LTE基本原理與關(guān)鍵技術(shù)

中國(guó)電信集團(tuán)公司江西省電信分公司無(wú)線網(wǎng)優(yōu)中心通過(guò)本文檔的學(xué)習(xí)，您可以掌握以下技能：了解移動(dòng)通信的發(fā)展過(guò)程以及LTE的位置和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)了解E-UTRAN的協(xié)議結(jié)構(gòu)和基本原理了解LTE應(yīng)用的相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)LTE系統(tǒng)原理系統(tǒng)性認(rèn)識(shí)目標(biāo)2第一部分LTE前世今生第二部分LTE基礎(chǔ)原理第三部分LTE關(guān)鍵技術(shù)匯總提綱第一部分LTE前世今生第一章LTE前世篇第一節(jié)移動(dòng)通信的發(fā)展第二節(jié)為什么LTE第三節(jié)演進(jìn)之路第二章LTE今生篇第一節(jié)什么是LTE第二節(jié)LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)移動(dòng)通信的發(fā)展移動(dòng)通信發(fā)展的最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)任何人（whoever）可以在任何時(shí)候（whenever）、任何地方（wherever）與其它任何人（whomever）以任何方式（whatever）進(jìn)行通信。AMPSTACSNMT其它模擬技術(shù)GSMCDMAIS95TDMAIS-136PDC需求驅(qū)動(dòng)數(shù)字技術(shù)語(yǔ)音業(yè)務(wù)UMTSWCDMACDMA2000需求驅(qū)動(dòng)寬帶業(yè)務(wù)TD-SCDMA第一代80年代模擬第二代90年代數(shù)字第三代IMT-2000移動(dòng)通信的發(fā)展——第三代移動(dòng)通信簡(jiǎn)介在1985年，國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）提出了第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的概念，當(dāng)時(shí)被稱為未來(lái)公共陸地移動(dòng)通信系統(tǒng)（FPLMTS）。后來(lái)考慮該系統(tǒng)預(yù)計(jì)在2000年左右開始商用，且工作于2000MHz的頻段，故1996年ITU采納日本等國(guó)的建議，將FPLMTS更名為國(guó)際移動(dòng)通信系統(tǒng)IMT-2000。國(guó)際上目前最具代表性的第三代移動(dòng)通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有三種，它們分別是：CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA。CDMA技術(shù)是3G的主流技術(shù)，其中，CDMA2000和WCDMA屬于FDD方式；TD-SCDMA屬于TDD方式，其上、下行工作于同一頻率。WiMAX（IEEE802.16d-IEEE802.16e）6移動(dòng)通信的發(fā)展——移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)將主導(dǎo)未來(lái)Vodafone移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)收入增長(zhǎng)Vodafone于2004年開始在歐洲提供3G數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)2004～2008年數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)高速增長(zhǎng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)彌補(bǔ)語(yǔ)音ARPU值下滑，成為拉動(dòng)整體業(yè)績(jī)?cè)鲩L(zhǎng)的引擎Verizon率先推出美國(guó)全國(guó)性的無(wú)線寬帶網(wǎng)絡(luò)，并持續(xù)升級(jí)移動(dòng)數(shù)據(jù)收入占移動(dòng)總收入的比重快速提升憑借數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的提升，2008年3季度Verizon移動(dòng)通信總收入首次超越AT&TVerizon移動(dòng)數(shù)據(jù)收入占移動(dòng)總收入比重移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)是未來(lái)拉動(dòng)業(yè)績(jī)?cè)鲩L(zhǎng)的強(qiáng)勁引擎7移動(dòng)通信的發(fā)展——固網(wǎng)推動(dòng)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)寬帶化0.11101001000CablemodemISDNADSLADSL2+FTTHVDSLGPRSEDGE3GHSPAHSPA+LTELTE+TodayFuturePast固網(wǎng)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)帶寬緊隨固網(wǎng)固網(wǎng)推動(dòng)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)寬帶化Throughput(Mbps)第一部分LTE前世今生第一章LTE前世篇第一節(jié)移動(dòng)通信的發(fā)展第二節(jié)為什么LTE第三節(jié)演進(jìn)之路第二章LTE今生篇第一節(jié)什么是LTE第二節(jié)LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)9為什么要LTELTE:LongTermEvolution為什么LTE?基于CDMA技術(shù)的3G標(biāo)準(zhǔn)在通過(guò)HSDPA以及EnhancedUplink等技術(shù)增強(qiáng)之后,可以保證非來(lái)幾年內(nèi)的競(jìng)爭(zhēng)力。但是，需要考慮如何保證在更長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)的競(jìng)爭(zhēng)力應(yīng)對(duì)來(lái)自于WiMAX的市場(chǎng)壓力為應(yīng)對(duì)ITU的4G標(biāo)準(zhǔn)征集做準(zhǔn)備為什么LTE——LTE使移動(dòng)業(yè)務(wù)更豐富 移動(dòng)寬帶改變未來(lái)生活移動(dòng)Email網(wǎng)絡(luò)會(huì)議高清視頻會(huì)議視頻點(diǎn)播在線游戲高清視頻流手機(jī)購(gòu)物手機(jī)銀行手機(jī)證券視頻共享視頻博客視頻聊天信息服務(wù)移動(dòng)辦公移動(dòng)社區(qū)移動(dòng)娛樂(lè)移動(dòng)商務(wù)LTE通過(guò)大容量、快速響應(yīng)、高速率和更好的QoS提升用戶體驗(yàn)11第一部分LTE前世今生第一章LTE前世篇第一節(jié)移動(dòng)通信的發(fā)展第二節(jié)為什么LTE第三節(jié)演進(jìn)之路第二章LTE今生篇第一節(jié)什么是LTE第二節(jié)LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)12演進(jìn)之路——無(wú)線技術(shù)演進(jìn)路徑LTE成為移動(dòng)通信技術(shù)演進(jìn)的主流方向多種技術(shù)體制將長(zhǎng)期并存，并最終演進(jìn)到單一網(wǎng)絡(luò)2G2.5G2.75G3G3.5G3.75G3.9GGPRSEDGEeEDGEHSDPAR5HSUPAR6MBMS4GMBMSCDMA20001XEV-DO802.16e802.16mHSDPAHSPA+R7

FDD/TDD4GGSMTD-SCDMAWCDMAR99802.16dCDMAIS95CDMA20001xLTEEV-DORev.AEV-DORev.BHSUPA13演進(jìn)之路——上下行速率演進(jìn)14演進(jìn)之路——協(xié)議進(jìn)展3GPP于2004年12月開始LTE相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)工作，LTE是關(guān)于UTRAN和UTRA改進(jìn)的項(xiàng)目。3GPP標(biāo)準(zhǔn)制定分為提出需求、制定結(jié)構(gòu)、詳細(xì)實(shí)現(xiàn)、測(cè)試驗(yàn)證四個(gè)階段。3GPP以工作組的方式工作，與LTE直接相關(guān)的是RAN1/2/3/4/5工作組。2008年9月R8LTERAN1凍結(jié)，2008年12月R8LTERAN2、RAN3、RAN4功能凍結(jié)，2009年3月R8LTE標(biāo)準(zhǔn)完成。3GPPR9主要完善了LTE家庭基站、管理和安全方面的性能，以及LTE微微基站和自組織管理功能。LTE標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展的目前狀況如下圖所示。15演進(jìn)之路——TDD頻譜頻段指示上行下行雙工模式331900MHz–1920MHz1900MHz–1920MHzTDD342010MHz–2025MHz2010MHz–2025MHzTDD351850MHz–1910MHz1850MHz–1910MHzTDD361930MHz–1990MHz1930MHz–1990MHzTDD371910MHz–1930MHz1910MHz–1930MHzTDD382570MHz–2620MHz2570MHz–2620MHzTDD391880MHz–1920MHz1880MHz–1920MHzTDD402300MHz–2400MHz2300MHz–2400MHzTDD16演進(jìn)之路——LTE產(chǎn)業(yè)鏈一覽17第一部分LTE前世今生第一章LTE前世篇第一節(jié)移動(dòng)通信的發(fā)展第二節(jié)為什么LTE第三節(jié)演進(jìn)之路第二章LTE今生篇第一節(jié)什么是LTE第二節(jié)LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)18

LTE：3GPPLongTermEvolution

LTE采用優(yōu)化的UTRAN結(jié)構(gòu)

