1、TO_BT08_C1_1 LTE基本原理,中興通訊學(xué)院 TD&W&PCS無線團(tuán)隊(duì),.,1,課程目標(biāo),學(xué)習(xí)完本課程，您將能夠： 了解當(dāng)前移動(dòng)通信的進(jìn)展，掌握后3G發(fā)展脈絡(luò)； 了解LTE原理及系統(tǒng)架構(gòu)。,.,2,課程內(nèi)容,LTE概述 LTE系統(tǒng) LTE主要技術(shù)特征 無線資源管理 移動(dòng)性過程 物理層過程 LTE關(guān)鍵技術(shù) 中興通訊LTE系統(tǒng),背景介紹,無線通訊從2G、3G到3.9G發(fā)展過程，是從移動(dòng)的語音業(yè)務(wù)到高速業(yè)務(wù)發(fā)展的過程。 目前可提供應(yīng)用的是3.5G，以WCDMA系統(tǒng)來說，可以提供R5商用版本和R6試驗(yàn)系統(tǒng)；,LTE概述,背景介紹,3GPP組織正在完善R7和R8的HSPA+和LTE標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)計(jì)2

2、007年凍結(jié)R7，2008年凍結(jié)R8。無線技術(shù)的發(fā)展更加注重運(yùn)營(yíng)商的需求 NGMN組織提出系統(tǒng)的發(fā)展目標(biāo)。,LTE概述,LTE簡(jiǎn)介和標(biāo)準(zhǔn)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，LTE的研究工作按照3GPP的工作流程分為兩個(gè)階段：SI（Study Item，技術(shù)可行性研究階段）和WI（Work Item，具體技術(shù)規(guī)范的撰寫階段）。,LTE概述,LTE簡(jiǎn)介和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展,3GPP從2004年底開始LTE相關(guān)工作，3GPP計(jì)劃從2005年3月開始，到2006年6月結(jié)束的SI，最終推遲到2006年9月結(jié)束SI階段工作； 3GPP從2006年6月

3、開始WI階段的工作，計(jì)劃2007年3月完成WI的Stage2階段協(xié)議工作，2007年9月完成Stage3階段的協(xié)議工作并結(jié)束WI； 3GPP計(jì)劃2008年3月完成測(cè)試規(guī)范方面的協(xié)議制定工作。 從LTE標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展時(shí)間可以預(yù)計(jì)20092010年左右可以開始LTE的商用。 成熟的大規(guī)模商用預(yù)計(jì)開始于2011年之后。 ,LTE概述,LTE簡(jiǎn)介和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展,LTE與現(xiàn)有3GPP的R6、R7系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上有很大不同，E-UTRAN在整個(gè)體系上趨于扁平化，減少了中間節(jié)點(diǎn)數(shù)量。這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和體系的改變使得LTE較現(xiàn)有UTRAN結(jié)構(gòu)接口減少同時(shí)降低了成本，并且更易于對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)管理；在性能上便于減少數(shù)據(jù)傳輸延遲的實(shí)現(xiàn)

4、。 LTE主要實(shí)現(xiàn)的目的是提供用戶：更高的數(shù)據(jù)速率、更高的小區(qū)容量、更低的延遲時(shí)間、降低用戶以及運(yùn)營(yíng)商的成本。,LTE概述,LTE簡(jiǎn)介和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展,3GPP在Stage1和Stage2階段的工作和技術(shù)報(bào)告匯總圖如上所示。 現(xiàn)階段已經(jīng)進(jìn)行的Stage3在3GPP的36系列協(xié)議中描述，36.300是E-UTRAN的總體介紹。其他Stage3的標(biāo)準(zhǔn)正在制定中，可參見36系列的所有協(xié)議。,LTE概述,.,9,課程內(nèi)容,LTE概述 LTE系統(tǒng) LTE主要技術(shù)特征 無線資源管理 移動(dòng)性過程 物理層過程 LTE關(guān)鍵技術(shù) 中興通訊LTE系統(tǒng),LTE系統(tǒng)架構(gòu),LTE體系結(jié)構(gòu)可以借助SAE體系結(jié)構(gòu)來做詳細(xì)描述。在S

