1、,LTE系統(tǒng)接口,學(xué)完本課程后，您應(yīng)該能了解E-UTRAN總體架構(gòu)，EPC和E-RAN的分工界面了解無(wú)線空口協(xié)議棧結(jié)構(gòu)及功能了解無(wú)線接口信道分類(lèi)、結(jié)構(gòu)及映射關(guān)系了解S1/X2接口協(xié)議棧結(jié)構(gòu)及其接口功能,培訓(xùn)目標(biāo),3GPPTS36.2113GPPTS36.3003GPPTS36.4103GPPTS36.420,Page3,參考資料,目錄,LTE系統(tǒng)接口概述無(wú)線空中接口S1接口介紹X2接口介紹,SGSN,GPRS,UMTS,E-UTRAN,cdma2000,MME,HSS,PCRF,ServingGW,PDNGW,BTS,BSC/PCU,NodeB,RNC,eNodeB,S2b,S1-U,S6a,

2、Gx,S5/8,Gb,Iu,S1-MME,S12,S3,S4,S11,SGi,S9,S10,BTS,Internet,CorporateInternet,OperatorServiceNetwork,EPS(EvolvedPacketSystem),S6d,PDSN,BSC,A10/A11,LTE系統(tǒng)總體架構(gòu),MME：移動(dòng)性管理實(shí)體PCRF：策略及計(jì)費(fèi)規(guī)則功能,E-UTRAN和EPC的分工界面,E-UTRAN接口通用協(xié)議模型,對(duì)于S1/X2接口，層與層之間，面與面之間彼此邏輯上獨(dú)立。所以當(dāng)有相應(yīng)需要時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)實(shí)體可以很容易獨(dú)立演進(jìn)其協(xié)議棧和其各平面功能來(lái)滿(mǎn)足將來(lái)的需要,控制面協(xié)議棧結(jié)構(gòu),用戶(hù)面協(xié)

3、議棧結(jié)構(gòu),LTE控制面和用戶(hù)面,目錄,LTE系統(tǒng)接口概述無(wú)線空中接口S1接口介紹X2接口介紹,無(wú)線空口協(xié)議棧結(jié)構(gòu),無(wú)線空口協(xié)議棧功能,LTE沒(méi)有BMC實(shí)體,Page13,RRC主要功能,RRC協(xié)議狀態(tài)及狀態(tài)變換,LTE支持兩種RRC狀態(tài)：RRC_IDLE和RRC_CONNECTEDRRC_IDLE:PLMN選擇NAS對(duì)DRX的配置系統(tǒng)消息廣播尋呼小區(qū)重選和移動(dòng)性eNodeB中沒(méi)有RRC上下文存儲(chǔ),RRC_CONNECTEDUE有E-UTRAN-RRC連接UE在E-UTRAN中有上下文信息E-UTRAN知道UE屬于哪一個(gè)小區(qū)網(wǎng)絡(luò)可以傳送或接收到達(dá)或來(lái)自UE的消息移動(dòng)性網(wǎng)絡(luò)控制（切換，inter-

4、RAT小區(qū)變更GERAN和NACC）鄰區(qū)測(cè)量,RRC狀態(tài)跟NAS狀態(tài)的關(guān)系,EPS移動(dòng)性管理狀態(tài)(EMM)包括EMM-DEREGISTERED和EMMREGISTEREDEPS連接性管理狀態(tài)(ECM)包括ECM-IDLE和ECM-CONNECTEDEPS的狀態(tài)同RRC連接狀態(tài)的關(guān)系可用下面表格來(lái)總結(jié),RRC協(xié)議狀態(tài)及狀態(tài)變換,E-UTRAN狀態(tài)及interRAT移動(dòng)性過(guò)程,CCO：CellChangeOrder,E-UTRAN標(biāo)識(shí),E-UTRANCellGlobalIdentifier(ECGI):用來(lái)全球標(biāo)識(shí)小區(qū)。ECGI由MCC(MobileCountryCode),MNC(MobileN

5、etworkCode)和ECI(E-UTRANCellIdentifier)得來(lái)ECI：PLMN內(nèi)用來(lái)標(biāo)識(shí)的小區(qū)。ECI長(zhǎng)度為28bits,其中包含eNB標(biāo)識(shí)GlobaleNBIdentifier：用來(lái)全球標(biāo)識(shí)eNB.GlobaleNBIdentifier由MCC(MobileCountryCode),MNC(MobileNetworkCode)和eNB-Id(eNBIdentifier)組成eNBIdentifier：PLMN內(nèi)用來(lái)標(biāo)識(shí)eNB。在E-UTRANCellIdentifier中包含eNBID,層2結(jié)構(gòu),層2由如下子層組成:MediumAccessControl(MAC),Radi