LTE工程目的是確保3GPP在未來(lái)的持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)力什么是LTE分久必合！19什么是LTE分FDD和TDD兩種模式采用OFDM和MIMO技術(shù),用戶峰值速率：DL100Mbps，UL50Mbps扁平、全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)減少系統(tǒng)時(shí)延CP：駐留—激活小于100ms，休眠—激活小于50msUP：最小可達(dá)到5ms控制面處理能力：?jiǎn)涡^(qū)5M帶寬內(nèi)不少于200用戶頻譜利用率：1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15MHz、20MHz頻譜利用率相對(duì)于3G提高2-3倍20什么是LTE——LTE關(guān)鍵技術(shù)演進(jìn)第一部分LTE前世今生第一章LTE前世篇第一節(jié)移動(dòng)通信的發(fā)展第二節(jié)為什么LTE第三節(jié)演進(jìn)之路第二章LTE今生篇第一節(jié)什么是LTE第二節(jié)LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)22LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)扁平化與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)互通E-UTRAN只有一種節(jié)點(diǎn)網(wǎng)元—E-NodeB全I(xiàn)P媒體面控制面分離RNC+NodeB=eNodeB網(wǎng)絡(luò)扁平化使得系統(tǒng)延時(shí)減少，從而改善用戶體驗(yàn)，可開展更多業(yè)務(wù)網(wǎng)元數(shù)目減少，使得網(wǎng)絡(luò)部署更為簡(jiǎn)單，網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)更加容易取消了RNC的集中控制，避免單點(diǎn)故障，有利于提高網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性23LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)——各網(wǎng)元功能E-NodeBMMEServingGWPDNGW具有現(xiàn)3GPPNodeB全部和RNC大部分功能，包括：物理層功能MAC、RLC、PDCP功能RRC功能資源調(diào)度和無(wú)線資源管理無(wú)線接入控制移動(dòng)性管理

NAS信令以及安全性功能

3GPP接入網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)性導(dǎo)致的CN節(jié)點(diǎn)間信令空閑模式下UE跟蹤和可達(dá)性漫游鑒權(quán)承載管理功能（包括專用承載的建立）支持UE的移動(dòng)性切換用戶面數(shù)據(jù)的功能

E-UTRAN空閑模式下行分組數(shù)據(jù)緩存和尋呼支持?jǐn)?shù)據(jù)包路由和轉(zhuǎn)發(fā)上下行傳輸層數(shù)據(jù)包標(biāo)記基于用戶的包過(guò)濾合法監(jiān)聽I(yíng)P地址分配上下行傳輸層數(shù)據(jù)包標(biāo)記DHCPv4和DHCPv6（client、relay、server）24第一部分LTE前世今生第二部分LTE基礎(chǔ)原理第三部分LTE關(guān)鍵技術(shù)匯總提綱26第二部分LTE基礎(chǔ)原理第一章LTE協(xié)議結(jié)構(gòu)第一節(jié)LTE網(wǎng)絡(luò)接口協(xié)議第二節(jié)LTE的協(xié)議棧架構(gòu)

第二章LTE基礎(chǔ)原理介紹第一節(jié)LTE無(wú)線幀結(jié)構(gòu)第二節(jié)LTE物理資源分配第三節(jié)LTE物理信道與信號(hào)第四節(jié)LTE物理層過(guò)程26GERANUTRANGPRSCoreMMEInterASAnchorhPCRFOperatorIPservices(includingIMS,PSS,...)IPAccessEvolvedPacketCoreS5S2S3S4HSSS7S6GiS1-UGbIuRx+LTE網(wǎng)絡(luò)接口協(xié)議X1eNBX1eNBX2EvolvedRANVPCRFS9ServingSAEGWS11S10S1-MMES7PDNSAEGWS8b27LTE網(wǎng)絡(luò)接口協(xié)議S1用戶面

S1控制面X2用戶面

X2控制面PHY位于UU口協(xié)議規(guī)范的最底層與MAC子層以及RRC層之間有信息交互PHY通過(guò)傳輸信道向高層提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)

LTE網(wǎng)絡(luò)接口協(xié)議PHY向MAC提供傳輸信道MAC提供不同的邏輯信道給RLC29第二部分LTE基礎(chǔ)原理第一章LTE協(xié)議結(jié)構(gòu)第一節(jié)LTE網(wǎng)絡(luò)接口協(xié)議第二節(jié)LTE的協(xié)議棧架構(gòu)

第二章LTE基礎(chǔ)原理介紹第一節(jié)LTE無(wú)線幀結(jié)構(gòu)第二節(jié)LTE物理資源分配第三節(jié)LTE物理信道與信號(hào)第四節(jié)LTE物理層過(guò)程30LTE的協(xié)議棧架構(gòu)信令流數(shù)據(jù)流31第二部分LTE基礎(chǔ)原理第一章LTE協(xié)議結(jié)構(gòu)第一節(jié)LTE網(wǎng)絡(luò)接口協(xié)議第二節(jié)LTE的協(xié)議棧架構(gòu)

第二章E-UTRAN物理層第一節(jié)LTE無(wú)線幀結(jié)構(gòu)第二節(jié)LTE物理資源分配第三節(jié)LTE物理信道與信號(hào)第四節(jié)LTE物理層過(guò)程32LTE無(wú)線幀結(jié)構(gòu)Type1幀結(jié)構(gòu)：每個(gè)10ms無(wú)線幀，分為20個(gè)時(shí)隙，10個(gè)子幀。每個(gè)子幀1ms，包含2個(gè)時(shí)隙，每個(gè)時(shí)隙0.5ms。上行和下行傳輸在不同頻率上進(jìn)行。

LTE支持兩種無(wú)線幀結(jié)構(gòu)：Type1，適用于FDD；Type2，適用于TDD；

幀結(jié)構(gòu)Type1——FDD

時(shí)間單位：Ts=1/(15000*2048)s33LTE無(wú)線幀結(jié)構(gòu)幀結(jié)構(gòu)Type2——TDDType2幀結(jié)構(gòu)：每個(gè)10ms無(wú)線幀，分為2個(gè)長(zhǎng)度為5ms的半幀。每個(gè)半幀由8個(gè)長(zhǎng)度為0.5ms的時(shí)隙和3個(gè)特殊區(qū)域DwPTS,GP,UpPTS組成(“8+3方案”)。DwPTS,GP和UpPTS的總長(zhǎng)度等于1ms，其中DwPTS和UpPTS的長(zhǎng)度可配置。深入分解

頻域上，為若干個(gè)正交的子載波，子載波間隔為15KHz或7.5KHz，如20M系統(tǒng)帶寬時(shí)有1200個(gè)子載波，1.4M系統(tǒng)帶寬時(shí)有72個(gè)子載波時(shí)域上，每個(gè)1ms子幀，分為若干個(gè)符號(hào)（Symbols），

符號(hào)之間有保護(hù)間隔CP，常規(guī)CP時(shí)1ms有14個(gè)符號(hào)，擴(kuò)展CP時(shí)1ms有12個(gè)符號(hào)Uplink-downlinkconfigurationDownlink-to-UplinkSwitch-pointperiodicitySubframenumber012345678905msDSUUUDSUUU15msDSUUDDSUUD25msDSUDDDSUDD310msDSUUUDDDDD410msDSUUDDDDDD510msDSUDDDDDDD65msDSUUUDSUUDConfigurationNormalcyclicprefixExtendedcyclicprefixDwPTSGPUpPTSDwPTSGPUpPTS03101OFDMsymbols381OFDMsymbols1948321039231121014121372OFDMsymbols5392OFDMsymbols82693917102---8111---上下行配比方式及特殊時(shí)隙配置“D”代表此子幀用于下行傳輸，“U”代表此子幀用于上行傳輸，“S”是由DwPTS、GP和UpPTS組成的特殊子幀。特殊子幀中DwPTS和UpPTS的長(zhǎng)度是可配置的，滿足DwPTS、GP和UpPTS總長(zhǎng)度為1ms。LTE無(wú)線幀結(jié)構(gòu)35第二部分LTE基礎(chǔ)原理第一章LTE協(xié)議結(jié)構(gòu)第一節(jié)LTE網(wǎng)絡(luò)接口協(xié)議第二節(jié)LTE的協(xié)議棧架構(gòu)

第二章LTE基礎(chǔ)原理介紹第一節(jié)LTE無(wú)線幀結(jié)構(gòu)第二節(jié)LTE物理資源分配第三節(jié)LTE物理信道與信號(hào)第四節(jié)LTE物理層過(guò)程36天線端口LTE使用天線端口來(lái)區(qū)分空間上的資源。天線端口的定義是從接收機(jī)的角度來(lái)定義的，即如果接收機(jī)需要區(qū)分資源在空間上的差別，就需要定義多個(gè)天線端口。天線端口與實(shí)際的物理天線端口沒有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。由于目前LTE上行僅支持單射頻鏈路的傳輸，不需要區(qū)分空間上的資源，所以上行還沒有引入天線端口的概念。目前LTE下行定義了三類天線端口，分別對(duì)應(yīng)于天線端口序號(hào)0~5。小區(qū)專用參考信號(hào)傳輸天線端口：天線端口0~3MBSFN參考信號(hào)傳輸天線端口：天線端口4終端專用參考信號(hào)傳輸天線端口：天線端口5LTE物理資源分配——天線端口概念37LTE物理資源分配——RE/RB子載波間隔CP長(zhǎng)度子載波數(shù)目符號(hào)個(gè)數(shù)RE個(gè)數(shù)15KHz常規(guī)CP12784擴(kuò)展CP126727.5KHz常規(guī)CP24372資源塊概念:一個(gè)物理資源塊（PRB）由時(shí)域上連續(xù)的個(gè)符號(hào)，頻域上連續(xù)的個(gè)子載波組成。其中和由CP類型和子載波間隔決定。RE（ResourceElement）為最小的資源單位，對(duì)于每一個(gè)天線端口，時(shí)域上為一個(gè)OFDM或者SC-FDMA符號(hào)，頻域上為一個(gè)子載波。RB（ResourceBlock）為業(yè)務(wù)信道資源分配的資源單位。LTE物理資源分配——RE/RB圖解39LTE物理資源分配——REG/CCE/RBGREGRBGREG（ResourceElementGroup）為控制區(qū)域中RE集合，用于映射下行控制信道，每個(gè)REG中包含4個(gè)數(shù)據(jù)RERBG（ResourceBlockGroup）為業(yè)務(wù)信道資源分配的資源單位，由一組RB組成，分組大小與系統(tǒng)帶寬有關(guān)CCE（ChannelControlElement）為PDCCH資源分配的資源單位，由9個(gè)REG組成。SystemBandwidth（RB）RBGSize