5、AE體系結(jié)構(gòu)中，RNC部分功能、GGSN、SGSN 節(jié)點(diǎn)將被融合為一個(gè)新的節(jié)點(diǎn), 即分組核心網(wǎng)演進(jìn)EPC部分。這個(gè)新節(jié)點(diǎn)具有GGSN、SGSN 節(jié)點(diǎn)和RNC 的部分功能，如下圖所示由MME和SAE gateway兩實(shí)體來分別完成EPC的控制面和用戶面功能。,LTE系統(tǒng),LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),LTE系統(tǒng),MME功能 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） Serving GW 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 在新的LTE框架中，原先的Iu,

6、將被新的接口S1替換。Iub和Iur將被X2 替換,LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),LTE系統(tǒng),LTE相關(guān)的節(jié)點(diǎn)接口 S1-MME E-UTRAN和MME之間的控制面協(xié)議參考點(diǎn) S1-U E-UTRAN和發(fā)Serving-GW之間的接口 每個(gè)承載的用戶面隧道和eNodeB間路徑切換（切換過程中） X2 eNodeB之間的接口，類似于現(xiàn)有3GPP的Iur接口 LTE-Uu 無線接口，類似于現(xiàn)有3GPP的Uu接口,LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),LTE系統(tǒng),在LTE系統(tǒng)架構(gòu)中，RAN將演進(jìn)成E-UTRAN, 且只有一個(gè)結(jié)點(diǎn)：eNodeB。,LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),LTE系統(tǒng),eNodeB功能 eNodeB具有現(xiàn)有3GPP R5/R6/R

7、7的Node B功能和大部分的RNC功能，包括物理層功能（HARQ等），MAC，RRC，調(diào)度，無線接入控制，移動(dòng)性管理等等。,RNC,Node B,eNodeB,LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),LTE系統(tǒng),LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),E-UTRAN和EPC之間的功能劃分圖，可以從LTE在S1接口的協(xié)議棧結(jié)構(gòu)圖來描述，如下圖所示黃色框內(nèi)為邏輯節(jié)點(diǎn)，白色框內(nèi)為控制面功能實(shí)體，藍(lán)色框內(nèi)為無線協(xié)議層。,LTE系統(tǒng),控制面協(xié)議結(jié)構(gòu),RRC完成廣播、尋呼、RRC連接管理、RB控制、移動(dòng)性功能和UE的測(cè)量報(bào)告和控制功能。RLC和MAC子層在用戶面和控制面執(zhí)行功能沒有區(qū)別。,LTE系統(tǒng),用戶面協(xié)議結(jié)構(gòu),用戶面各協(xié)議體主要完成信頭壓縮、加

8、密、調(diào)度、ARQ和HARQ等功能。,LTE系統(tǒng),層2結(jié)構(gòu)和功能,下行鏈路,LTE系統(tǒng),層2結(jié)構(gòu)和功能,上行鏈路,LTE系統(tǒng),PDCP子層模型,LTE系統(tǒng),RRC級(jí)功能劃分,LTE中RRC子層功能與原有UTRAN系統(tǒng)中的RRC功能相同，包括有系統(tǒng)信息廣播、尋呼、建立釋放維護(hù)RRC連接等。RRC的狀態(tài)設(shè)計(jì)為RRC_IDLE和RRC_CONNECTED兩類。,LTE系統(tǒng),RRC_IDLE狀態(tài),NAS配置UE指定的DRX； 系統(tǒng)信息廣播； 尋呼； 小區(qū)重選移動(dòng)性； UE將分配一個(gè)標(biāo)識(shí)來獨(dú)立的在一個(gè)跟蹤區(qū)中唯一識(shí)別該UE； eNB中沒有存儲(chǔ)RRC上下文,LTE系統(tǒng),RRC_CONNECTED狀態(tài),UE建

