1、LTE网络结构课程目标n了解LTE系统的设计需求n了解LTE/SAE的系统架构，掌握各模块的功能n了解LTE的协议标准n了解LTE的物理层结构n了解LTE-TDD的物理层过程课程内容nLTE系统设计需求和技术特点系统设计需求和技术特点nLTE/SAE 的网络结构nLTE的关键技术nLTE物理层结构nLTE-TDD物理层过程LTE的设计要求n灵活的信道带宽l1.4,3,5,10,15,20 MHzn更低的无线网时延l单向用户面5 msl控制面100 msn更高的频谱效率l下行比WCDMA R6提高3-4倍l上行频谱效率比R6提高2-3倍n全分组域业务l为传统的电信业务提供QoS传输n增强的移动性
2、能l0-15公里/小时:最优的性能 l15-120公里/小时:较高的性能 l120-350公里/小时:支持实时业务n覆盖l覆盖范围典型值：5Kml最远覆盖范围可以达到100KmRel-6Rel-6HSPAHSPARel-8 LTERel-8 LTE天线天线:两收两两收两发发系统带宽系统带宽 (MHz)(MHz)520下行峰值速率下行峰值速率 (Mbps)(Mbps)14.4172.8下行平均频谱效率下行平均频谱效率（bps/Hz/cellbps/Hz/cell）0.531.69下行小区边缘用户频谱下行小区边缘用户频谱效率（效率（bps/Hz/cellbps/Hz/cell）0.020.05上行
3、峰值速率上行峰值速率 (Mbps)(Mbps)5.7616QAM:5764QAM:86.4上行平均频谱效率上行平均频谱效率（bps/Hz/cellbps/Hz/cell）0.3320.735上行小区边缘用户频谱上行小区边缘用户频谱效率效率(bps/Hz/cell(bps/Hz/cell）0.0090.024市场需求选择关键技术增强覆盖高峰值速率DL:100MbpsUL:50Mbps低时延CP:100msUP:5ms低OPEX 低 CAPEX灵活带宽1.4/3/5/10/15/20MHz高频谱效率LTE 需求 OFDMMIMO分组调度扁平化网络扁平化网络分组调度、SONOFDMOFDMMIMO分
4、组调度MIMOLTE的技术特点nLTE名为演进（Evolution），实为“革命”（Revolution）n创新一：OFDM(正交频分多址系统)l下行OFDM：用户在一定时间内独享一段“干净”的带宽l上行SC-FDMA：具有单载波特性的改进OFDM系统（低峰平比）n创新二：MIMO（多天线技术）l下行MIMO：n发射分集：改善覆盖（大间距天线阵）n空间复用：提高峰值速率和系统容量n波束赋形：改善覆盖（小间距天线阵）n空间多址：提高用户容量和系统容量l上行MIMO：n空间多址：提高用户容量和系统容量n创新三：扁平网络l取消RNC（中央控制节点），只保留一层RAN节点eNodeBleNodeB和核
5、心网采用基于IP路由的灵活多重连接S1-flex接口l相邻eNodeB采用Mesh连接X2接口课程内容nLTE系统设计需求和技术特点nLTE/SAE 的网络结构的网络结构nLTE的关键技术nLTE物理层结构nLTE-TDD物理层过程SRNSDRNSNodeBNodeBNodeBNodeBRNCCNRNC IuIuIur IubIubIubIubUEUuUTRAN网络结构网络结构扁平化网络结构扁平化与传统网络互通与传统网络互通E-UTRANE-UTRAN只有一种节点网元只有一种节点网元E-Node BE-Node B全全IPIP媒体面控制面分离媒体面控制面分离RNC+NodeB=eNodeBRN
6、C+NodeB=eNodeBLTE网络结构LTE的技术特点n全IP，扁平化网络架构leNB集成了更多的功能块：物理层(PHY)，媒体接入层(MAC)，无线链路控制(RLC)，分组数据汇聚协议(PDCP)，无线资源控制(RRC)，无线资源分配和调度,小区间无线资源管理(RRM)l更短的无线网络时延：单向用户数据延迟 5ms，控制信令延迟 100msleNB之间通过X2接口进行通信，实现小区间优化的无线资源管理UuUuMSCSMGWRNCRNCGGSNSGSNHLRNode BNode BeNodeBeNodeBIP BackboneMME/x-GW 集成全部集成全部CN和部分和部分RNC的功能的