(P)≤10111–26227–63364–1104CCE40下行Unicast/MBSFN子幀控制區(qū)域OFDM符號(hào)數(shù)目幀結(jié)構(gòu)類型2中的子幀1和子幀61,2存在MBSFN傳輸?shù)淖訋?,2不存在MBSFN傳輸?shù)淖訋?,2,3LTE物理資源分配——控制區(qū)域與數(shù)據(jù)區(qū)域1、下行Unicast/MBSFN子幀：控制區(qū)域與數(shù)據(jù)區(qū)域進(jìn)行時(shí)分，控制區(qū)域OFDM符號(hào)數(shù)目可配置常規(guī)子幀：常規(guī)子幀由兩個(gè)時(shí)隙組成，包括下行Unicast/MBSFN子幀、下行MBSFN專用載波子幀和上行常規(guī)子幀特殊子幀：特殊子幀由三個(gè)特殊域組成，分別為DwPTS、GP和UpPTS。2、下行MBSFN專用載波子幀中不存在控制區(qū)域3、上行常規(guī)子幀控制區(qū)域與數(shù)據(jù)區(qū)域進(jìn)行頻分4142第二部分LTE基礎(chǔ)原理第一章LTE協(xié)議結(jié)構(gòu)第一節(jié)LTE網(wǎng)絡(luò)接口協(xié)議第二節(jié)LTE的協(xié)議棧架構(gòu)

第二章LTE基礎(chǔ)原理介紹第一節(jié)LTE無(wú)線幀結(jié)構(gòu)第二節(jié)LTE物理資源分配第三節(jié)LTE物理信道與信號(hào)第四節(jié)LTE物理層過(guò)程42信道類型功能PUSCH(PhysicalUplinkSharedChannel)承載上行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)PUCCH(PhysicalUplinkControlChannel)承載HARQ信息PRACH(PhysicalRandomAccessChannel)用于UE隨機(jī)接入時(shí)發(fā)送preamble信息信道類型功能PDSCH(PhysicalDownlinkSharedChannel)承載下行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)PBCH(PhysicalBroadcastChannel)承載廣播信息PMCH(PhysicalMulticastChannel)在支持MBMS業(yè)務(wù)時(shí)，用于承載多小區(qū)的廣播信息PCFICH(PhysicalControlFormatIndicatorChannel)用于指示同一子幀中PDCCH占用的符號(hào)數(shù)信息PDCCH(PhysicalDownlinkControlChannel)承載下行調(diào)度信息PHICH(PhysicalHybridARQIndicatorChannel)承載HARQ信息上行物理信道下行物理信道LTE物理信道控制信息物理信道承載的信息UCIPUCCH對(duì)下行傳輸?shù)腁CK/NACK的反饋、調(diào)度請(qǐng)求以及CQI的測(cè)量結(jié)果CFIPCFICHPDCCH占用幾個(gè)OFDM符號(hào)，CFI取值為1或2或3HIPHICH對(duì)上行傳輸?shù)腁CK/NACK的反饋，HI取值為0或者1DCIPDCCH資源分配信息、HARQ信息、上行調(diào)度確認(rèn)以及其他控制信息。根據(jù)承載信息不同，PDCCH分為以下幾種格式：DCI格式0承載UL-SCH資源分配信息；DCI格式1承載SIMO方式的DL-SCH資源分配信息；DCI格式1A承載簡(jiǎn)單的SIMO方式的DL-SCH資源分配信息；DCI格式2承載MIMO方式的DL-SCH資源分配信息；DCI格式3承載對(duì)于PUCCH和PUSCH的TPC命令字（2比特的功率調(diào)整）；DCI格式3A承載對(duì)于PUCCH和PUSCH的TPC命令字（1比特的功率調(diào)整）物理層信令主要用于攜帶與資源分配相關(guān)的信息以及HARQ相關(guān)信息LTE物理信道——物理層信令LTE物理信道——映射45

傳輸信道的信道編碼控制信息的信道編碼傳輸信道編碼方案編碼速率UL-SCH/DL-SCHTurbocoding1/3PCH/MCHBCHTailbitingconvolutionalcoding1/3RACHN/AN/A控制信息編碼方案編碼速率DCITailbitingconvolutionalcoding1/3CFIBlockcode1/16HIRepetitioncode1/3UCIBlockcodevariableTailbitingconvolutionalcoding1/3LTE物理信道——編碼方式

下行物理信道的調(diào)制方式上行物理信道的調(diào)制方式物理信道調(diào)制方式PDSCHQPSK,16QAM,64QAMPMCHQPSK,16QAM,64QAMPDCCHQPSKPBCHQPSKPCFICHQPSKPHICHBPSK物理信道調(diào)制方式PUSCHQPSK,16QAM,64QAMPUCCHBPSK，QPSKPRACHN/ALTE物理信道——調(diào)制方式47LTE物理信道——下行物理信道的基本處理過(guò)程基本處理過(guò)程

加擾：對(duì)將要在物理信道上傳輸?shù)拇a字中的比特進(jìn)行加擾。

調(diào)制：加擾后的比特變成了復(fù)值調(diào)制符號(hào)。

層映射：將復(fù)值調(diào)制符號(hào)映射到一個(gè)或者多個(gè)傳輸層。

預(yù)編碼：對(duì)將要在各個(gè)天線端口上發(fā)送的每個(gè)傳輸層上的復(fù)制調(diào)制符號(hào)進(jìn)行預(yù)編碼。

映射到資源元素：把每個(gè)天線端口的復(fù)值調(diào)制符號(hào)映射到資源元素上。

生成OFDM信號(hào)：為每個(gè)天線端口生成復(fù)值時(shí)域的OFDM符號(hào)。48LTE物理信道——下行物理信道的基本處理過(guò)程加擾加擾前后的比特?cái)?shù)不變。PDCCH比較特殊。調(diào)制編碼效率根據(jù)不同的調(diào)制方法而不同。

QPSK:L=2；16QAM:L=4；64QAM:L=6。物理信道調(diào)制方法PDSCH/PMCHQPSK,16QAM,64QAMPBCH/PCFICH/PDCCHQPSKPHICHN/A49LTE物理信道——下行物理信道的基本處理過(guò)程層映射碼字?jǐn)?shù)q，層數(shù)v，天線端口數(shù)P，每層的符號(hào)數(shù)輸入 ，輸出，單天線的層映射(v=1)空間復(fù)用的層映射(q=1,2，v≤P)。50層映射傳輸分集的層映射(q=1，v=P)。LTE物理信道——下行物理信道的基本處理過(guò)程51LTE物理信道——下行物理信道的基本處理過(guò)程預(yù)編碼

層映射的輸出作為輸入，每個(gè)天線端口p上的輸出表示為，在單天線上傳輸?shù)念A(yù)編碼(p=1)，，空間復(fù)用的預(yù)編碼(p=2,4)CDD較小或等于0

CDD較大LTE物理信道——下行物理信道的基本處理過(guò)程LTE物理信道——下行物理信道的基本處理過(guò)程預(yù)編碼傳輸分集的預(yù)編碼P=2P=4LTE物理信道——下行物理信道的基本處理過(guò)程映射到資源元素每個(gè)天線端口處，復(fù)值符號(hào)從開始，映射到指定的虛擬傳輸塊上。用于傳輸參考信號(hào)的資源塊不被映射。先k后l，然后按照時(shí)隙和子幀依次映射。55LTE物理信道——下行物理信道的RE映射PDSCH、PMCH以及PBCH映射到子幀中的數(shù)據(jù)區(qū)域上PMCH與PDSCH或者PBCH不能同時(shí)存在于一個(gè)子幀中PDSCH與PBCH可以存在于同一個(gè)子幀中由于子幀0和子幀5存在PBCH，所有子幀0和子幀5不能傳輸PMCH56LTE物理信道——下行物理信道的RE映射PDCCH、PCFICH以及PHICH映射到子幀中的控制區(qū)域上

