LTE物理层技术.ppt
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1、LTE物理层技术,目录,LTE物理层过程,LTE物理层概述,多址技术,双工方式与帧结构,信道带宽,物理资源概念,LTE物理层信道与信号,起源、特征、功能,LTE标准发展,05-6,07-3,09初,04-12,06-6,08-9,需求讨论,SI,完成R8规范,TR25.930,TR25.912TR25.814TR25.813,WI stage2,TR36.300,WI stage3,TS36.211TS36.212TS36.213,R10/9起动,TDD帧结构,大唐移动的研究,BF,帧结构融合,传输信道的纠错编码/译码,HARQ软合并,编码的传输信道向物理信道映射,物理信道功率加权,无线特征测
2、量,并向高层提供指示,频率与时间同步,MIMO天线处理,传输信道的错误检测,并向高层提供指示,物理信道调制与解调,射频处理(射频相关规范),物理层概述,物理层概述,支持频分双工(FDD)和时分双工(TDD)两种模式;,LTE物理层的多址方案:下行采用OFDM,上行采用SC-FDMA;,基于分组交换思想,使用共享信道;,主要特征,支持多输入多输出(MIMO)传输。,目录,LTE物理层过程,LTE物理层概述,多址技术,双工方式与帧结构,信道带宽,物理资源概念,LTE物理层信道与信号,起源、特征、功能,支持的信道带宽(Channel Bandwidth)1.4MHz,3.0MHz,5MHz,10MH
3、z,15MHz以及20MHzLTE系统上下行的信道带宽可以不同 下行信道带宽大小通过主广播信息(MIB)进行广播 上行信道带宽大小通过系统信息(SIB)进行广播,信道带宽与传输带宽配置有如下对应关系:,信道带宽,目录,LTE物理层过程,LTE物理层概述,多址技术,双工方式与帧结构,信道带宽,物理资源概念,LTE物理层信道与信号,起源、特征、功能,OFDM vs.CDMA技术的优势:频谱效率高;带宽扩展性强;抗多径衰落;实现MIMO技术较简单;频域调度灵活;自适应强,可以灵活选择调制编码方式,更好的适应信道的频率选择性;,结论:下行采用OFDM,上行采用SC-FDMA,下行多址技术的选择,上行多
4、址技术的选择,多址技术,SC-FDMA vs.OFDM优势:终端能力有限,发射功率受限;SC-FDMA采用单载波技术,峰均比(PAPR)低,有效提高RF功率放大器的效率,降低终端成本和耗电量;,并行低速传输 OFDM的基本原理是将高速的数据流分解为N个并行的低速数据流,在N个子载波上同时进行传输。这些在N子载波上同时传输的数据符号,构成一个OFDM符号。,Bandwidth,OFDM技术原理(1),OFDM技术原理(2),抗频率选择性衰落,引入循环前缀CP(Cyclic Prefix);CP保护间隔长于信道时延扩展;,OFDM技术原理(3),OFDM用于地面移动通信系统,必须解决多径时延扩展问
5、题;,抗多径时延ISI,OFDM 收发信机结构,OFDM收发信机结构,OFDM实现原理,上行采用SC-FDMA技术DFT-S-OFDM(低CM特性)连续映射等间隔映射,上行多址技术,目录,LTE物理层过程,LTE物理层概述,多址技术,双工方式与帧结构,信道带宽,物理资源概念,LTE物理层信道与信号,起源、特征、功能,FDD:上行传输和下行传输在不同的载波频段上进行;TDD:上行传输和下行传输在相同的载波频段上进行;基站/终端在不同的时间进行信道的发送/接收或者接收/发送;H-FDD:上行传输和下行传输在不同的载波频段上进行;基站/终端在不同的时间进行信道的发送/接收或者接收/发送;H-FDD与
6、FDD的差别在于终端不允许同时进行信号的发送与接收,即H-FDD基站与FDD基站相同,但是H-FDD终端相对FDD终端可以简化,只保留一套收发信机并节省双工器的成本。,双工方式,FDD帧结构-帧结构类型1,适用于FDD与HD FDD一个长度为10ms的无线帧由10个长度为1ms的子帧构成;每个子帧由两个长度为0.5ms的时隙构成;,帧结构,TDD帧结构-帧结构类型2,适用于TDD一个长度为10ms的无线帧由2个长度为5ms的半帧构成 每个半帧由5个长度为1ms的子帧构成 常规子帧:由两个长度为0.5ms的时隙构成 特殊子帧:由DwPTS、GP以及UpPTS构成 支持5ms和10ms DLUL切