7、功能TD/WCDMA/HSPALTE 扁平化网络构架扁平化网络构架eNodeB 全部全部NodeB的功能和的功能和RNC的主要功能的主要功能LTE扁平化、基于IP的网络构架MMEx-GWEPCHSSPCRF优化的网络构架能得到更好的性能，推动IP网络应用。网络扁平化使得系统延时减少，从而改善用户体验，可开展更多业务网元数目减少，使得部署更为简单，网络的维护更加容易，有效降低TCO取消了RNC的集中控制，避免单点故障，有利于提高网络稳定性无线接入网迈向全IPIP CoreMSCSMGWCSCFMRFGGSNMGCFHSSIMSIP RANIP RANSGSNIub口IP化Iu口IP化Iur口IP
8、化Ap口IP化A口IP化Gb口IP化Abis口IP化无线接入网IP化优势明显n数据处理性能n高传输效率n网络升级方便n网络演进平滑n建设速度快n运维成本低n操作维护方便n新业务部署快捷LTE网络架构UE 等级等级下行最大比下行最大比特数特数/TTI下行空间复下行空间复用最大层数用最大层数上行最大比上行最大比特数特数/TTI上行是否支上行是否支持持 64QAM11029615160否否251024225456否否3102048251024否否4150752251024否否5302752475376是是下行2x2 MIMO 150Mbps 下行4x4 MIMO 300Mbps 上行 75Mbps
9、RNCNode BLTE网络架构neNB功能leNB具有现有3GPP R5/R6/R7的Node B功能和大部分的RNC功能，包括物理层功能（HARQ等），MAC，RLC，PDCP，RRC，调度，无线接入控制，移动性管理等等。eNBeNodeB架构LTE/SAE网络架构 SGi S4 S3 S1-MME PCRFS7 S6a HSSS10 UEGERAN UTRAN SGSN LTE-Uu ”E-UTRAN MMES11 S5 Serving Gateway PDN Gateway S1-U Operators IP Services(e.g.IMS,PSS etc.)Rx+EPC Evolv
10、ed Packet Core networkMME Mobility Management EntityHSS Home Subscriber ServerPCRF Policy and Charging Rules FunctionPDN Packet Data NetworkSAE的逻辑架构nMMEMobile Management EntitynS-GWServing GateWaynPDNPublic Data Network nHSSHome Subscriber ServernSGSNServing GPRS Support Node nPCRFPolicy and Chargin
11、g Rules Function，策略和计费规则功能实体eNodeB功能n无线资源管理nIP头压缩和用户数据流加密nUE连接期间选择MME，当无路由信息利用时，可以根据UE提供的信息来间接确定到达MME的路径n路由用户面数据到SGWn调度和传输寻呼消息（来自MME）n调度和发送广播消息（来自MME或O&M）n就移动性和调度，进行测量和测量报告的配置n调度和发送ETWS消息MME功能nNAS信令 nNAS信令安全nAS安全控制n在3GPP访问网络之间移动时，CN节点之间的信令传输n空闲模式下，UE跟踪的可达性(包括控制和执行寻呼重传)n跟踪区域的列表管理(UE的空闲和激活模式)nPDN GW 和