9、立一個(gè)E-UTRAN-RRC連接； E-UTRAN中存在UE的上下文； E-UTRAN知道UE歸屬的小區(qū)； 網(wǎng)絡(luò)可以與UE之間進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)； 網(wǎng)絡(luò)控制移動(dòng)性過程，例如切換； 鄰區(qū)測(cè)量； 在PDCP/RLC/MAC級(jí)：: UE可以與網(wǎng)絡(luò)之間收發(fā)數(shù)據(jù)； UE監(jiān)測(cè)控制信令信道來判定是否正在傳輸?shù)墓蚕頂?shù)據(jù)信道已經(jīng)被分配給UE； UE報(bào)告信道質(zhì)量信息和反饋信息給eNB； eNB控制實(shí)現(xiàn)按照UE的激活級(jí)別來配置DRX/DTX周期，以便于UE省電和有效利用資源。,LTE系統(tǒng),E-UTRAN和UTRAN切換時(shí)RRC狀態(tài)間關(guān)系,LTE的RRC狀態(tài)與現(xiàn)有3GPP Release 6結(jié)構(gòu)中RRC狀態(tài)在切換時(shí)的關(guān)系如

10、下圖所示。LTE支持與現(xiàn)有UTRAN的各狀態(tài)間的遷移。具體狀態(tài)遷移處理過程協(xié)議正在詳細(xì)討論中。,LTE系統(tǒng),LTE NAS 協(xié)議狀態(tài),LTE的狀態(tài)類型從NAS 協(xié)議狀態(tài)來看有以下三類： LTE_DETACHED狀態(tài)，該狀態(tài)下沒有RRC實(shí)體存在。 LTE_IDLE狀態(tài)，該狀態(tài)下RRC處于RRC-IDLE狀態(tài)，一些信息已經(jīng)存儲(chǔ)在UE和網(wǎng)絡(luò)（IP地址、安全關(guān)聯(lián)的密鑰等、UE能力信息、無線承載等）。 LTE_ACTIVE狀態(tài)，該狀態(tài)下RRC處于RRC_CONNECTED狀態(tài)。,LTE系統(tǒng),LTE的三類NAS協(xié)議狀態(tài)與RRC的關(guān)系以及狀態(tài)間遷移,LTE系統(tǒng),S1接口,S1接口定義為E-UTRAN和EPC

11、之間的接口。 S1接口包括兩部分： 控制面的S1-C接口。 用戶面的S1-U接口。 S1-C接口定義為eNB和MME功能之間的接口； S1-U定義為eNB和SAE網(wǎng)關(guān)之間的接口。 EPC和eNBs之間的關(guān)系是多到多，即S1接口實(shí)現(xiàn)多個(gè)EPC網(wǎng)元和多個(gè)eNB 網(wǎng)元之間接口功能。,LTE系統(tǒng),S1接口,LTE系統(tǒng),S1接口功能,SAE承載業(yè)務(wù)管理功能，例如建立和釋放 UE在LTE_ACTIVE狀態(tài)下的移動(dòng)性功能，例如Intra-LTE切換和Inter-3GPP-RAT切換。 S1尋呼功能 NAS信令傳輸功能 S1接口管理功能，例如錯(cuò)誤指示等 網(wǎng)絡(luò)共享功能 漫游和區(qū)域限制支持功能 NAS節(jié)點(diǎn)選擇功能

12、 初始上下文建立功能,LTE系統(tǒng),S1接口的信令過程,S1接口的信令過程有： SAE承載信令過程，包括SAE承載建立和釋放過程。 切換信令過程 尋呼過程 NAS傳輸過程，包括上行方向的初始UE和下行鏈路的直傳 錯(cuò)誤指示過程 初始上下文建立過程,LTE系統(tǒng),S1接口的信令過程,初始上下文建立過程（藍(lán)色部分) in Idle-to-Active procedure,LTE系統(tǒng),X2接口,X2接口定義為各個(gè)eNB之間的接口。 X2接口包含X2-C和X2-U兩部分。 X2-C是各個(gè)eNB之間控制面間接口，X2-U是各個(gè)eNB之間用戶面之間的接口。 S1接口和X2接口類似的地方是：S1-U和X2-U使用