PCFICH用于指示在一個(gè)子幀中傳輸PDCCH所使用的OFDM個(gè)數(shù)，只在第一個(gè)時(shí)隙出現(xiàn)SubframeNumberofOFDMsymbolsforPDCCHSubframe1and6forframestructuretype21,2MBSFNsubframesonacarriersupportingbothPMCHandPDSCH1,2MBSFNsubframesonacarriernotsupportingPDSCH0Allothersubframeswhen2,3,4Allothercases1,2,357LTE物理信道——下行物理信道的RE映射PDCCH承載上下行的調(diào)度以及其他控制信息，具體包含傳輸格式、資源分配、上行調(diào)度許可、功率控制以及與上行傳輸相關(guān)的ACK/NACK等信息。這些信息可以組成多種控制信息(DCI)格式，被映射到每個(gè)子幀的前面的n（n<=4）個(gè)OFDM符號(hào)中，n的具體取值由PCFICH信道中的CFI給出；PDCCH格式：每個(gè)PDCCH在一個(gè)或者多個(gè)控制信道單元(CCE)中傳輸。這里，控制信道單元（CCE）對(duì)應(yīng)9個(gè)資源元組（REG）；PDCCHformatNumberofCCEsNumberofREGNumberofPDCCHbits01972121814424362883872576PHICH承載hybrid-ARQ、ACK/NAK信息，映射到相同的資源元集的多個(gè)PHICH構(gòu)成一個(gè)PHICH組，這里同一個(gè)PHICH組內(nèi)的PHICH通過(guò)不同的正交序列進(jìn)行區(qū)分，一個(gè)PHICH組最多可以承載8個(gè)PHICH，而每一個(gè)PHICH對(duì)應(yīng)一個(gè)用戶的ACK/NAK信息；一個(gè)PHICH資源由索引對(duì)標(biāo)識(shí)，這里是PHICH組號(hào)，是組內(nèi)正交序列索引。58LTE物理信道——上行物理信道的基本處理過(guò)程基本處理過(guò)程(與下行基本相同)

加擾：對(duì)將要在物理信道上傳輸?shù)拇a字中的比特進(jìn)行加擾。

調(diào)制：加擾后的比特變成了復(fù)值調(diào)制符號(hào)。

層映射：將復(fù)值調(diào)制符號(hào)映射到一個(gè)或者多個(gè)傳輸層。

預(yù)編碼：對(duì)將要在各個(gè)天線端口上發(fā)送的每個(gè)傳輸層上的復(fù)制調(diào)制符號(hào)進(jìn)行預(yù)編碼。

映射到資源元素：把每個(gè)天線端口的復(fù)值調(diào)制符號(hào)映射到資源元素上。

生成SC-FDMA信號(hào)：為每個(gè)天線端口生成復(fù)值時(shí)域的SC-FDMA符號(hào)。LTE物理信道——上行物理信道控制信息PUCCH負(fù)責(zé)上行的控制信息（UCI）的周期上報(bào)，這些上行控制信息包括HARQ-ACK、SR、CQI、PMI、RI。SR：調(diào)度請(qǐng)求。UE向基站申請(qǐng)資源調(diào)度的信息。CQI：ChannelQualityIndicator.信道質(zhì)量指示。UE向基站反饋當(dāng)前信道的質(zhì)量，基站根據(jù)CQI級(jí)數(shù)的反饋，調(diào)整當(dāng)前的調(diào)制方式。如果信道質(zhì)量較高，則可以采用較高階的調(diào)制方式；反之則采用較低階的調(diào)制方式。PMI：PrecodingMatrixIndicator預(yù)編碼矩陣指示，指示當(dāng)前使用的預(yù)編碼矩陣信息。RI：Rankindicator，秩指示。在發(fā)射分集的情況下，RI恒等于1.在空間復(fù)用下，RI指示為預(yù)編碼的層數(shù)。CQI、PMI、RI和下行MIMO的關(guān)系。在開環(huán)空間復(fù)用下，基站只需要RI的反饋，碼本（codebook）是按預(yù)定的順序輪流使用的；在閉環(huán)空間復(fù)用下，基站同時(shí)需要CQI、PMI、RI的反饋，基站會(huì)根據(jù)反饋動(dòng)態(tài)選擇碼本，以適應(yīng)不同的信道條件。在閉環(huán)空間復(fù)用下，可選擇的碼本數(shù)量比開環(huán)空間復(fù)用的數(shù)量要多。由于閉環(huán)空間復(fù)用會(huì)根據(jù)信道的反饋動(dòng)態(tài)調(diào)整策略，因此更能適應(yīng)復(fù)雜的信道環(huán)境。LTE物理信道——上行物理信道控制信息控制信息上報(bào)的方式分為兩種：一種是周期上報(bào)，上報(bào)的最小周期為一個(gè)子幀，由PUCCH負(fù)責(zé)；另一種是非周期上報(bào)，由PUSCH負(fù)責(zé)。為了防止周期上報(bào)和非周期上報(bào)同時(shí)發(fā)生，PUCCH和PUSCH是不能同時(shí)傳輸?shù)?。PUCCH格式用途調(diào)制方式比特?cái)?shù)1SRN/AN/A1aACK/NACKBPSK11bACK/NACKQPSK22CQIQPSK202aCQI+ACK/NACKQPSK+BPSK212bCQI+ACK/NACKQPSK+BPSK2261Preamble格式時(shí)間長(zhǎng)度

序列長(zhǎng)度01ms

83912ms

83922ms

839（傳輸兩次）33ms

839（傳輸兩次）4(僅用于FS2)≈157.3us139LTE物理信道——上行物理信道PRACHPRACH時(shí)域結(jié)構(gòu)Preamble:CP+SequencePreamble之后需要預(yù)留保護(hù)間隔一個(gè)PRACH占用6個(gè)RBPreamble使用Zadoff-Chu序列產(chǎn)生序列長(zhǎng)度：

Preambleformat0~3：839，存在838個(gè)根序列Preambleformat4：139，存在138個(gè)根序列Preamble信號(hào)采用的子載波間隔與上行其它SC-FDMA符號(hào)不同

Preambleformat0~3：1250HzPreambleformat4:7500HzPreambleformat0~3Preambleformat462LTE物理信道——碼字?jǐn)?shù)目、層數(shù)目、預(yù)編碼操作物理信道可支持的預(yù)編碼操作可支持的碼字?jǐn)?shù)目可支持的層數(shù)目PDSCHPUSCH單天線端口傳輸11空間復(fù)用1，21，2，3，4傳輸分集12，4PDCCHPBCHPCFICHPHICHPUCCH單天線端口傳輸11傳輸分集12，463LTE物理信號(hào)

下行物理信號(hào)參考信號(hào)（referencesignal）

小區(qū)專用參考信號(hào)

MBSFN參考信號(hào)

UE專用參考信號(hào)同步信號(hào)（synchronizationsignal）主同步信號(hào)輔同步信號(hào)

上行物理信號(hào)參考信號(hào)（referencesignal）

解調(diào)參考信號(hào)

探測(cè)(sounding)參考信號(hào)64LTE物理信號(hào)——小區(qū)專用參考信號(hào)小區(qū)專用參考信號(hào)在不支持MBSFN的小區(qū)的所有下行子幀上傳輸若子幀已用于傳輸MBSFN，那么只有子幀的前兩個(gè)OFDM符號(hào)可以用于傳輸小區(qū)專用參考信號(hào)小區(qū)專用參考信號(hào)能在天線端口0～3中的一個(gè)或幾個(gè)上傳輸參考信號(hào)的生成()擴(kuò)展CP：由一個(gè)二維隨機(jī)序列生成。共有504個(gè)。物理層小區(qū)id與504個(gè)不同的二維隨機(jī)序列之間存在一對(duì)一的映射。普通CP：二維正交序列共有3個(gè)分別與三個(gè)物理層小區(qū)id組對(duì)應(yīng)二維偽隨機(jī)序列共有170個(gè)65小區(qū)專用參考信號(hào)映射到資源元素一個(gè)時(shí)隙里任何一個(gè)天線端口用于傳輸參考信號(hào)的資源元素在同一時(shí)隙中其他任何天線端口都不能使用，并要設(shè)為0LTE物理信號(hào)——小區(qū)專用參考信號(hào)66LTE物理信號(hào)——MBSFN參考信號(hào)

MBSFN參考信號(hào)在分配給MBSFN傳輸?shù)淖訋蟼魉?。使用天線端口4。extendedcyclicprefixΔf=15kHzextendedcyclicprefixΔf=7.5kHz67LTE物理信號(hào)——用戶專用參考信號(hào)常規(guī)CP15kHz擴(kuò)展CP，15kHz