12、 SGW 选择nMME的变化引起切换时的MME选择n切换到2G或3G 3GPP接入网时SGSN的选择n漫游 n鉴权 n承载管理，包括专用承载的建立n支持 ETWS 消息传输 SGW功能n为eNB间的切换，进行本地的移动定位n3GPP间的移动性管理，建立移动安全机制n在E-UTRAN空闲模式下，下行数据包缓存和网络初始化（这些动作由服务请求过程触发）n授权侦听n数据包路由和前向转移 n在上下行链路，进行传输级的包标记n在运营商之间交换用户和QoS类别标识（QoS Class Identifier，QCI）的有关计费信息nUE、PDN和QCI的上下行付费信息等PDN功能n用户的包过滤n授权侦听nU
13、E的IP地址分配 n传输级的下行包标记n上下行链路的服务级计费、自控和速率控制n基于AMBR的下行速率控制 LTE网络架构nMME功能lNAS信令以及安全性功能l3GPP接入网络移动性导致的CN节点间信令l空闲模式下UE跟踪和可达性l漫游l鉴权l承载管理功能（包括专用承载的建立）LTE网络架构nSAE Serving GW（S-GW）l支持UE的移动性切换用户面数据的功能lE-UTRAN空闲模式下行分组数据缓存和寻呼支持nPDN GWl基于用户的包过滤l合法监听lIP地址分配l上下行传输层数据包标记lDHCPv4和DHCPv6（client、relay、server）LTE网络架构nLTE相关
14、的节点接口nS1-MMElE-UTRAN和MME之间的控制面协议参考点nS1-UlE-UTRAN和SAE Serving-GW之间的接口l每个承载的用户面隧道和eNB间路径切换（切换过程中）nX2leNodeB之间的接口，类似于现有3GPP的Iur接口nLTE-Uul无线接口，类似于现有3GPP的Uu接口S1接口支持的功能nSGW承载业务管理功能，例如建立和释放nUE在LTE_ACTIVE状态下的移动性管理功能，例如切换nS1接口的寻呼功能nNAS信令传输功能nS1接口管理功能，例如错误指示，S1接口建立等n网络共享功能n漫游和区域限制支持功能nNAS节点选择功能n初始上下文建立功能nS1接口
15、的无线网络层不提供流量控制功能和拥塞控制功能。X2接口支持的功能n支持连接态的UE在LTE系统内移动性管理功能l源eNodeB和目的eNodeB之间上下文的传输l源eNodeB和目的eNodeB之间用户面隧道控制功能l切换取消功能n负荷管理n小区间干扰协调l上行干扰负荷管理nX2接口管理和错误处理功能n跟踪功能LTE功能实体划分nE-UTRAN 与核心网协议架构控制面系统消息广播寻呼RRC连接建立、维护、释放无线承载建立、配置、维护、释放移动性管理UE测量控制EPS承载管理鉴权空闲状态移动性管理空闲状态寻呼初始化安全控制协议架构用户面头压缩和解压缩功能在切换时，保证数据按序发送底层SDU的重复
16、检测加密及完整性保护功能支持AM、UM和TM模式传输ARQ分段、级联按序发送重复检测逻辑信道和传输信道的映射功能HARQ传输格式选择UE内部逻辑信道之间优先级调度功能UE间根据优先级动态调度功能 X2-AP Transport Network Layer User Transport Network Plane Control Plane User Plane Transport User Network Plane Radio Network Layer GTP-U UDP IP Data link layer Physical layer User Plane PDUs SCTP IP D
17、ata link layer Physical layer E-UTRAN接口的通用协议模型E-UTRAN接口的通用协议模型（如下图）同时使用于S1接口和X2接口，其定义原则为：控制平面与用户平面分离，无线网络层与传输网络层分离。E-UTRAN接口协议通用模型 SCTP IP Data link layer S1-AP Physical layer S1 接口控制平面(eNB-MME)S1 接口用户平面(eNB-MME)MME S-GWS1-CS1-UE-UTRAN接口-S1接口nS1接口定义为E-UTRAN与EPC之间的接口n S1包括S1-C和S1-U，前者为eNB和MME之间接口、后者为
