LTE基础知识课件

LTE基础知识一、LTE概述

LTE驱动力LTE关键技术二、LTE空中接口LTE无线接口协议LTE信道结构LTE帧结构什么是LTE峰值速率：下行100Mbps，上行20Mbps时延控制面IDLEACTIVE：<100ms用户面：单向传输<5ms移动性：359KM/H频谱灵活性1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15MHz、20MHz可变带宽支持全球主流频段，同时支持新增频段LTE（LongTermEvolution）为什么LTE语音收入下降移动通信带宽提升LTE新业务LTE用户体验数据业务量的快速上升收益和业务量不匹配WiMax阵营领先带来的压力LTE驱动力LTE演进过程2G2.5G2.75G3G3.5G3.75G3.9GGPRSEDGEeEDGEHSDPAR5HSUPAR64GMBMSCDMA20001XEV-DO802.16e802.16mHSDPAHSPA+R7

FDD/TDD4GGSMTD-SCDMAWCDMAR99802.16dCDMAIS95CDMA20001xLTEEV-DORev.AEV-DORev.BHSUPA一、LTE概述LTE驱动力

LTE关键技术二、LTE空中接口LTE无线接口协议LTE信道结构LTE帧结构LTE关键技术——网络结构扁平的网络架构，减少设备投入减少接口数量，IP的网络接口增强的端到端QoSBTSNodeBPSTNISDNInternet,IntranetSGSNGGSNMGWMGWRANCNMSUELTE网络结构LTE关键技术——多天线技术MIMO（MultipleInputSingleOutput）技术技术分类：空间复用（spatialmultiplexing）、发射分集（spatialdiversity）、波束赋形（beamforming）、预编码（precoding）LTE关键技术——OFDMOFDM（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing）技术传统频分复用正交频分复用时间功率频率

频率

时间

功率

0

5ms

DL

TD-LTE资源分割方式：OFDMTD-SCDMA资源分割方式：CDMALTE关键技术——OFDMOFDM技术特点优点：频谱利用率高抗多径（频率选择性衰落）信道估计与均衡实现简单缺点：对频率偏移特别敏感，多普勒频偏会引起ICI（Inter-CarrierInterference载波间干扰）。可使用频率同步解决。OFDM系统峰均比（PAPRPeaktoAveragePowerRatio）高。下行使用高性能功放解决，上行使用SC-FDMA解决LTE关键技术——多址技术LTE多址技术下行：OFDMA（OrthogonalFrequencyDivisionMultipleAccess）上行：SC-FDMA（Single-CarrierFrequencyDivisionMultipleAccess）Frequency

Time

Power

density

(CDMA

codes)

1.6MHz

0

:

15

TS0

2.Carrier(optional)

3.Carrier(optional)

TS1

TS2

TS3

TS4

TS5

TS6

DL

DL

DL

DL

UL

UL

UL

5ms

DwPTS

UpPTS

GP

DL

TD-SCDMA多址技术：FDMA+TDMA+CDMA一、LTE概述LTE驱动力LTE关键技术二、LTE空中接口LTE无线接口协议LTE信道结构LTE帧结构LTE空中接口——3GPP协议R5R7R8R9HSDPA自适应编码灵活编码快速调度（2ms）HARQHSPA+64QAM（DL）16QAM（UL）MIMO（DL）功率增强（DL）更少开销（DL）HSPA+64QAM+MIMO（DL）双小区操作减少开销（UL）LTE增强技术灵活带宽灵活频谱选择高速率超高速调度少延时LTE补充LTEAdvancedLTE空中接口——多址和双工技术多址技术CDMATDMAFDMAOFDMA双工方式频分双工（FDD）：占用两个频率带宽分别作为上下行时分双工（TDD）：占用两个时隙分别作为上下行一、LTE概述LTE驱动力LTE关键技术二、LTE空中接口LTE无线接口协议LTE信道结构LTE帧结构LTE无线接口协议控制面NAS信令RRCPDCPRLCMACPHY用户面NAS用户-IPPDCPRLCMACPHYLTE无线接口协议非接入层（NAS层）非接入层，指的是AS（AccessStratum，接入层

）的上层。NAS信令指的是在UE和MME之间传送的消息。NAS信令可以分为两类：EMM（EPSMobilityManagement）

附着、分离、跟踪区更新、业务请求、扩展业务请求、GUTI重分配、鉴权、标识、安全模式控制、EMM状态、EMM信息、NAS传输、寻呼ESM（EPSSessionManagement）

