LTE基础知识介绍

1、1,td-lte 基础知识介绍,2,总纲,概述 物理层关键技术 物理层基础 业务流程,3,总纲,概述 物理层关键技术 物理层基础 业务流程,4,td-lte 系统架构,扁平的ran结构：取消了rnc，由enb组成；enb直接与epc（evolved packet core）相连；enb之间直接相连,5,td-lte enb与epc划分,6,td-lte 空口协议,控制面协议：控制无线业务的接入及其ue和网络间各方面的连接控制,用户面协议：实现无线承载业务的接入和信令的接入,7,td-lte lte需求,容量提升 峰值速率：下行100 mbps，上行50 mbps 20mhz 频谱效率：下行是h

2、sdpa的3-4倍，上行是hsupa的2-3倍 覆盖增强 提高“小区边缘比特率”，5 km满足最优容量，30 km轻微下降，并支持100 km的覆盖半径 移动性提高 015km/h性能最优，15120 km/h高性能，支持120350 km/h，甚至在某些频段支持 500 km/h,8,td-lte lte需求,质量优化 时延：用户面小于 5ms，控制面小于 100 ms 服务内容综合多样化 高性能的广播业务，mbms，提高实时业务支持能力，voip达到utran电路域性能 运维成本降低 扁平、简化的网络架构，降低运营维护成本,9,td-lte 与3g标准的区别,lte与3g最主要的2点区别

3、物理层核心技术由cdma更改为ofdm 为了降低用户面延迟，lte取消了无线网络控制器（rnc），将rnc、nodeb功能合并在enodeb中实现,10,总纲,概述 物理层关键技术 物理层基础 业务流程,11,总纲,概述 物理层关键技术 物理层基础 业务流程,12,传统fdm/fdma技术 频分复用，将较宽的频带分成若干较窄的子载波进行并行发送 缺点：需要大量的独立的调制/解调器；频谱效率低 ofdm技术基本原理 利用ifft/fft实现了调制/解调的功能 通过实现子载波正交解决了频谱效率低的问题,td-lte 多址技术（1/4,13,ofdm技术优势 频谱效率高 带宽扩展性强 抗多径衰落：o

4、fdm将宽带传输转化为很多子载波上的窄带传输，每个子载波上的信道可看作平坦衰落信道 频域调度和自适应：ofdm的子载波可灵活调度和分配；且根据不同频带特性自适应选择不同的调制编码方式 实现mimo技术较简单 ofdm技术缺点 papr（峰均功率比）问题：ofdm将很多子载波的信号叠加在一起，当信号相位相同时，会引起很高的峰值功率 时间和频率同步问题,td-lte 多址技术（2/4,14,td-lte 多址技术（3/4,下行多址方式 ofdma 频谱效率高 带宽扩展性强 抗多径衰落 频谱资源分配灵活 利于与mimo技术相结合,15,td-lte 多址技术（4/4,上行多址方式 sc-fdma 具

5、有单载波特性，峰均功率比（papr）较低，降低了对终端线性功放的需求 带宽灵活分配 可大量重用lte下行技术,16,td-lte mimo（1/8,mimo多入多出： 提高信道容量及频谱利用率 不增加带宽和天线发送功率 利用多天线来抑制信道衰落,17,td-lte mimo（2/8,下行mimo技术 基本配置22（最多44），最大支持4流传输 传输分集（sfbc、cdd） 开环空间复用（sm，spatial multiplexing） 闭环sm, 即线性预编码技术 波束赋型(bf) 多用户mimo （mu-mimo） 上行mimo技术 上行基本天线配置为1发2收 上行传输天线选择 mu-mim

6、o,18,td-lte mimo（3/8,cdd - 循环延时分集 目的：得到多径分集或频率分集 方法：人为制造信道的频率选择性 实现：对不同天线的同一频域符号乘以不同的相位偏移,19,td-lte mimo（4/8,sfbc - 空频编码 在相邻子载波上传输相互正交的符号 接收端利用正交性恢复信号,20,td-lte mimo（5/8,beam forming 原理：利用空间信道的强相关性，对发送信号进行加权，使辐射方向图对准用户来波方向 只有相位加权，没有幅度加权 加权值由用户的位置决定，与快衰无关,21,td-lte mimo（6/8,预编码 利用天线之间低相关性，对发送信号做线性预处理

7、，从而简化接收端操作 基于码本的预编码：收发端共同一套码本集，ue可根据信道信息选择码本，将其序号反馈基站,22,td-lte mimo（7/8,下行多用户mimo空分多址 基站将占用相同时频资源的多个数据流发送给不同用户 上行多用户mimo 虚拟系统：多个终端占用相同的时频资源各自发送一个数据流，从接收端来看，这些来自不同终端的数据流可看做来自一个终端的多根天线的数据,23,td-lte mimo（8/8,天线选择分集,24,td-lte harq,最小的增量冗余（ir）harq 停止-等待harq 下行采用自适应异步harq 异步：重传时不限制harq进程的时域位置，即子帧 自适应：根据无

8、线信道条件，自适应调整每次重传采用的资源块、调制方式、传输块大小和重传周期等参数 上行采用同步非自适应harq,25,总纲,概述 物理层关键技术 物理层基础 业务流程,26,总纲,概述 物理层关键技术 物理层基础 业务流程,27,td-lte 帧结构（1/2,基于td-scdma帧结构设计，保留三个特殊时隙 gp、uppts可灵活配置，支持各种尺寸的小区，提供与各种上下行比例的td-scdma的共存的可能性,fs2帧结构（td-lte,28,td-lte 帧结构（2/2,根据特殊时隙出现频率，分为5ms周期结构、10ms周期结构 上、下行比例可根据业务类型灵活配置,fs2帧结构（td-lte,