6、oLinkControl(RLC)和PacketDataConvergenceProtocol(PDCP)下行,層2結(jié)構(gòu),上行,PDCP子層,RLC子層,MAC子層,物理層,LTE信道分類(lèi),LTE信道映射（下行）,LTE信道映射（上行）,邏輯信道,控制邏輯信道,業(yè)務(wù)邏輯信道,傳輸信道,備注：此圖不包括MCH信道,傳輸信道,下行傳輸信道廣播信道（BCH：BroadcastChannel）傳輸格式固定，預(yù)先定義下行共享信道（DL-SCH：DownlinkSharedChannel）支持HARQ通過(guò)改變調(diào)制，編碼和發(fā)送功率來(lái)支持動(dòng)態(tài)鏈路適配可采用波束成型beamforming支持動(dòng)態(tài)，半靜態(tài)資源分配

7、支持UEDRX，節(jié)約UE發(fā)射功率支持MBMS,傳輸信道,下行傳輸信息尋呼信道（PCH：PagingChannel）支持UEDRX，節(jié)約UE發(fā)射功率映射到可動(dòng)態(tài)調(diào)整的物理資源，如業(yè)務(wù)或者其他控制信道組播信道（MCH：MulticastChannel）支持不同小區(qū)的MBMS的MBSFN的組合傳送,傳輸信道,上行傳輸信道上行共享信道（UL-SCH：UplinkSharedChannel）可采用波束成型通過(guò)改變發(fā)送功率和調(diào)制，編碼來(lái)支持動(dòng)態(tài)鏈路適配支持HARQ支持動(dòng)態(tài)，半靜態(tài)資源分配隨機(jī)接入信道（RACH)有限的控制信息沖突風(fēng)險(xiǎn),LTE系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu),類(lèi)型1：應(yīng)用于FDD下行OFDM子載波間隔為f=15k

8、Hz，對(duì)于MBMS專(zhuān)用小區(qū)的縮減子載波間隔為f=7.5kHz。,物理層幀結(jié)構(gòu),類(lèi)型1：應(yīng)用于FDD,Page34,LTE物理資源定義,基本定義ResourceelementResourceblock,物理層處理,Bit處理傳送來(lái)自MAC層的數(shù)據(jù)塊基準(zhǔn)為24bitCRC信道編碼：Turbo編碼,物理層處理,符號(hào)處理調(diào)制：QPSK，16QAM，和64QAM(64QAMUE可選),下行物理信道,下行物理信道包括：PBCH,PMCH,PDSCH,PDCCH,此外，下行物理層還發(fā)射小區(qū)特定的參考信號(hào)和同步信號(hào),同步信號(hào),主從同步信號(hào)用于小區(qū)搜索的過(guò)程當(dāng)中同步信號(hào)總是在BW為72的中心子載波上傳送,同步信

9、號(hào),每個(gè)小區(qū)發(fā)送特定的PSS/SSS同步信號(hào)，用于標(biāo)識(shí)小區(qū)的物理標(biāo)識(shí)；LTE系統(tǒng)采用504個(gè)物理小區(qū)標(biāo)識(shí)，分成168組，每組包含3個(gè)標(biāo)識(shí)；通常，一個(gè)基站采用一個(gè)標(biāo)識(shí)組中的三個(gè)標(biāo)識(shí)，分別標(biāo)識(shí)基站的3個(gè)小區(qū)，PSS信號(hào)可以用于確定一個(gè)組中的三個(gè)標(biāo)識(shí)；SSS同步信號(hào)用于確認(rèn)168個(gè)組中的組信息這樣，手機(jī)通過(guò)同步過(guò)程，獲得了PSS/SSS后，就可以得到當(dāng)前小區(qū)的物理層小區(qū)標(biāo)識(shí),小區(qū)搜索過(guò)程,第一步：小區(qū)識(shí)別在接收信號(hào)和主同步信號(hào)序列中進(jìn)行濾波匹配，當(dāng)匹配濾波器達(dá)到最大值，就找到了基于5ms的時(shí)間同步，然后在小區(qū)識(shí)別組內(nèi)進(jìn)行小區(qū)識(shí)別第二步：檢測(cè)cell-identity組，確定幀同步通過(guò)觀察從同步信號(hào)傳