18、eNB和S-GW间接口。X2 接口控制平面X2接口控制平面E-UTRAN接口-X2接口nX2接口和S1接口极其类似，X2-U和S1-U使用同样的用户面协议，便于eNB在数据前向处理时，减少协议处理。LTE协议架构控制面数据流用户面数据流LTE 组网场景1应用于热点地区或小规模组网MME/xGWe-NBe-NB e-NB e-NB e-NBGE10GES1X2CE/PTNe-NBe-NBe-NBe-NBe-NBMME/xGWS1GE10GEMME/xGWe-NBe-NB e-NB e-NB e-NBGES1X2CE/PTNe-NB e-NB e-NB e-NBe-NB e-NB e-NB e-N
19、BCE/PTNGEX2X2LTE 组网场景2应用于中型网络的组网e-NBe-NBe-NBMPLS PW/VPLSMPLS-TP E-LANMME/xGWMME/xGWS1X2LTE 组网场景3IP/MPLS private network MPLS PW/VPLSMPLS-TP E-LANCE/PTNCE/PTNCE/PTNCE/PTNCE/PTNMPLS PW/VPLSMPLS-TP E-LANCE/PTNSRxGWxGWSRxGWCE/PTNCE/PTNe-NBe-NBe-NBe-NBe-NBe-NBe-NBL3L2SAE-GWMMECE&PTN based应用于大型网络的组网LTE 组网
20、场景4IP/MPLSxPONxDSL MPLS PW/VPLS/MPLS-TP E-VLANMSAGMSANAGES/CEES/CEES/CECE/PTNCE/PTNCE/PTNSRBASxGWOptical Ethernet L2/QinQe-NBe-NBPacketMWL2 ONLYFiber RingFEMTOe-NBe-NBFEMTO使用 xDSL/xPON 应用于Femto 和 PiCo LTE网络课程内容nLTE系统设计需求和技术特点nLTE/SAE 的网络结构nLTE的关键技术的关键技术nLTE物理层结构nLTE-TDD物理层过程LTE关键技术n基于OFDM的上下行多址接入和信号
21、调制方式l上行采用单载波频分多址SC-FDMAl下行采用正交频分多址OFDMAl消除无线网络自干扰l资源分配更灵活n上下行采用更高阶的调制:64QAMl系统峰值频谱效率达到 6bps/Hzn多用户频率选择性资源调度l干扰和多径造成各用户在不同频率上的性能有差异,频率选择性资源调度旨在让每个用户在最佳频带上传输从而提高多用户下系统的整体频谱效率LTE关键技术n自适应多天线技术lOFDM技术与MIMO技术的融合,提高系统吞吐量l支持多种模式的多入多出技术(MIMO)l自适应MIMO技术根据信道特性调整传输参数在链路稳定性和容量之间取得最佳折衷;n跨小区间的链路自适应,资源管理和干扰协调l根据用户所
22、在的地理位置分配频带资源,降低小区间干扰,提高链路稳定性和优化多小区频谱效率LTE关键技术OFDMn基于OFDM的上下行多址接入和信号调制方式l上行采用单载波频分多址SC-FDMAl下行采用正交频分多址OFDMAl消除无线网络自干扰l资源分配更灵活正交频分复用(OFDM)是新技术么？nOFDM（正交频分复用）的本质就是一个频分系统，而频分是无线通信最朴素的实现方式，可以多采用几个频率并行发送，实现宽带传输n传统FDM系统中，载波之间需要很大的保护带，频谱效率很低。nOFDM系统允许载波之间紧密相临，甚至部分重合，可以实现很高的频谱效率子载波。l如何做到这一点？依赖FFT（快速傅立叶变换）l为什
23、么直到最近20年才逐渐实用？有赖于数字信号处理（DSP）芯片的发展。从FDM/FDMA到OFDM/OFDMAOFDM技术的优势n频谱效率高n带宽扩展性强n频域调度及自适应n 实现MIMO技术较简单LTE关键技术 MIMOnMIMO技术的基本出发点是将用户数据分解为多个并行的数据流，在指定的带宽内由多个发射天线上同时刻发射，经过无线信道后，由多个接收天线接收，并根据各个并行数据流的空间特性（Spatial Signature），利用解调技术，最终恢复出原数据流。多天线技术-MIMOn自适应多天线技术lOFDM技术与MIMO技术的融合,提高系统吞吐量l自适应MIMO技术根据信道特性调整传输参数在链