9、29,td-lte 基本物理单元,resource block 频率上连续的12个子载波， 时域上对应1个时隙。这是lte里调度的最小单元。 resource element rb内的各个时频单元，以（k,l）来表征，k为子载波，l为ofdm符号。 resource element group 4个re一组，用于表征下行控制信道的映射、交织等操作,30,td-lte 下行物理信道,pdsch ，物理下行共享信道，主要承载非mbsfn模式的下行传输数据。 pmch，物理多播信道，承载mbsfn模式的下行传输数据 pbch，物理广播信道，承载bch包含的mib信息。 pcfich，物理控制格式指示

10、信道，承载cfi信息，用于指示1个子帧中pdcch、phich占用的ofdm符号数目。 pdcch，物理下行控制信道，承载上下行调度及其它控制信息 phich，物理harq指示信道，承载对上行数据回复的ack/nack信息,31,td-lte 上行物理信道,prach， 物理随机接入信道，用于ue发起接入请求等 pusch，物理上行共享信道，承载上行数据，以及上行控制信息 pucch，物理上行控制信道，承载上行控制信息,32,td-lte 物理信号,psssss，主辅同步信号，唯一对应一个物理小区id值，可用于帮助ue完成小区搜索、下行同步。 cell-specific rs，小区专用参考信号

11、，可用于ue完成信道估计、信道质量测量等。 mbsfn rs，用于mbsfn业务的信道估计。 ue-specific rs，主要用于波束赋型传输的信道估计。 dmrs，解调参考信号，用于上行信道估计。 srs，探测参考信号，可用于实现子载波频率选择性调度、功率控制、上行同步保持等,33,td-lte 传输信道与物理信道的映射,34,td-lte 控制信息与物理信道的映射,pusch 可支持数据与控制信息的复用,35,td-lte 调制方式,下行信道,上行信道,36,td-lte 信道编码,37,td-lte pdsch发送端流程,38,总纲,概述 物理层关键技术 物理层基础 业务流程,39,总

12、纲,概述 物理层关键技术 物理层基础 业务流程,40,td-lte 小区搜索(1/2,rssi： received signal strength indicator,41,td-lte 小区搜索（2/2,42,td-lte 随机接入（1/4,基于竞争的随机接入过程,43,td-lte 随机接入（2/4,基于非竞争的随机接入过程,44,td-lte 随机接入（3/4,随机接入过程基本功能,申请上行资源,取得与enb上行同步,竞争随机接入过程,无线链路失败后初始接入，及rrc连接重建,从rrc_idle状态初始接入、即rrc连接建立,下行数据到达且ue上行失步,上行数据到达且ue上行失步、或者虽

13、未失步但需要随机接入申请上行资源,切换,45,td-lte 随机接入（4/4,非竞争随机接入过程,切换,下行数据到达且ue上行失步,辅助定位，利用随机接入获取定时提前量（ta,td-lte 功率控制（1/2,下行功率分配,enb保持小区专属rs epre在整个下行带宽及所有子帧中的恒定,ue确定该小区的rs信号功率后，可根据空口消息获得的功率比值计pa、pb pdsch的epre，计算公式可参考ts 36.213,下行功率控制,enb在高层消息中通知ue专属功率比值参数pa、pb,pdsch使用频域调度技术，不需要进行下行功控,pdcch/phich/pcfich可采用半静态的功率分配,47,

14、td-lte 功率控制（2/2,上行功率控制,功控目标是补偿路损和阴影、抑制小区间干扰；由于lte上行信号之间是正交的，不存在cdma系统需要克服远近效应的情况，采用慢速功控即可,可对pusch、pucch、srs等信道进行功率控制,pusch的功控由enb在dci 0中发出，包括绝对功控、积累功控两种模式,pucch的功控由enb以非周期的方式在pdcch中发出,srs的功率与pusch对应，具有固定的偏移值,td-lte 附着过程（1/5,目的：在ue和mme之间建立联系，让网络知道ue的存在和位置,附着请求内容 ue id 原来的位置 终端能力 终端设置,td-lte 附着过程（2/5,

15、附着接受内容 网络设置 网络能力 tai list guti,td-lte 附着过程（3/5,td-lte 附着过程（4/5,续,td-lte 附着过程（5/5,续,53,td-lte 寻呼过程（1/3,54,td-lte 寻呼过程（2/3,55,td-lte 寻呼过程（3/3,续,56,td-lte 小区重选（1/2,当ue驻留到一个合适的小区后，开始进行小区重选，原则如下述,首先，基于绝对优先级,其次，采用一种排名准则比较各小区的链路质量,最后，ue验证目标小区的可接入性,小区重选可分为同频小区重选、异频小区重选,57,td-lte 小区重选（2/2,58,td-lte 业务切换（1/2,59,切换准备过程：触发ue进行测量；源enb切换判决；目标enb接收来自源enb的切换请求消息并响应；准备l1/l2进行切换 切换执行过程：目标enb生成的切换命令；通过源enb将其透传给ue使得ue发起切换；离开源enb；向目标enb发起rach进行同步；当ue成功接入目标小区后，发送切换完成消息 切换完成过程：向mme发送路径转换请求来告知ue更换了小区，并更新s-gw的用户平面，触发源enb进行资源释放,td-lte 业务切换（2/2,60,td-lte 系统间切换（1/2,61,切换准备过程：请求核心网在目标rnc、sgsn以及s-gw等建立资源,包括目标sgsn建立e