默认EPS承载上下文激活、专用EPS承载上下文激活、EPS承载上下文修改、EPS承载上下文去激活、UE请求PDN连接、UE请求PDN断开、UE请求承载资源分配、UE请求承载资源修改、ESM信息请求、ESM状态LTE无线接口协议RRC（RadioResourceControl）层RRC处理UE与E-UTRAN间的所有信令系统消息PLMN和小区选择准入控制安全管理小区重选测量上报切换和移动性NAS传输无线资源管理LTE无线接口协议PDCP（PacketDataConvergenceProtocol）层在控制面，PDCP负责对RRC和NAS信令消息的加/解密及完整性校验。在用户面，PDCP的功能略有不同，它只进行加/解密，不进行完整性校验。控制面加/解密完整性校验用户面IP头压缩加/解密排序和复制检测LTE无线接口协议RLC（RadioLinkControl）层提供无线链路的控制功能。包含TM、AM、UM三种传输模式，主要提供纠错、分段、级联、重组等功能。TM（TransparentMode）透明模式AM（AcknowledgedMode）确认模式UM（UnacknowledgedMode）非确认模式分段和重组级联纠错LTE无线接口协议MAC（MediumAccessControl）层主要功能：映射、复用、HARQ和无线资源分配信道映射和复用纠错：HARQ（Hybrid-ARQ）技术基于QoS的调度LTE无线接口协议物理层（PhysicalLayer）

提供了一系列新型的灵活信道，同时充分利用先前系统（如UMTS）的特性和机制。错误检测FEC（ForwardErrorCorrection）加/解密速率匹配物理信道的映射速率加权调制和解调频率同步和时间同步无线测量MIMO处理发射分集波束赋形射频处理一、LTE概述LTE驱动力LTE关键技术二、LTE空中接口

LTE无线接口协议

LTE信道结构LTE帧结构LTE信道结构LTE信道分类逻辑信道：区分信息的类型传输信道：区分信息的传输方式物理信道：执行信息的收发RLCMACPHY逻辑信道传输信道物理信道LTE信道结构逻辑信道控制信道业务信道广播控制信道（BCCH：BroadcastControlChannel）寻呼控制信道（PCCH：PagingControlChannel）公共控制信道（CCCH：CommonControlChannel）专用控制信道（DCCH：DedicatedControlChannel）专用业务信道（DTCH：DedicatedTrafficChannel）LTE信道结构传输信道广播信道（BCH：BroadcastChannel）寻呼信道（PCH：PagingChannel）下行共享信道（DL-SCH：DownlinkSharedChannel）随机接入信道（RACH：RandomAccessChannel）上行共享信道（UL-SCH：UplinkSharedChannel）LTE信道结构物理信道下行信道上行信道物理广播信道（PBCH：PhysicalBroadcastChannel）物理控制格式指示信道（PCFICH：PhysicalControlFormatIndicatorChannel）物理下行控制信道（PDCCH：PhysicalDownlinkControlChannel）物理HARQ指示信道（PHICH：PhysicalHybrid-ARQIndicatedChannel）物理下行共享信道（PDSCH：PhysicalDownlinkSharedChannel）物理随机接入信道（PRACH：PhysicalRandomAccessChannel）物理上行控制信道（PUCCH：PhysicalUplinkControlChannel）物理上行共享信道（PUSCH：PhysicalUplinkSharedChannel）LTE信道结构——下行信道映射PBCHPCFICHPHICHPDCCHPDSCHBCHPCHDL-SCHDTCHDCCHCCCHPCCHBCCHTMTMTMUM/AMUM/AM加/解密加/解密完整性ROHCRRCESMEMMIPNAS层RRC层PDCP层RLC层MAC层物理层LTE信道结构——上行信道映射PRACHPUCCHPUSCHDL-SCHDTCHDCCHCCCHTMUM/AMUM/AM加/解密加/解密完整性ROHCRRCESMEMMIPNAS层RRC层PDCP层RLC层MAC层物理层RACH一、LTE概述LTE驱动力LTE关键技术二、LTE空中接口

LTE无线接口协议LTE信道结构

LTE帧结构LTE关键技术——帧结构TD-SCDMA帧结构LTE关键技术——帧结构UpPTSDwPTSTS0~TS6LTE关键技术——帧结构不发送SS(SynchronizationShift)和TPC(TransmissionPowerControl)时TFCI的置发送SS和TPC时TFCI（TransportFormatCombinationIndicator）位置LTE关键技术——帧结构TD-LTE帧结构最小时间单位Ts=1/(15000x2048)s≈32.552083ns Frame帧的长度：Tf=307200xTs=10msSubframe子帧的长度：Tsubframe=30720xTs=1msSlot时隙的长度：Tslot=15360xTs=0.5msLTE关键技术