UE專用參考信號(hào)僅適用于幀結(jié)構(gòu)Type2支持PDSCH的單天線傳輸使用天線端口5由高層配置使用方法68LTE物理信號(hào)——下行同步信號(hào)物理層小區(qū)id有504個(gè)，物理層小區(qū)id組有168個(gè)(每組中有3個(gè)id)主同步信號(hào)序列的生成一個(gè)小區(qū)中的主同步信號(hào)在3個(gè)不同序列中選擇。3個(gè)序列和一個(gè)物理層小區(qū)id組下的3個(gè)物理層小區(qū)id有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系由頻域Zadoff-Chu序列產(chǎn)生。輔同步信號(hào)序列的生成兩個(gè)長(zhǎng)度為31的二進(jìn)制交錯(cuò)級(jí)聯(lián)產(chǎn)生。二進(jìn)制序列是由生成長(zhǎng)31的M序列循環(huán)移位得到。級(jí)聯(lián)的序列由主同步信號(hào)給出的擾碼序列進(jìn)行加擾。LTE物理信號(hào)——下行同步信號(hào)FS1，常規(guī)CPFS2，常規(guī)CP主同步信號(hào)在DwPTS域發(fā)送輔同步信號(hào)在子幀0的最后一個(gè)OFDM符號(hào)發(fā)送主同步信號(hào)僅僅在時(shí)隙0和時(shí)隙10中發(fā)送輔同步信號(hào)僅僅在時(shí)隙0和時(shí)隙10中發(fā)送70LTE物理信號(hào)——PUSCH用解調(diào)參考信號(hào)PUSCH用解調(diào)參考信號(hào)用作求取信道估計(jì)矩陣使用Zad-offChu序列生成，產(chǎn)生之后直接映射到資源元上，不作任何編碼的處理。占用每一個(gè)Slot中的第4個(gè)SC-FDMA符號(hào)，其頻域?qū)挾扰cPUSCH占用的PRB一致，頻域上連續(xù)，不同用戶使用參考信號(hào)序列的不同循環(huán)移位值進(jìn)行區(qū)分。PUCCH用解調(diào)參考信號(hào)用作求取信道估計(jì)矩陣，與PUSCH用解調(diào)參考信號(hào)基本一致常規(guī)CPLTE物理信號(hào)——探測(cè)(sounding)參考信號(hào)Sounding參考信號(hào)獨(dú)立進(jìn)行發(fā)射，用作上行信道質(zhì)量的估計(jì)與信道選擇，計(jì)算上行信道的CINR，用于上行信道調(diào)度對(duì)于TDD，可以利用信道對(duì)稱性獲得下行信道質(zhì)量UE通過(guò)廣播信息獲得哪一個(gè)子幀中存在SRS。配置了SRS的子幀的最后一個(gè)SC-FDMA符號(hào)預(yù)留給SRS，不能用于PUSCH的傳輸符號(hào)位置：位于配置SRS的上行子幀的最后一個(gè)SC-FDMA符號(hào)；對(duì)于UpPTS，其所有符號(hào)都可以用于傳輸SRS子幀位置（SRSsub-frameconfiguration）：UE通過(guò)廣播信息獲得哪一個(gè)子幀中存在SRS。配置了SRS的子幀的最后一個(gè)SC-FDMA符號(hào)預(yù)留給SRS，不能用于PUSCH的傳輸子幀偏移（Sub-frameoffset）：UE通過(guò)RRC信令獲得SRS所在的具體子幀位置持續(xù)時(shí)間（Duration）：UE通過(guò)RRC信令獲知其傳輸時(shí)間是一次性的還是無(wú)限期的周期（Period）：UE通過(guò)RRC信令獲知其在一個(gè)持續(xù)時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)闹芷?，支?、5、10、20、40、80、160msLTE物理信道與信號(hào)——物理資源的總體映射 主輔同步信號(hào)、導(dǎo)頻信號(hào)、廣播信息映射位置是固定的，控制格式指示信息的位置可以估算出，也基本上是固定的。一般來(lái)說(shuō)，先映射以上固定信息；再按照廣播信息規(guī)定的HARQ指示信息位置，映射HARQ指示信息；然后在相應(yīng)的控制符號(hào)內(nèi)其他的RE上，映射控制信息；最后把業(yè)務(wù)信息映射到剩余的RE上。（1）確定系統(tǒng)參數(shù)；（2）參考符號(hào)的物理資源映射；（3）同步信號(hào)的物理資源映射；（4）PBCH符號(hào)的物理資源映射；（5）PCFICH符號(hào)的物理資源映射；（6）PHICH符號(hào)的物理資源映射；（7）PDCCH符號(hào)的物理資源映射；（8）PDSCH（PMCH）符號(hào)的物理資源映射。73LTE物理信道與信號(hào)——物理資源的映射舉例7475第二部分LTE基礎(chǔ)原理第一章LTE協(xié)議結(jié)構(gòu)第一節(jié)LTE網(wǎng)絡(luò)接口協(xié)議第二節(jié)LTE的協(xié)議棧架構(gòu)

第二章LTE基礎(chǔ)原理介紹第一節(jié)LTE無(wú)線幀結(jié)構(gòu)第二節(jié)LTE物理資源分配第三節(jié)LTE物理信道與信號(hào)第四節(jié)LTE物理層過(guò)程75下行同步上行初始同步：UE在隨機(jī)接入信道上發(fā)送preamble碼eNodeB根據(jù)preamble碼的到達(dá)位置，將調(diào)整信息反饋給UEUE根據(jù)該信息進(jìn)行后續(xù)的發(fā)送時(shí)間調(diào)整上行同步保持：eNodeB可以根據(jù)上行信號(hào)估計(jì)接收時(shí)間生成上行時(shí)間控制命令字UE在子幀n接收到的時(shí)間控制命令字，UE在n+x子幀按照該值對(duì)發(fā)送時(shí)間提前量進(jìn)行調(diào)整下行初始同步：初始下行同步是小區(qū)搜索過(guò)程。UE通過(guò)檢測(cè)小區(qū)的主要同步信號(hào)，以及輔助同步信號(hào)，實(shí)現(xiàn)與小區(qū)的時(shí)間同步下行同步保持：小區(qū)搜索成功后，UE周期性測(cè)量下行信號(hào)的到達(dá)時(shí)間點(diǎn)，并根據(jù)測(cè)量值調(diào)整下行同步，以保持與eNB之間的時(shí)間同步LTE物理層過(guò)程——同步76LTE物理層過(guò)程——同步77搜索PSCH，確定5ms定時(shí)、獲得小區(qū)ID解調(diào)SSCH，取得10ms定時(shí)，獲得小區(qū)ID組檢測(cè)下行參考信號(hào)，獲取BCH的天線配置UE就可以讀取PBCH的系統(tǒng)消息（PCH配置、RACH配置、鄰區(qū)列表等）SCH結(jié)構(gòu)基于1.25MHz固定帶寬。UE必需的小區(qū)信息有：小區(qū)總發(fā)射帶寬、小區(qū)ID、小區(qū)天線配置、CP長(zhǎng)度配置、BCH帶寬5ms定時(shí)，獲得10ms定時(shí)，獲得計(jì)算得到讀取MIB讀取SIBLTE物理層過(guò)程——小區(qū)搜索小區(qū)搜索是UE接入網(wǎng)絡(luò)，為用戶提供各種業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)782UEeNBMsg1:preambleonPRACHMsg2:RAresponseonPDCCHandPDSCHmindelay2ms1Msg3:connectionrequirement,ect3Delayabout5msMsg4:contentionresolution4DelayBasedoneNBLTE物理層過(guò)程——隨機(jī)接入隨機(jī)接入過(guò)程的目的UE通過(guò)接入過(guò)程獲得時(shí)間同步,保證數(shù)據(jù)發(fā)送在系統(tǒng)接收窗口內(nèi);并獲取UE標(biāo)識(shí)系統(tǒng)進(jìn)行接納控制 隨機(jī)過(guò)程通過(guò)PRACH發(fā)送rachpreambleUE監(jiān)控PDCCH獲得相應(yīng)的上下行資源配置；從相應(yīng)的PDSCH獲取隨機(jī)接入響應(yīng)，包含上行授權(quán)、定時(shí)消息和C-RNTI

UE從PUSCH發(fā)送連接請(qǐng)求eNB從PDSCH發(fā)送沖突檢測(cè)相關(guān)信道PRACHPDCCHPDSCHPUSCH 79第一部分LTE前世今生第二部分LTE基礎(chǔ)原理第三部分LTE關(guān)鍵技術(shù)匯總提綱第三部分LTE傳輸技術(shù)第一章LTE關(guān)鍵技術(shù)概述第一節(jié)關(guān)鍵技術(shù)演進(jìn)第二節(jié)LTE關(guān)鍵技術(shù)概述第二章LTE關(guān)鍵技術(shù)第一節(jié)

多址技術(shù)第二節(jié)

多天線技術(shù)第三節(jié)

AMC鏈路自適應(yīng)第四節(jié)

HARQ第五節(jié)

信道調(diào)度與快速調(diào)度第六節(jié)