7、换点周期,帧结构,TDD帧结构上下行配置,帧结构,目录,LTE物理层过程,LTE物理层概述,多址技术,双工方式与帧结构,信道带宽,物理资源概念,LTE物理层信道与信号,起源、特征、功能,物理资源概念,无线帧,OFDM符号,天线端口,基本时间单位,时隙-slot,子帧,物理资源,接收机用来区分资源在空间上的差别,包括三类天线端口:CRS:天线端口03MBSFN:天线端口4DRS:天线端口5,资源单元(RE)对于每一个天线端口,一个OFDM或者SC-FDMA符号上的一个子载波对应的一个单元叫做资源单元;资源块(RB)一个时隙中,频域上连续的宽度为180kHz的物理资源称为一个资源块;,物理资源概念
8、,资源单元组(REG)控制区域中RE集合,用于映射下行控制信道 每个REG中包含4个数据RE控制信道单元(CCE)36RE,9REG组成,物理资源概念,目录,LTE物理层信道与信号,LTE物理层过程,LTE物理层概述,上行物理信道,下行物理信道,下行物理信号,上行物理信号,下行物理信道,PBCH:物理广播信道调制方式:QPSK,PDSCH:物理下行共享信道调制方式:QPSK,16QAM,64QAM,PCFICH:物理控制格式指示信道调制方式:QPSK,PMCH:物理多播信道调制方式:QPSK,16QAM,64QAM,PDCCH:物理下行控制信道调制方式:QPSK,下行物理信道,PHICH:物理
9、HARQ指示信道调制方式:BPSK,下行物理信道一般处理流程,下行物理信道,加扰,调制,层映射,预编码,RE映射,OFDM信号产生,物理广播信道PBCH:PBCH传送的系统广播信息包括下行系统带宽(4bit)、SFN子帧号(8bit)、PHICH(3bit)指示信息等;PBCH的RE映射;,常规CP,扩展CP,下行物理信道,物理控制格式指示信道PCFICH:PCFICH用于指示在一个子帧中传输PDCCH所使用的OFDM个数 CFI:2bit信息 1/16编码,QPSK调制 PCFICH映射到控制区域的第一个OFDM4个REG上 第一个REG的位置取决于小区id符号上的 4个REG之间相差1/4
10、带宽,下行物理信道,物理HARQ指示信道PHICH PHICH用于承载HARQ应答信息;多个PHICH叠加之后可以映射到同一个PHICH group,一个PHICH group对应于12RE;对于TDD,不同子帧中的PHICH group数目不同;,下行物理信道,PHICH信道的RE映射 PHICH group的物理资源映射 PHICH长度分为两个等级,其所占用的OFDM符号个数如下表所示 一个PHICH group由3部分组成,分别映射到一个REG上,具体频域位置取决于-小区id PHICH group序号-所在OFDM符号中的REG数目-以及PHICH扩展长度的大小,下行物理信道,物理下行
11、控制信道PDCCH:PDCCH用于承载资源分配信息,包括功率控制信息等;逻辑映射一个PDCCH是一个或者几个连续CCE的集合;根据PDCCH中包含CCE的个数,可以将PDCCH分为如下图四种格式;物理映射多个用户的PDCCH进行复用和加扰等操作,映射到没有用于传输PCFICH和PHICH的REG上。,下行物理信道,物理下行共享信道PDSCH:PDSCH用于承载Unicast数据信息没有专用导频时,按照PBCH同样的端口映射Port 组合0 0,1 0,1,2,3发射专用导频时,按照port 5 映射 PDSCH资源分配优先级最低,只能占用其他信道/信号不用的RB;物理多播信道PMCH:用于承载
12、Multicast数据信息;对于混合载波(PMCH+PDSCH)时,PMCH在MBSFN子帧传输;MBSFN子帧概念前1 or 2 符号可以用于unicast;其他符号用于Multicast业务,下行物理信道,目录,LTE物理层信道与信号,LTE物理层过程,LTE物理层概述,上行物理信道,下行物理信道,下行物理信号,上行物理信号,确定唯一的物理小区id;,下行信道质量测量;下行信道估计,用于UE端的相干检测和解调;小区搜索;,同步信号,参考信号,主同步信号 辅同步信号,小区专用参考信号 MBSFN参考信号终端专用的参考信号,下行物理信号,同步信号,FS2,常规CP,下行物理信号,同步信号序列