24、路稳定性和容量之间取得最佳折衷;l支持多种模式的多入多出技术(MIMO)多天线技术-MIMOn多天线技术l MIMO：多入多出(Multiple Input Multiple Output)l SISO：单入单出(Single Input Single Output)l SIMO：单入多出(Single Input Multiple Output)l LTE的基本配置是DL 2*2 和UL 1*2,最大支持 4*4MIMO的优点n阵列增益：可以提高发射功率和进行波束形成；n系统的分集特性：可以改善信道衰落造成的干扰；n系统的空间复用增益：可以构造空间正交的信道，从而成倍地增加数据率；n因此，充
25、分地利用MIMO 系统的这些优秀品质能够大幅度地提高系统容量、获得相当高的频谱利用率，从而可以获得更高的数据率、更好的传输品质或更大的系统覆盖范围。课程内容nLTE系统设计需求和技术特点nLTE/SAE 的网络结构nLTE的关键技术nLTE物理层结构物理层结构nLTE-TDD物理层过程无线帧结构类型1n每个10ms无线帧被分为10个子帧n每个子帧包含两个时隙，每时隙长0.5msnTs=1/(15000*2048)是基本时间单元n任何一个子帧即可以作为上行，也可以作为下行#01个无线帧 Tf=307200 TS=10 ms1个时隙 Tslot=15360TS=0.5ms#11个子帧#2#17#1
26、8#191个子帧子帧#5DwPTSGPUpPTS子帧#91个半帧 153600 TS=5 ms1个子帧子帧#0DwPTSGPUpPTS30720TS子帧#41个时隙 Tslot=15360TS1个无线帧 Tf=307200 Ts=10 ms无线帧结构类型2n每个10ms无线帧包括2个长度为5ms的半帧，每个半帧由4个数据子帧和1个特殊子帧组成n特殊子帧包括3个特殊时隙：DwPTS，GP和UpPTS，总长度为1msn支持5ms和10ms上下行切换点n子帧0、5和DwPTS总是用于下行发送Uplink-downlink configurationDownlink-to-Uplink Switch-
27、point periodicitySubframe number012345678905 msDSUUUDSUUU15 msDSUUDDSUUD25 msDSUDDDSUDD310 msDSUUUDDDDD410 msDSUUDDDDDD510 msDSUDDDDDDD65 msDSUUUDSUUD上下行配比方式n“D”代表此子帧用于下行传输，“U”代表此子帧用于上行传输，“S”是由DwPTS、GP和UpPTS组成的特殊子帧。n特殊子帧中DwPTS和UpPTS的长度是可配置的，满足DwPTS、GP和UpPTS总长度为1ms。ConfigurationNormal cyclic prefixEx
28、tended cyclic prefixDwPTSGPUpPTSDwPTSGPUpPTS03101 OFDMsymbols381 OFDMsymbols1948321039231121014121372 OFDMsymbols5392 OFDMsymbols82693917102-8111-物理资源块PRBn一个RB在时域上包含 个OFDM符号,在频域上包含 个子载波n 和 的个数由CP类型和子载波间隔决定DLsymbNRBscNDLsymbNRBscN系统占用带宽分析n占用带宽=子载波宽度 x 每RB的子载波数目 x RB数目n子载波宽度=15KHzn每RB的子载波数目=12名义带宽名义带宽