小區(qū)間干擾消除關(guān)鍵技術(shù)演進(jìn)LTE（OFDM+MIMO+IP）LTE的主要增強(qiáng)型技術(shù)：OFDM、MIMO1G（FDMA）2G（TDMA為主）3G（CDMA）82第三部分LTE傳輸技術(shù)第一章LTE關(guān)鍵技術(shù)概述第一節(jié)關(guān)鍵技術(shù)演進(jìn)第二節(jié)LTE關(guān)鍵技術(shù)概述第二章LTE關(guān)鍵技術(shù)第一節(jié)

多址技術(shù)第二節(jié)

多天線技術(shù)第三節(jié)

AMC鏈路自適應(yīng)第四節(jié)

HARQ第五節(jié)

信道調(diào)度與快速調(diào)度第六節(jié)

小區(qū)間干擾消除LTE關(guān)鍵技術(shù)概述

多址技術(shù)

多天線技術(shù)

鏈路自適應(yīng)技術(shù)HARQ信道調(diào)度與快速調(diào)度小區(qū)間干擾消除快速調(diào)度技術(shù)HARQ技術(shù)3456AMC自適應(yīng)編碼調(diào)制技術(shù)小區(qū)間干擾消除84第三部分LTE傳輸技術(shù)第一章LTE關(guān)鍵技術(shù)概述第一節(jié)關(guān)鍵技術(shù)演進(jìn)第二節(jié)LTE關(guān)鍵技術(shù)概述第二章LTE關(guān)鍵技術(shù)第一節(jié)

多址技術(shù)第二節(jié)

多天線技術(shù)第三節(jié)

AMC鏈路自適應(yīng)第四節(jié)

HARQ第五節(jié)

信道調(diào)度與快速調(diào)度第六節(jié)

小區(qū)間干擾消除多址方式概述LTE采用OFDMA（正交頻分多址：OrthogonalFrequencyDivisionMultipleAccess）作為下行多址方式LTE采用DFT-S-OFDM（離散傅立葉變換擴(kuò)展OFDM：DiscreteFourierTransformSpreadOFDM）、或者稱為SC-FDMA（單載波FDMA：SingleCarrierFDMA）作為上行多址方式86OFDMOFDM即正交頻分多路復(fù)用（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing），與傳統(tǒng)的多載波調(diào)制（MCM）相比，OFDM調(diào)制的各個(gè)子載波間可相互重疊，并且能夠保持各個(gè)子載波之間的正交性O(shè)FDM的基本原理是將高速的數(shù)據(jù)流分解為N個(gè)并行的低速數(shù)據(jù)流，在N個(gè)子載波上同時(shí)進(jìn)行傳輸。這些在N子載波上同時(shí)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)符號(hào)，構(gòu)成一個(gè)OFDM符號(hào)87OFDM的基本原理是將高速的數(shù)據(jù)流分解為N個(gè)并行的低速數(shù)據(jù)流，在N個(gè)子載波上同時(shí)進(jìn)行傳輸。這些在N子載波上同時(shí)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)符號(hào)，構(gòu)成一個(gè)OFDM符號(hào)。BandwidthOFDM——原理88IDFTIFFTOFDM調(diào)制OFDM解調(diào)OFDM——FFT實(shí)現(xiàn)89OFDM——CP各個(gè)子載波之間要求完全正交，各個(gè)子載波收發(fā)完全同步發(fā)射機(jī)和接收機(jī)要精確同頻、同步多徑效應(yīng)會(huì)引起符號(hào)間干擾以及載波間干擾—積分區(qū)間內(nèi)信號(hào)不具有整數(shù)個(gè)周期多徑情況下空閑保護(hù)間隔在子載波間造成的干擾帶循環(huán)前綴的OFDM符號(hào)保護(hù)間隔(GuardInterval)和循環(huán)前綴(cyclicprefix)90

采樣頻率Fs

采樣周期TsFFT點(diǎn)數(shù)NFFT

子載波間隔△f

有用符號(hào)時(shí)間Tu

循環(huán)前綴時(shí)間TcpOFDM符號(hào)時(shí)間TOFDM

可用子載波數(shù)目Nc關(guān)鍵參數(shù)：△f,Tcp以及Nc采樣頻率以及FFT點(diǎn)數(shù)與實(shí)現(xiàn)相關(guān)OFDM——主要參數(shù)91子載波間隔

15kHz，用于單播（unicast）和多播（MBSFN）傳輸

7.5kHz，僅僅可以應(yīng)用于獨(dú)立載波的MBSFN傳輸

子載波數(shù)目循環(huán)前綴長(zhǎng)度一個(gè)時(shí)隙中不同OFDM

符號(hào)的循環(huán)前綴長(zhǎng)度不同信道帶寬（MHz）1.435101520子載波數(shù)目721803006009001200LTE系統(tǒng)中，利用NFFT=2048的采樣周期定義基本時(shí)間單元：Ts=1/Fs=1/(15000x2048)秒OFDM——OFDMA主要參數(shù)92OFDM——OFDMA優(yōu)缺點(diǎn)OFDM系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：各子信道上的正交調(diào)制和解調(diào)可以采用IDFT和DFT實(shí)現(xiàn)，運(yùn)算量小，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單。OFDM系統(tǒng)可以通過(guò)使用不同數(shù)量的子信道，實(shí)現(xiàn)上下行鏈路的非對(duì)稱傳輸。所有的子信道不會(huì)同時(shí)處于頻率選擇性深衰落，可以通過(guò)動(dòng)態(tài)子信道分配充分利用信噪比高的子信道，提升系統(tǒng)性能。OFDM系統(tǒng)的缺點(diǎn)：對(duì)頻率偏差敏感：傳輸過(guò)程中出現(xiàn)的頻率偏移，如多普勒頻移，或者發(fā)射機(jī)載波頻率與接收機(jī)本地振蕩器之間的頻率偏差，會(huì)造成子載波之間正交性破壞。存在較高的峰均比(PARA)：OFDM調(diào)制的輸出是多個(gè)子信道的疊加，如果多個(gè)信號(hào)相位一致，疊加信號(hào)的瞬間功率會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于信號(hào)的平均功率，導(dǎo)致較大的峰均比，這對(duì)發(fā)射機(jī)PA的線性提出了更高的要求。OFDM——DFT-S-OFDM技術(shù)原理LTE系統(tǒng)中上行鏈路采用SC-FDMA技術(shù)，以期降低PAPR，提高功率效率，通過(guò)DFT-S-OFDM技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。DFT-S-OFDM可以認(rèn)為是SC-FDMA的頻域產(chǎn)生方式，是OFDM在IFFT調(diào)制前進(jìn)行了基于傅立葉變換的預(yù)編碼。DFT-S-OFDM與OFDM的區(qū)別在于：OFDM是將符號(hào)信息調(diào)制到正交的子載波上，而DFTS-OFDM是將M個(gè)輸入符號(hào)的頻譜信息調(diào)制到多個(gè)正交的子載波上去。單載波的實(shí)質(zhì)是一個(gè)星座點(diǎn)符號(hào)分布在所有分配給他的頻率上。單載波本身不一定PAPR小，但一般單載波容易做到PAPR小。如果DFT后的信號(hào)不是等間隔或者集中分布在所分到的子載波上，也是單載波，但是PAPR就比較大。

以長(zhǎng)度為M的數(shù)據(jù)符號(hào)塊為單位完成DFTS-OFDM的調(diào)制過(guò)程。首先通過(guò)DFT離散傅里葉變換，獲取與這個(gè)長(zhǎng)度為M的離散序列相對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度為M的頻域序列。DFT的輸出信號(hào)送入N點(diǎn)的離散傅里葉反變換IDFT中去，其中N>M。IDFT的長(zhǎng)度比DFT的長(zhǎng)度長(zhǎng)，IDFT多出的那一部分輸入為用0補(bǔ)齊。在IDFT之后，為避免符號(hào)干擾同樣為這一組數(shù)據(jù)添加循環(huán)前綴。OFDM——DFT-S-OFDM技術(shù)原理OFDMSC-FDMASC-FDMA使用DFT變換代替OFDM的S/P變換，使得其可以獲得降低峰均比的作用95OFDM——上行SC-FDMA多址方式利用DFTS-OFDM的特點(diǎn)可以方便的實(shí)現(xiàn)SC-FDMA多址接入方式。通過(guò)改變不同用戶的DFT的輸出到IDFT輸入端的對(duì)應(yīng)關(guān)系，輸入數(shù)據(jù)符號(hào)的頻譜可以被搬移至不同的位置，從而實(shí)現(xiàn)多用戶多址接入?；贒FTS-OFDM的集中式、分布式頻分多址

子載波間隔

15kHz

子載波數(shù)目循環(huán)前綴長(zhǎng)度一個(gè)時(shí)隙中不同DFTS-OFDM

符號(hào)的循環(huán)前綴長(zhǎng)度不同

信道帶寬（MHz）1.435101520子載波數(shù)目721803006009001200OFDM——DFTS-OFDM關(guān)鍵參數(shù)OFDMA與SC-FDMA的對(duì)比第三部分LTE傳輸技術(shù)第一章LTE關(guān)鍵技術(shù)概述第一節(jié)關(guān)鍵技術(shù)演進(jìn)第二節(jié)LTE關(guān)鍵技術(shù)概述第二章LTE關(guān)鍵技術(shù)第一節(jié)