10、送的時(shí)隙，因?yàn)槊總€(gè)子幀的組合（S1，S2）0和5代表cell-identity組的唯一標(biāo)識(shí)，同時(shí)也確定了幀同步。第三步：獲取小區(qū)基本信息在初始同步過(guò)程中，手機(jī)在獲得上述信息后，進(jìn)一步獲取PBCH信道，得到本小區(qū)的最基本的接入信息。,Page42,PSS和SSS檢測(cè),Page42,Page43,SSS索引示例,Page43,下行參考信號(hào),Cell-specific下行參考信號(hào)參考信號(hào)用于傳送下行鏈路相干解調(diào)信息參考信號(hào)序列由一個(gè)正交序列和一個(gè)偽隨機(jī)序列相乘產(chǎn)生參考信號(hào)序列也唯一的同小區(qū)的物理層小區(qū)標(biāo)識(shí)一一對(duì)應(yīng),下行參考信號(hào),Cell-specific下行參考信號(hào),下行物理信道,物理廣播信道（PB

11、CH：Physicalbroadcastchannel）,下行物理信道,物理下行共享信道（PDSCH：Physicaldownlinksharedchannel）PDSCH用來(lái)傳送DL-SCH和PCH不在PBCH中傳送的用戶(hù)數(shù)據(jù)，廣播系統(tǒng)信息，以及尋呼信息可以在PDSCH中傳送當(dāng)用于SIB時(shí)，PDCCH中的標(biāo)識(shí)不是某個(gè)UE的標(biāo)識(shí)，而是廣播標(biāo)識(shí)SI-RNTI(SystemInformationRadioNetworkTemporaryIdentifier)物理組播信道（PMCH：Physicalmulticastchannel）PMCH用與傳送MBMS業(yè)務(wù)的MCH信息,下行物理信道,物理控制格式

12、指示信道(PCFICH)用于指示每個(gè)子幀中用于PDCCH信道的符號(hào)數(shù)量LTE當(dāng)前版本中格式指示包含3個(gè)值為了可靠傳輸CFI,CFI使用了32bit編碼，并通過(guò)QPSK調(diào)制映射到16個(gè)資源元素（RE)CFI總是按照預(yù)定義的格式，使用一個(gè)子幀中的第一個(gè)SYMBOL，并通過(guò)頻率分集的手段，將16個(gè)CE分別按照預(yù)定義的格式分不到不同的子載波,下行物理信道,物理下行控制信道（PDCCH：Physicaldownlinkcontrolchannel）通知UEPCH和DL-SCH資源分配以及與DL-SCH相關(guān)的混合HARQ信息承載上行鏈路調(diào)度允許信息多路PDCCH可以在一個(gè)子幀中傳送子幀中用于PDCCH的O

13、FDM符號(hào)設(shè)置為前n個(gè)OFDM符號(hào)，其中n3物理混合ARQ指示信道（PHICH：PhysicalHybridARQIndicatorChannel）支持上行鏈路傳輸響應(yīng)的混合ARQACK/NAKs信息,下行資源分配實(shí)例,72centerRE,ControlchannelCFI/PHI/PDCCH,Syncchannel,PBCH,User1PDSCH,User2PDSCH,上行物理信道,上行物理信道包括：PUSCH,PUCCH,PRACH,以及上行參考信號(hào),上行參考信號(hào),上行參考信號(hào)支持2種上行參考信號(hào)解調(diào)參考信號(hào)DMRS（Demodulationreferencesignal），與PUSCH

14、和PUCCH關(guān)聯(lián)Sounding參考信號(hào)SRS（Soundingreferencesignal），與PUSCH和PUCCH無(wú)關(guān)聯(lián)LTE中上行參考信號(hào)基于ZadoffChu(ZC)序列，具有如下特點(diǎn)：對(duì)正確的信道估計(jì)具有良好的自相關(guān)性不同RSs之間具有良好的反相關(guān)性，可以減少相同/不同小區(qū)相同資源下RS間的干擾,上行參考信號(hào),DMRS(Demodulationreferencesignal)DMRSs伴隨著上行PUSCH數(shù)據(jù)或者PUCCH控制傳送信息，主要用于相干解調(diào)的信道估計(jì)，呈現(xiàn)在每一個(gè)上行鏈路傳輸時(shí)隙某個(gè)UE的DMRSs與它PUSCH/PUCCH數(shù)據(jù)傳送一樣占有相同的帶寬上行參考信號(hào)在時(shí)隙