13、主同步信号使用Zadoff-Chu序列;共有3个PSS序列,每个对应一个小区ID:辅同步信号使用的序列由两个长度为31的二进制序列通过交织级联产生,并且使用由主同步信号序列决定的加扰序列进行加扰,长度为31的二进制序列以及加扰序列都由m序列产生;,下行物理信号,共有168组SSS序列,与小区ID组序号 一一对应,小区专用参考信号,常规CP,下行物理信号,1,R,F,o,u,r,a,n,t,e,n,n,a,p,o,r,t,s,even,-,numbered slots,odd,-,numbered slots,Antenna port,0,even,-,numbered slots,odd,-,
14、numbered slots,Antenna port,1,even,-,numbered slots,odd,-,numbered slots,Antenna port,2,even,-,numbered slots,odd,-,numbered slots,Antenna port,3,MBSFN参考信号,扩展CP,15kHz,扩展CP,7.5kHz,下行物理信号,终端专用参考信号,常规CP,扩展CP,7.5kHz,下行物理信号,目录,LTE物理层信道与信号,LTE物理层过程,LTE物理层概述,上行物理信道,下行物理信道,下行物理信号,上行物理信号,PUSCH:物理控制格式指示信道调制方式
15、:QPSK,16QAM,64QAM,PRACH:物理随机接入信道调制方式:QPSK,PUCCH:物理上行控制信道调制方式:QPSK,下行物理信道,上行物理信道,上行物理共享信道PUSCH:,用于承载上行业务数据;上行资源只能选择连续的PRB,并且PRB个数满足2、3、5的倍数;在RE映射时,PUSCH映射到子帧中的数据区域上;PUSCH的基带信号产生的流程:,上行物理信道,加扰,调制,传输预编码,RE映射,SC-FDMA信号产生,上行物理控制信道PUCCH:,上行物理信道,PUCCH格式:,PUCCH format 1/1a/1b结构,常规CP,上行物理信道,PUCCH format 1/1a
16、/1b RE映射 1比特SR信息经过序列扩展和正交复用,形成96个比特,映射到PUCCH format 1中的数据部分 1比特ACK/NACK信息,经过BPSK调制,序列扩展和正交复用,形成96个符号,映射到PUCCH format 1a中的数据部分 2比特ACK/NACK信息,经过QPSK调制,序列扩展和正交复用,形成96个符号,映射到PUCCH format 1b中的数据部分 参考信号序列经过正交复用后,映射到PUCCH format 1/1a/1b中的参考信号部分,PUCCH format 1/1a/1b的具体映射RB位置与其序号,PUCCH带宽以及时隙位置有关,上行物理信道,PUCCH
17、 format 2/2a/2b 结构,常规CP,扩展CP,上行物理信道,PUCCH format 2/2a/2b RE映射 20比特CQI信息经过QPSK调制,形成10个符号,经过序列扩展之后形成120个符号,映射到PUCCH format 2/2a/2b中的数据部分 1比特ACK/NACK信息,经过BPSK调制,形成1个符号,经过与参考信号相乘之后形成为12个符号,映射到PUCCH format 2a中每个时隙中的第二个RS上 2比特ACK/NACK信息,经过QPSK调制,形成1个符号,经过与参考信号相乘之后形成为12个符号,映射到PUCCH format 2a中每个时隙中的第二个RS上 参
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- 关 键 词:
- LTE 物理层 技术
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