29、(MHz)1.435101520RB数目数目615255075100实际占用带宽实际占用带宽(MHz)1.082.74.5913.518资源组资源资源定义定义RE一个RE在时域占用一个符号，在频域占用1个子载波，是最小的资源单位RB由服务信道资源分配的一个资源单位;RB在时域占用一个时隙，在频域占用12个子载波REG为控制信道资源分配的资源单位，由4个RE组成CCE由PDCCH资源分配的一个资源单位;一个CCE包含9个REGRBG为业务信道资源分配的资源单位，由一组RB组成资源分组RE(Resource Element)最小的资源单位，时域上为1个符号，频域上为1个子载波用(k,l)标记RB(
30、Resource Block)业务信道的资源单位，时域上为1个时隙，频域上为12个子载波REG的概念RBG的概念nRBG用于服务信道的资源分配nRBG 由一组RB组成nRBG的个数与系统带宽相关464 110327 63211 26110(P)RBG 个数个数系统带宽DLRBNCCEnCCE用于PDCCH的分配nPDCCH的分配在PCFICH和PHICH之后n一个CCE对应9个REG，CCE编号从0开始累加向上nA PDCCH consisting of consecutive CCEs may only start on a CCE fulfilling,where is the CCE n
31、umber.nMultiple PDCCHs can be transmitted in a subframe.nCCE的总个数由PDCCH占用符号数确定PDCCH formatNumber of CCEsNumber of resource-element groupsNumber of PDCCH bits01972121814424362883872576CP，子载波间隔和OFDM符号nCP，子载波间隔和OFDM符号之间的关系子载波间隔OFDM符号数(一个时隙)RB占用子载波数RB对应的RE数常规CP15KHz71284扩展CP15KHz612727.5KHz324721个RB在频域上对
32、应12个子载波，180KHz=15 KHz x 12(normal CP)LTE 上行/下行信道BCCHPCCHCCCHDCCHDTCHMCCHMTCHPCHDL-SCHMCHBCHPBCHPDSCHPMCH逻辑信道传输信道物理信道CCCHDCCHDTCHUL-SCHPRACHPUSCHRACHPUCCH下行信道下行信道上行信道上行信道逻辑信道传输信道物理信道PDCCH逻辑信道nMAC向RLC以逻辑信道的形式提供服务。逻辑信道由其承载的信息类型所定义，分为CCH和TCH，前者用于传输LTE系统所必需的控制和配置信息，后者用于传输用户数据。LTE规定的逻辑信道类型如下：lBCCH信道，广播控制信
33、道，用于传输从网络到小区中所有移动终端的系统控制信息。移动终端需要读取在BCCH上发送的系统信息，如系统带宽等。lPCCH，寻呼控制信道，用于寻呼位于小区级别中的移动终端，终端的位置网络不知道，因此寻呼消息需要发到多个小区。lDCCH，专用控制信道，用于传输来去于网络和移动终端之间的控制信息。该信道用于移动终端单独的配置，诸如不同的切换消息lMCCH，多播控制信道，用于传输请求接收MTCH信息的控制信息。lDTCH，专用业务信道，用于传输来去于网络和移动终端之间的用户数据。这是用于传输所有上行链路和非MBMS下行用户数据的逻辑信道类型。lMTCH，多播业务信道，用于发送下行的MBMS业务 传输
34、信道n对物理层而言，MAC以传输信道的形式使用物理层提供的服务。nLTE中规定的传输信道类型如下：lBCH：广播信道，用于传输BCCH逻辑信道上的信息。lPCH：寻呼信道，用于传输在PCCH逻辑信道上的寻呼信息。lDL-SCH：下行共享信道，用于在LTE中传输下行数据的传输信道。它支持诸如动态速率适配、时域和频域的依赖于信道的调度、HARQ和空域复用等LTE的特性。类似于HSPA中的CPC。DL-SCH的TTI是1ms。lMCH：多播信道，用于支持MBMS。lUL-SCH：上行共享信道，和DL-SCH对应的上行信道 物理信道和信号n上行物理信道lPUSCHlPUCCHlPRACHn上行物理信号
