDM信號(hào)生成：每個(gè)天線端口信號(hào)生成OFDM信號(hào)。同步信號(hào)Page51同步信號(hào)用來(lái)使UE實(shí)現(xiàn)下行同步，同時(shí)識(shí)別物理小區(qū)ID（PCI），從而對(duì)小區(qū)信號(hào)進(jìn)行解擾主同步信號(hào)（PSS）

發(fā)送3種序列中的一種，由小區(qū)配置的PCI（物理小區(qū)ID）決定從同步信號(hào)（SSS）發(fā)送168種序列組合中的一種，也是由小區(qū)配置的PCI決定從同步信號(hào)的接收依賴于主同步信號(hào)發(fā)送的序列。

通過(guò)識(shí)別PSS和SSS的序列號(hào)，UE可以計(jì)算出小區(qū)的PCI，從而解擾小區(qū)的其他信道主同步信號(hào)和從同步信號(hào)Page52LTE使用下行參考信號(hào)RS實(shí)現(xiàn)導(dǎo)頻（Pilot）的功能。LTE使用多種參考信號(hào)RS（ReferenceSignal）。下行參考信號(hào)主要可分為三種下行參考信號(hào)（RS）Page53下行參考信號(hào)小區(qū)特定參考信號(hào)（非MBSFN）MBSFN（多播廣播單頻網(wǎng)）參考信號(hào)，即單頻MBMS網(wǎng)上的MBMS參考信號(hào)UE特定參考信號(hào)單天線口配置下的RS位置小區(qū)特定參考信號(hào)——單天線口配置Page54需要注意的是，參考信號(hào)的位置也取決于物理小區(qū)標(biāo)識(shí)的值。系統(tǒng)通過(guò)物理小區(qū)標(biāo)識(shí)對(duì)6取模來(lái)計(jì)算正確的偏置。小區(qū)特定參考信號(hào)——小區(qū)標(biāo)識(shí)偏置Page55為了實(shí)現(xiàn)MIMO或發(fā)射分集，LTE設(shè)計(jì)了多發(fā)射天線功能。如果采用雙天線發(fā)射，則小區(qū)下行RS的分布如下圖小區(qū)特定參考信號(hào)——雙天線口配置Page56當(dāng)一根天線正發(fā)射參考符號(hào)時(shí)，另一根天線的相應(yīng)資源粒子RE為空。與單天線配置相同，雙天線配置下的參考信號(hào)的位置按照物理小區(qū)標(biāo)識(shí)設(shè)置偏置。為了減少參考信號(hào)開(kāi)銷，天線口2和天線口3上的參考符號(hào)較少。小區(qū)特定參考信號(hào)——四天線口配置Page57在使用波束賦型時(shí)，不同的波束上會(huì)承載UE特定參考信號(hào)UE特定參考信號(hào)在天線端口5發(fā)送UE特定參考信號(hào)Page58物理廣播信道（PBCH，PhysicalBroadcastChannel）用于承載主信息塊（MIB，MasterInformationBlock）物理廣播信道（PBCH）Page59物理下行控制信道（PDCCH）Page60PDCCH只出現(xiàn)在下行子幀和DwPTS上，用來(lái)動(dòng)態(tài)調(diào)度上下行共享信道資源PDCCH的大?。ǚ?hào)數(shù)）通過(guò)PCFICH指示物理控制格式指示信道（PCFICH）Page61PCFICH用來(lái)指示PDCCH的大小（占用的符號(hào)數(shù)），以幫助UE解調(diào)PDCCHPHICH用于對(duì)UE的發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行ACK/NACK反饋PHICH有如下兩種配置：普通PHICH擴(kuò)展PHICH圖中為1組普通PHICH的情形(3個(gè)REG)物理HARQ指示信道（PHICH）Page62對(duì)于擴(kuò)展PHICH,屬于同一個(gè)PHICH組的不同REG（3個(gè)）可能在不同的符號(hào)上傳送。擴(kuò)展PHICHPage63PHICH用于承載HARQ（HybridARQ）的ACK/NACK。物理HARQ指示信道（PHICH）Page649個(gè)REG匯聚成1個(gè)CCE(ControlChannelElement)CCE是調(diào)度信令所需要資源的最小單位?；究蓜?dòng)態(tài)決定使用CCE的數(shù)量進(jìn)行調(diào)度命令的發(fā)送。PDCCH支持四種格式。PDCCH格式0，1，2，3。分別對(duì)應(yīng)1，2，4，8個(gè)CCE。PDCCH、PCFICH、PHICH的符號(hào)映射Page65不同RB上的PDSCH可以被調(diào)度給不同的UE，因此不同RB上的PDSCH可能采用不同的調(diào)制方式、MIMO模式等。物理下行共享信道（PDSCH）Page66物理信道—上行Page67上行物理信道與信號(hào)名稱功能簡(jiǎn)介PRACHPhysicalRandomAccessChannel/隨機(jī)接入信道用于用戶隨機(jī)接入請(qǐng)求信息PUSCHPhysicalUplinkSharedChannel/上行共享數(shù)據(jù)信道用于承載上行用戶數(shù)據(jù)PUCCHPhysicalUplinkControlChannel/上行公共控制信道用于HARQ反饋、CQI反饋、調(diào)度請(qǐng)求指示等L1/L2控制信令DMRSDemodulationReferenceSignal/解調(diào)參考信號(hào)PUSCH和PUCCH傳輸時(shí)的伴隨導(dǎo)頻信號(hào)SRSSoundingReferenceSignal/測(cè)量參考信號(hào)用于上行信道測(cè)量、時(shí)頻同步等上行信道處理過(guò)程加擾：信息比特0、1隨機(jī)化，以利用信道編碼的譯碼性能調(diào)制：對(duì)加擾后的碼字進(jìn)行調(diào)制，生成復(fù)數(shù)值的調(diào)制符號(hào)；轉(zhuǎn)換預(yù)編碼：生成復(fù)數(shù)值的符號(hào)；就是DFT操作；RE映射：將復(fù)數(shù)符號(hào)影射到相應(yīng)的RE上；SC-FDMA信號(hào)生成：每個(gè)天線端口信號(hào)生成SC-FDMA信號(hào)。物理上行信道總覽圖Page68上行子幀包括3個(gè)物理信道：PUSCH(物理上行共享信道)，PUCCH(物理上行控制信道)，PRACH(物理隨機(jī)接入信道)物理上行隨機(jī)接入信道（PRACH）Page69UE在PRACH上發(fā)送前導(dǎo)簽名及其循環(huán)前綴（CP）前導(dǎo)由小區(qū)配置的根序列（rootsequence）生成PRACH預(yù)留了保護(hù)時(shí)間，確保UE在相應(yīng)配置的時(shí)間窗內(nèi)，將前導(dǎo)序列送達(dá)基站PRACH的格式Page70PRACH有5種格式，可按照?qǐng)鼍斑x擇配置物理上行控制信道（PUCCH）Page71UE通過(guò)PUCCH上報(bào)必要的控制信息UCI（UplinkControlInformation）在PUCCH上，每個(gè)UE可以擁有其固定的資源（即不需要基站調(diào)度）物理上行共享信道（PUSCH）Page72PUSCH用來(lái)承載高層數(shù)據(jù)，此