多址技術(shù)第二節(jié)

多天線技術(shù)第三節(jié)

AMC鏈路自適應(yīng)第四節(jié)

HARQ第五節(jié)

信道調(diào)度與快速調(diào)度第六節(jié)

小區(qū)間干擾消除上行多天線技術(shù)上行傳輸天線選擇(TSTD)MU-MIMO下行多天線技術(shù)傳輸分集：SFBC,SFBC+FSTD，閉環(huán)Rank1預(yù)編碼

空間復(fù)用：開環(huán)空間復(fù)用，閉環(huán)空間復(fù)用以及MU-MIMO

波束賦形多天線技術(shù)分類MIMOSISOSIMOMISO多天線技術(shù)LTE的基本配置是DL2*2和UL1*2,最大支持4*4100多天線技術(shù)SU-MIMO:空分復(fù)用兩個(gè)數(shù)據(jù)流在一個(gè)TTI中傳送給UESU-MIMO:發(fā)射分集只傳給UE一個(gè)數(shù)據(jù)流MU-MIMO結(jié)合SDM.給每個(gè)UE傳送兩個(gè)數(shù)據(jù)流.MU-MIMO結(jié)合發(fā)射分集.給每個(gè)UE傳送一個(gè)數(shù)據(jù)流.上行支持MU-MIMO目前支持的配置是1x2或1x4將來(lái)支持2x2或4x4101LTE下行MIMO模式

LTE定義了7種下行MIMO傳輸模式1單天線端口，端口0

2發(fā)射分集

3開環(huán)空分復(fù)用457閉環(huán)空分復(fù)用多用戶MIMO單天線端口，端口5

6閉環(huán)Rank=1預(yù)編碼

提高用戶峰值速率提高小區(qū)吞吐量增強(qiáng)小區(qū)覆蓋兼容單發(fā)射天線提高傳輸可靠性，改善信噪比102

ST/FBCSTBCSFBCLTE系統(tǒng)中在2天線端口發(fā)送情況下的傳輸分集技術(shù)確定為SFBC多天線技術(shù)——傳輸分集103

TSTDLTE系統(tǒng)上行天線選擇技術(shù)可以看作是TSTD的一個(gè)特例多天線技術(shù)——傳輸分集

FSTDLTE系統(tǒng)并沒有直接采用FSTD技術(shù)，而且與其他傳輸分集技術(shù)結(jié)合起來(lái)使用多天線技術(shù)——傳輸分集105

SFBC+FSTD

LTE系統(tǒng)中在4天線端口發(fā)送情況下的傳輸分集技術(shù)采用SFBC與FSTD結(jié)合的方式

多天線技術(shù)——傳輸分集106多天線技術(shù)——空間復(fù)用MIMO技術(shù)的基本出發(fā)點(diǎn)是將用戶數(shù)據(jù)分解為多個(gè)并行的數(shù)據(jù)流，在指定的帶寬內(nèi)由多個(gè)發(fā)射天線上同時(shí)刻發(fā)射，經(jīng)過(guò)無(wú)線信道后，由多個(gè)接收天線接收，并根據(jù)各個(gè)并行數(shù)據(jù)流的空間特性（SpatialSignature），利用解調(diào)技術(shù)，最終恢復(fù)出原數(shù)據(jù)流。107多碼字傳輸多碼字傳輸即復(fù)用到多根天線上的數(shù)據(jù)流可以獨(dú)立進(jìn)行信道編碼和調(diào)制單碼字傳輸是一個(gè)數(shù)據(jù)流進(jìn)行信道編碼和調(diào)制之后再?gòu)?fù)用到多根天線上

LTE支持最大的碼字?jǐn)?shù)目為2。為了降低反饋的量

單碼字

多碼字多天線技術(shù)——空間復(fù)用108

下行MU-MIMO:將多個(gè)數(shù)據(jù)流傳輸個(gè)不同的用戶終端，多個(gè)用戶終端以及eNB構(gòu)成下行MU-MIMO系統(tǒng)下行MU-MIMO可以在接收端通過(guò)消除/零陷的方法，分離傳輸給不同用戶的數(shù)據(jù)流

下行MU-MIMO還可以通過(guò)在發(fā)送端采用波束賦形的方法，提前分離不同用戶的數(shù)據(jù)流，從而簡(jiǎn)化接收端的操作LTE下行目前同時(shí)支持SU-MIMO和MU-MIMOSU-MIMO MU-MIMO多天線技術(shù)——空間復(fù)用109上行MU-MIMO:不同用戶使用相同的時(shí)頻資源進(jìn)行上行發(fā)送（單天線發(fā)送），從接收端來(lái)看，這些數(shù)據(jù)流可以看作來(lái)自一個(gè)用戶終端的不同天線，從而構(gòu)成了一個(gè)虛擬的MIMO系統(tǒng)，即上行MU-MIMOLTE上行僅僅支持MU-MIMO這一種MIMO模式SU-MIMO MU-MIMO多天線技術(shù)——MU-MIMO110

波束賦形技術(shù)要求使用小間距的天線陣列，且天線單元數(shù)目要足夠多

波束賦形技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式是將一個(gè)單一的數(shù)據(jù)流通過(guò)加權(quán)形成一個(gè)指向用戶方向的波束，從而使得更多的功率可以集中在用戶的方向上

波束賦形技術(shù)可以充分的利用TDD系統(tǒng)的信道對(duì)稱性DOASVD多天線技術(shù)——波束賦形主要在下行方向，上行方向雖然支持MU-MIMO，但是每一個(gè)UE來(lái)看，其與單天線傳輸沒有區(qū)別

統(tǒng)一流程如下層（Layer）有不同的解釋：在使用單天線傳輸、傳輸分集以及波束賦形時(shí)，層數(shù)目等于天線端口數(shù)目；在使用空間復(fù)用傳輸時(shí)，層數(shù)目等于空間信道的Rank數(shù)目，即實(shí)際傳輸?shù)牧鲾?shù)目。多天線技術(shù)——實(shí)現(xiàn)方式112第三部分LTE傳輸技術(shù)第一章LTE關(guān)鍵技術(shù)概述第一節(jié)關(guān)鍵技術(shù)演進(jìn)第二節(jié)LTE關(guān)鍵技術(shù)概述第二章LTE關(guān)鍵技術(shù)第一節(jié)

多址技術(shù)第二節(jié)多天線技術(shù)第三節(jié)

AMC鏈路自適應(yīng)第四節(jié)

HARQ第五節(jié)

信道調(diào)度與快速調(diào)度第六節(jié)

小區(qū)間干擾消除鏈路自適應(yīng)技術(shù)鏈路自適應(yīng)技術(shù)可以通過(guò)兩種方法實(shí)現(xiàn)：功率控制和速率控制。一般意義上的鏈路自適應(yīng)都指速率控制，LTE中即為自適應(yīng)編碼調(diào)制技術(shù)（AdaptiveModulationandCoding），應(yīng)用AMC技術(shù)可以使得eNodeB能夠根據(jù)UE反饋的信道狀況及時(shí)地調(diào)整不同的調(diào)制方式（QPSK、16QAM、64QAM）和編碼速率。從而使得數(shù)據(jù)傳輸能及時(shí)地跟上信道的變化狀況。這是一種較好的鏈路自適應(yīng)技術(shù)。對(duì)于長(zhǎng)時(shí)延的分組數(shù)據(jù)，AMC可以在提高系統(tǒng)容量的同時(shí)不增加對(duì)鄰區(qū)的干擾。通過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào)整發(fā)射功率，維持接收端一定的信噪比，從而保證鏈路的傳輸質(zhì)量當(dāng)信道條件較差時(shí)需要增加發(fā)射功率，當(dāng)信道條件較好時(shí)需要降低發(fā)射功率，從而保證了恒定的傳輸速率

功率控制可以很好的避免小區(qū)內(nèi)用戶間的干擾

鏈路自適應(yīng)技術(shù)——功率控制鏈路自適應(yīng)技術(shù)——速率控制(即AMC)時(shí)域AMC。頻域AMC?？沼駻MC。調(diào)制方式自適應(yīng)編碼效率自適應(yīng)充分利用信道條件有效發(fā)送用戶數(shù)據(jù)信道條件好：高速率傳送用戶數(shù)據(jù)信道條件壞：低速率傳送用戶數(shù)據(jù)調(diào)制方式、編碼方式等各項(xiàng)參數(shù)組合，使得AMC技術(shù)更加高效、靈活保證發(fā)送功率恒定的情況下，通過(guò)調(diào)整無(wú)線鏈路傳輸?shù)恼{(diào)制方式與編碼速率，確保鏈路的傳輸質(zhì)量當(dāng)信道條件較差時(shí)選擇較小的調(diào)制方式與編碼速率，當(dāng)信道條件較好是選擇較大的調(diào)制方式，從而最大化了傳輸速率