15、中的位置如下：,上行參考信號(hào),SRS(Soundingreferencesignal)小區(qū)通過(guò)系統(tǒng)廣播通知UE其可以用于SRS的子幀號(hào)(srsSubframeConfiguration)SRS總是使用一個(gè)SC-FDMA幀中的最后一個(gè)symbol發(fā)射eNodeB可以要求一個(gè)手機(jī)發(fā)送一次SRS信號(hào)，也可以要求手機(jī)周期的發(fā)送，直到配置的終止時(shí)間基站通過(guò)RRC信令通知手機(jī)可用于SRS發(fā)射的子載波帶寬,上行物理信道,物理上行共享信道（PUSCH：Physicaluplinksharedchannel）承載UL-SCH物理上行控制信道（PUCCH：Physicaluplinkcontrolchannel）

16、承載混合ARQ下行傳輸?shù)捻憫?yīng)信息ACK/NAKs承載調(diào)度請(qǐng)求（SR）承載CQI報(bào)告SR和CQI的PUCCH資源報(bào)告分配，可以通過(guò)RRC信令來(lái)取消,上行物理信道,物理隨機(jī)接入信道（PRACH：Physicalrandomaccesschannel）承載隨機(jī)接入前導(dǎo)信號(hào)一個(gè)或多個(gè)子幀被保留來(lái)傳送前導(dǎo)信號(hào)，隨機(jī)接入前導(dǎo)信號(hào)帶寬為6個(gè)resourceblocks物理層隨機(jī)接入脈沖由循環(huán)前綴（cyclicprefix），前導(dǎo)（preamble），以及減少干擾的保護(hù)時(shí)間間隔組成共有64個(gè)簽到簽名標(biāo)簽可用,上行物理信道,PRACH隨機(jī)接入用來(lái)完成UE上行鏈路的時(shí)間同步隨機(jī)接入過(guò)程包括：contention-

17、based流程和contention-free流程contention-free流程：當(dāng)UE處于RRC_CONNECTED狀態(tài)，但是上行鏈路未同步，需要接收新的下行數(shù)據(jù)，因此需要在上行鏈路傳送ACK/NACK響應(yīng)信息或者切換當(dāng)前服務(wù)小區(qū)到目的小區(qū)，使用contention-free流程在這種情況下，eNodeB分配專(zhuān)用信號(hào)給UE在其他條件下，例如：無(wú)線鏈路失敗恢復(fù)，從RRC_IDLE狀態(tài)到RRC_CONNECTED轉(zhuǎn)變，必須使用contention-based流程,上行時(shí)間提前控制過(guò)程,時(shí)間提前控制過(guò)程因?yàn)楸仨毐ＷC上行各UE使用的子載波在基站時(shí)間同步，以保證子載波間的正交特性，因此，基站需要控

18、制每個(gè)手機(jī)上行發(fā)射的時(shí)間，來(lái)保證各子載波的正交。,上行時(shí)間提前控制過(guò)程,初始時(shí)間提前控制通過(guò)在隨機(jī)接入過(guò)程中的隨機(jī)接入相應(yīng)消息(RAR)攜帶時(shí)間提前控制命令基站可以配置的時(shí)間提前量的范圍為0到0.67ms，粒度為0.52us，對(duì)應(yīng)最大小區(qū)半徑為100km時(shí)間提前控制的更新過(guò)程基站采用一個(gè)閉環(huán)的反饋機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)手機(jī)上行信道的發(fā)射時(shí)間的提前量基站通過(guò)測(cè)量上行信號(hào)的到達(dá)時(shí)間，測(cè)量的信號(hào)可以是任何信號(hào)包括SRS,CQI,ACK/NACK等，來(lái)生成提前量控制的命令時(shí)間提前量在基站的MAC層生成，作為MAC層控制數(shù)據(jù)，復(fù)用到PDSCH信道上更新的時(shí)間力度也是0.52s.范圍是16s,上行時(shí)間提前控制過(guò)程,時(shí)

19、間提前控制的更新過(guò)程手機(jī)在收到時(shí)間提前控制命令后的45ms后開(kāi)始的子幀開(kāi)始啟用,LTE信道映射圖,初始化過(guò)程,Page62,上行隨機(jī)接入過(guò)程,Contention-based物理隨機(jī)接入流程,Onrequestofhigherlayerswhichshouldprovides:Randomaccesschannelparameters,asinglepreambleistransmittedusingtheselectedpreamblesequence,networktransmittingatimingadvancecommandandassignsuplinkresourcestotheterminaltobeusedinthethirdstep,transmissionofthemobile-terminalidentitytothenetwork,C-RNTI(LTE-CONN