LTE基础知识介绍.ppt

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1、TD-LTE 基础知识介绍,1,2,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HSDPA的3-4

2、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 物理层核心技术由CDMA更改为OF

3、DM 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,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,12,TD-LTE 多址技术（1/4）,OFDM技术优势频谱效率高带宽扩展性强抗多径衰落：OFDM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

4、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,13,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

5、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-MIMO,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

6、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，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

7、 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

8、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）,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。Resou

9、rce elementRB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 Group4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HAR

10、Q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，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

11、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（

12、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-LT

13、E 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,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

14、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）,附着接受内容网络设置网络能力TAI listGUTI,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

15、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）,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

16、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,59,TD-LTE 业务切换（2/2）,60,TD-LTE 系统间切换（1/2）,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EPS承载；目标RNC建立RAB；通知源MME、S-GW是否发生变化等切换执行过程：源MME向源eNB发送切换命令，UE接收来自源eNB的切换命令（MobilityFromEUTRACommand），向目标网络发起接入过程，并完成切换切换完成过程：目标SGSN管理UE所建立的EPS承载并通知S-GW;S-GW通知PDN GW 关于UE的改变;用户面切换到目标SGSN；源MME发送释放资源消息给源eNB等,61,TD-LTE 系统间切换（2/2）,62,TD-LTE 数据面业务流向,63,Thank You,