速率控制可以充分利用所有的功率鏈路自適應(yīng)技術(shù)——速率控制(即AMC)

LTE上行方向的鏈路自適應(yīng)技術(shù)基于基站測(cè)量的上行信道質(zhì)量，直接確定具體的調(diào)制與編碼方式LTE下行方向的鏈路自適應(yīng)技術(shù)基于UE反饋的CQI，從預(yù)定義的CQI表格中具體的調(diào)制與編碼方式（如右圖）CQIindexmodulationcodingratex1024efficiency0outofrange1QPSK780.15232QPSK1200.23443QPSK1930.37704QPSK3080.60165QPSK4490.87706QPSK6021.1758716QAM3781.4766816QAM4901.9141916QAM6162.40631064QAM4662.73051164QAM5673.32231264QAM6663.90231364QAM7724.52341464QAM8735.11521564QAM9485.5547鏈路自適應(yīng)技術(shù)——LTE上下行方向鏈路自適應(yīng)第三部分LTE傳輸技術(shù)第一章LTE關(guān)鍵技術(shù)概述第一節(jié)關(guān)鍵技術(shù)演進(jìn)第二節(jié)LTE關(guān)鍵技術(shù)概述第二章LTE關(guān)鍵技術(shù)第一節(jié)

多址技術(shù)第二節(jié)

多天線技術(shù)第三節(jié)

AMC鏈路自適應(yīng)第四節(jié)

HARQ第五節(jié)

信道調(diào)度與快速調(diào)度第六節(jié)

小區(qū)間干擾消除HybridAutomaticRepeatreQuest（HARQ）是一種前向糾錯(cuò)FEC和重傳ARQ相結(jié)合的技術(shù)。HARQ與AMC配合使用，為L(zhǎng)TE的HARQ進(jìn)程提供精細(xì)的彈性速率調(diào)整。LTE中的HARQ技術(shù)采用增量冗余（IncrementalRedundantcy，IR）HARQ,即通過(guò)第一次傳輸發(fā)送信息bit和一部分冗余bit，而通過(guò)重傳（Retransmission）發(fā)送額外的冗余bit，如果第一次傳輸沒有成功解碼，則可以通過(guò)重傳更多冗余bit降低信道編碼率，從而實(shí)現(xiàn)更高的解碼成功率。如果加上重傳的冗余bit仍然無(wú)法正常解碼，則進(jìn)行再次重傳。隨著重傳次數(shù)的增加，冗余bit不斷積累，信道編碼率不斷降低，從而可以獲得更好的解碼效果。HARQ針對(duì)每個(gè)傳輸塊（TB）進(jìn)行重傳。HARQ混合自動(dòng)重傳請(qǐng)求(

HARQ)ARQ(重傳反饋)就是在發(fā)送端發(fā)送能夠檢錯(cuò)的碼，在接收端根據(jù)譯碼結(jié)果是否出錯(cuò)并通過(guò)反饋信道向發(fā)送端發(fā)送一個(gè)ACK或NACK；FEC(前向糾錯(cuò))就是在發(fā)送端發(fā)送能夠糾錯(cuò)的碼，接收端根據(jù)糾錯(cuò)碼的譯碼規(guī)則進(jìn)行譯碼，糾正一定程度上的誤碼；HARQ(混合自動(dòng)重傳請(qǐng)求)就是將ARQ和FEC結(jié)合起來(lái)，在編碼時(shí)增加一定的冗余度，發(fā)送能夠有效糾錯(cuò)的碼；

ACK/NACK定時(shí)：對(duì)于子幀n中的數(shù)據(jù)傳輸，其ACK/NACK在n+k子幀中傳輸，對(duì)于FDD，k=4，對(duì)于TDD，k>3。

TDDUL/DL

ConfigurationDLsubframeindexn0123456789046---46---176--476--4276-4876-483411---7665541211--87765451211-98765413677---77--5TDDUL/DL

ConfigurationULsubframeindexn0123456789047647614646266366646656646647ACK/NACKPDSCH

ACK/NACKPUSCH

HARQ——定時(shí)關(guān)系對(duì)于TDD來(lái)說(shuō)，其RTT（RoundTripTime，環(huán)回時(shí)間）大小不僅與傳輸時(shí)延、接收時(shí)間和處理時(shí)間有關(guān)，還與TDD系統(tǒng)的時(shí)隙比例、傳輸所在的子幀位置有關(guān)。

TDD系統(tǒng)的進(jìn)程數(shù)目：ConfigurationDL/ULallocationProcessnumber(UL)Processnumber(DL)01DL+DwPTS:3UL7412DL+DwPTS:2UL4723DL+DwPTS:1UL21036DL+DwPTS:3UL3947DL+DwPTS:2UL21258DL+DwPTS:1UL11563DL+2DwPT:5UL66HARQ——RTT與進(jìn)程數(shù)

重傳與初傳之間的定時(shí)關(guān)系：同步HARQ協(xié)議；異步HARQ協(xié)議

LTE上行為同步HARQ協(xié)議：如果重傳在預(yù)先定義好的時(shí)間進(jìn)行，接收機(jī)不需要顯示告知進(jìn)程號(hào)，則稱為同步HARQ協(xié)議根據(jù)PHICH傳輸?shù)淖訋恢?，確定PUSCH的傳輸子幀位置與PDCCHPUSCH的定時(shí)關(guān)系相同

LTE下行為異步HARQ協(xié)議：如果重傳在上一次傳輸之后的任何可用時(shí)間上進(jìn)行，接收機(jī)需要顯示告知具體的進(jìn)程號(hào)，則稱為異步HARQ協(xié)議HARQ——定時(shí)關(guān)系

自適應(yīng)HARQ：自適應(yīng)HARQ是指重傳時(shí)可以改變初傳的一部分或者全部屬性，比如調(diào)制方式，資源分配等，這些屬性的改變需要信令額外通知。非自適應(yīng)HARQ：非自適應(yīng)的HARQ是指重傳時(shí)改變的屬性是發(fā)射機(jī)與接收機(jī)實(shí)現(xiàn)協(xié)商好的，不需要額外的信令通知。

LTE下行采用自適應(yīng)的HARQLTE上行同時(shí)支持自適應(yīng)HARQ和非自適應(yīng)的HARQ

非自適應(yīng)的HARQ僅僅由PHICH信道中承載的NACK應(yīng)答信息來(lái)觸發(fā)自適應(yīng)的HARQ通過(guò)PDCCH調(diào)度來(lái)實(shí)現(xiàn)，即基站發(fā)現(xiàn)接收輸出錯(cuò)誤之后，不反饋NACK，而是通過(guò)調(diào)度器調(diào)度其重傳所使用的參數(shù)HARQ——自適應(yīng)/非自適應(yīng)HARQ單純HARQ機(jī)制中，接收到的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)包都是直接被丟掉的HARQ與軟合并結(jié)合：將接收到的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)包保存在存儲(chǔ)器中，與重傳的數(shù)據(jù)包合并在一起進(jìn)行譯碼，提高傳輸效率HARQ技術(shù)主要有兩種實(shí)現(xiàn)方式：一種是在重傳時(shí)，重傳數(shù)據(jù)與初次傳輸時(shí)相同，這種方式稱為ChaseCombine（CC）或軟合并；另一種是重傳時(shí)的數(shù)據(jù)與初次傳輸?shù)挠兴煌?，這種方式稱為增量冗余（IR：IncrementalRedundancy)。IR又分為部分增量冗余（PIR：PartialIncrementalRedundancy)和全增量冗余（FIR，F(xiàn)ullIncrementalRedundancy)。PIR指重傳時(shí)校驗(yàn)比特與初次傳輸不同，系統(tǒng)比特不變，重傳的數(shù)據(jù)是可以自譯碼的。FIR則優(yōu)先傳輸校驗(yàn)比特，系統(tǒng)比特不完整，故不可以自譯碼。HARQ——HARQ與軟合并IR合并LTE支持使用IR合并的HARQ，其中CC合并可以看作IR合并的一個(gè)特例

HARQ——HARQ與軟合并CC合并第三部分LTE傳輸技術(shù)第一章LTE關(guān)鍵技術(shù)概述第一節(jié)關(guān)鍵技術(shù)演進(jìn)第二節(jié)LTE關(guān)鍵技術(shù)概述第二章LTE關(guān)鍵技術(shù)第一節(jié)

多址技術(shù)第二節(jié)

多天線技術(shù)第三節(jié)

AMC鏈路自適應(yīng)第四節(jié)

HARQ第五節(jié)

信道調(diào)度與快速調(diào)度第六節(jié)

小區(qū)間干擾消除基本思想對(duì)于某一塊資源，選擇信道傳輸條件最好的用戶進(jìn)行調(diào)度，從而最大化系統(tǒng)吞吐量多用戶分集信道調(diào)度

LTE系統(tǒng)支持基于頻域的信道調(diào)度相對(duì)于單載波CDMA系統(tǒng)，LTE系統(tǒng)的一個(gè)典型特征是可以在頻域進(jìn)行信道調(diào)