35、l参考信号（Reference Signal：RS）n下行物理信道lPDSCH:lPBCHlPMCHlPCFICHlPDCCHlPHICHn下行物理信号l同步信号（Synchronization Signal）l参考信号（Reference Signal）n物理信道l一系列资源粒子（RE）的集合，用于承载源于高层的信息n物理信号l一系列资源粒子（RE）的集合，这些RE不承载任何源于高层的信息下行物理信道n物理层下行共享信道（PDSCH）l承载下行业务数据、寻呼消息，可采用 QPSK、16QAM或64QAMn物理层广播信道(PBCH)l承载广播信息，固定占用载波信道中间6RBs(1.08MHz)
36、，采用QPSKn物理层下行控制信道(PDCCH)l承载信道分配和控制信息，采用QPSKn物理层格式指示信道(PCFICH)l承载PDCCH在子帧占用的符号数目，采用QPSKn物理层混合自动重传(HARQ)请求指示信道(PHICH)l承载HARQ ACK/NACK，采用BPSK,支持码分多路信道n物理层多播信道(PMCH)l承载多播信息,采用QPSK，16QAM或64QAM上行物理层信道n物理层上行共享信道（PUSCH）l承载上行业务数据和上行控制信息(UCI)，采用 QPSK，16QAM或64QAMn物理层上行控制信道(PUCCH)l承载上行控制信息(UCI)：HARQ ACK/NACK,CQ
37、I/PMI,RI,采用BPSK或QPSKn物理层随机接入信道(PRACH)l用于终端发起与基站的通信，基站通过接收PRACH确定接入终端身份并计算该终端的延迟各物理信道的功能eNode-BPrimary-SCHSecondary-SCHPhysical Downlink Shared ChannelCommon Control Physical Channel时隙时隙/帧同步和定义帧同步和定义小区小区ID随机接入随机接入Physical Downlink Control ChannelPhysical Random Access ChannelPhysical Uplink Shared Ch
38、annelPhysical Uplink Control Channel业务业务,MBMS控制信控制信息寻呼息寻呼HARQ 反馈传输格式反馈传输格式上行链路调度资源分配上行链路调度资源分配业务业务HARQ 反馈反馈CQI/PMI/RI上报上报上行链路调度请求上行链路调度请求下行同步信号n物理层主同步信号（P-SS）l用于终端的下行同步并确定该小区在小区身份组中的成员序号(0-2),占用载频中央62子载波用于调制Zadoff-Chu序列,在每帧DwPTS时隙发送。n物理层辅助同步信号（S-SS）l用于终端的下行同步并确定该小区的小区身份组序号(0 167),占用载频中央62子载波用于调制伪随机B
39、PSK序列,在每帧的时隙1和时隙11最后1个符号发送下行同步信号FS1，常规CPFS2，常规CPu主同步信号在主同步信号在DwPTSDwPTS域发送域发送u辅同步信号辅同步信号在时隙在时隙1 1和时隙和时隙1111的的最后最后一个一个OFDMOFDM符号发送符号发送u主同步信号仅仅在时隙主同步信号仅仅在时隙0 0和时隙和时隙1010中发送中发送u辅同步信号仅仅在时隙辅同步信号仅仅在时隙0 0和时隙和时隙1010中发送中发送69下行物理参考信号n下行参考信号作用l信道估计，用于相干解调和检测，包括控制信道和数据信道l信道质量的测量，用于调度、链路自适应l导频强度的测量，为切换、小区选择提供依据n
40、考虑因素l图样时、频密度n时域：导频间隔小于相干时间n频域：导频间隔小于相干带宽l序列n相关性n序列数量n复杂度n分类l小区专有导频（Cell-specific DL RS，CRS）nTx port 03n主要用于信道估计（控制/数据信道的解调）；信道测量（CQI/PMI/RI测量等）lMBSFN导频nTx port 4，n用于解调多播业务lUE专有导频nTx port 5，专用RS（DRS）n用于传输模式7的数据解调下行物理层参考信号n下行物理信号图例：下图给出了与小区相关的参考信号(RS)在不同天线配置情况下在资源块(RB)中的分布。可以看出不同天线口对应的参考信号没有交叠，同时天线口2和
41、3分配的参考信号比天线口0和1少一倍。下行信道质量测量下行信道质量测量（信道探测）（信道探测）下行信道估计，下行信道估计，用于用于UE端的端的相干检测和解调相干检测和解调小区搜索小区搜索下行参考信号的目的下行参考信号的目的下行物理层信道时频分布课程内容nLTE系统设计需求和技术特点nLTE/SAE 的网络结构nLTE的关键技术nLTE物理层结构nLTE-TDD物理层过程物理层过程手机开机过程小区搜索n小区搜索用于UE获得跟一个Cell的时间/频率同步，并获取Cell的物理层小区ID。n小区搜索的过程如下：n依赖于主同步信号，UE可以获得5ms的基准时间；n依赖于辅同步信号，UE可以获得帧同步和
42、物理层的小区组；n依赖于参考信号，UE可以获得物理层的小区ID；nUE获得物理层小区ID和帧同步后，UE就可以在BCH上读取系统消息）。下行同步上行初始同步：nUE在随机接入信道上发送preamble码neNodeB根据preamble码的到达位置，将调整信息反馈给UEnUE根据该信息进行后续的发送时间调整 上行同步保持：neNodeB可以根据上行信号估计接收时间生成上行时间控制命令字nUE在子帧n接收到的时间控制命令字，UE在n+x子帧按照该值对发送时间提前量进行调整下行初始同步：n初始下行同步是小区搜索过程。UE通过检测小区的主要同步信号，以及辅助同步信号，实现与小区的时间同步 下行同步保
43、持：n小区搜索成功后，UE周期性测量下行信号的到达时间点，并根据测量值调整下行同步，以保持与eNB之间的时间同步 同步下行同步预备知识n小区IDl小区ID：共504个，由组ID和组内ID组成，即l组ID：有168个，0167l组内ID：有3个，02n同步信号的时/频位置Cell(sector)下行同步过程n同步信号分为主同步信号（PSS）和辅同步信号（SSS）。n同步过程如下：l检测PSS，完成n半帧定时，即获得半帧（5ms）边界n频偏校正n并获得组内ID 利用3条ZC序列区分3个组内IDl检测SSS，完成n长/短CP检测（符号同步）盲检测n帧定时，即获得帧（10ms）边界 SSS由两条短码序
44、列交叉组成，用不同的顺序区分两个半帧n并获得组ID随机接入n随机接入过程用于下列情况:lRRC_IDLE状态下的初始接入l无线链路出错后的初始接入l切换时进行接入lRRC_Connectedn上行失步时，下行数据到达n上行失步时，上行数据到达n基于竞争的随机接入n适用于上面多列出的几种情况n手机在广播的前导集合中随机选取一个前导码n当两个手机选取同一个前导码时，竞争发生n通过四个步骤完成，第四步用于解决冲突l基于非竞争的随机接入n在切换过程或下行链路数据到达时n手机所用的前导码是由基站分配的n随机接入过程通过三步完成，无须解决冲突基于竞争的随机接入n1.UE在RACH上发送随机接入前缀n2.e
45、NB的MAC层产生随机接入响应，并在DL-SCH上发送n3.UE的RRC层产生RRC Connection Request 并在映射到UL SCH上的CCCH逻辑信道上发送n4.RRC Contention Resolution 由eNB的RRC层产生，并在映射到DL SCH上的CCCH or DCCH(FFS)逻辑信道上发送基于非竞争的随机接入1.eNB通过下行专用信令给UE指派非冲突的随机接入前缀（non-contention Random Access Preamble），这个前缀不在BCH上广播的集合中。2.UE在RACH上发送指派的随机接入前缀。3.eNB的MAC层产生随机接入响应，并在DL-SCH上发送。