13、同樣的用戶面協(xié)議，以便于eNB在數(shù)據(jù)前向時(shí)，減少協(xié)議處理。,LTE系統(tǒng),X2-C接口功能,X2-C接口支持以下功能： 移動(dòng)性功能，支持UE在各個(gè)eNB之間的移動(dòng)性，例如切換信令和用戶面隧道控制。 多小區(qū)RRM功能，支持多小區(qū)的無線資源管理，例如測(cè)量報(bào)告。 通常的X2接口管理和錯(cuò)誤處理功能。 X2-U接口支持終端用戶分組在各個(gè)eNB之間的隧道功能。隧道協(xié)議支持以下功能： 在分組歸屬的目的節(jié)點(diǎn)處SAE接入承載指示 減小分組由于移動(dòng)性引起的丟失的方法,LTE系統(tǒng),.,35,課程內(nèi)容,LTE概述 LTE系統(tǒng) LTE主要技術(shù)特征 無線資源管理 移動(dòng)性過程 物理層過程 LTE關(guān)鍵技術(shù) 中興通訊LTE系統(tǒng),

14、LTE主要技術(shù)需求和性能指標(biāo)概括,3GPP要求LTE支持的主要特性和性能指標(biāo)如上圖所示。,LTE主要技術(shù)特征,峰值數(shù)據(jù)速率,下行鏈路的立即峰值數(shù)據(jù)速率在20MHz下行鏈路頻譜分配的條件下，可以達(dá)到100Mbps（5 bps/Hz）（網(wǎng)絡(luò)側(cè)2發(fā)射天線，UE側(cè)2接收天線條件下）； 上行鏈路的立即峰值數(shù)據(jù)速率在20MHz上行鏈路頻譜分配的條件下，可以達(dá)到50Mbps（2.5 bps/Hz）（UE側(cè)一發(fā)射天線情況下）。,LTE主要技術(shù)特征,控制面延遲時(shí)間與控制面容量,從駐留狀態(tài)到激活狀態(tài)，也就是類似于從Release 6的空閑模式到CELL_DCH狀態(tài)，控制面的傳輸延遲時(shí)間小于100ms，這個(gè)時(shí)間不包

15、括尋呼延遲時(shí)間和NAS延遲時(shí)間； 從睡眠狀態(tài)到激活狀態(tài)，也就是類似于從Release 6的CELL_PCH狀態(tài)到Release 6的CELL_DCH裝態(tài)，控制面?zhèn)鬏斞舆t時(shí)間小于50ms。 頻譜分配是5MHz的情況下，每小區(qū)至少支持200個(gè)用戶處于激活狀態(tài)。,LTE主要技術(shù)特征,用戶面延遲時(shí)間及用戶面流量,空載條件即單用戶單個(gè)數(shù)據(jù)流情況下，小的IP包傳輸時(shí)間延遲小于5ms。 下行鏈路：與Release 6 HSDPA的用戶面流量相比，每MHz的下行鏈路平均用戶流量要提升3到4倍。此時(shí)HSDPA是指1發(fā)1收，而LTE是2發(fā)2收。 上行鏈路：與Release 6增強(qiáng)的上行鏈路用戶流量相比，每MHz的

16、上行鏈路平均用戶流量要提升2到3倍。此時(shí)增強(qiáng)的上行鏈路UE側(cè)是一發(fā)一收，LTE是1發(fā)2收。,LTE主要技術(shù)特征,頻譜效率,下行鏈路：在滿負(fù)荷的網(wǎng)絡(luò)中，LTE頻譜效率（用每站址、每Hz、每秒的比特?cái)?shù)衡量）的目標(biāo)是Release 6 HSDPA的3到4倍。 上行鏈路：在滿負(fù)荷的網(wǎng)絡(luò)中，LTE頻譜效率（用每站址、每Hz、每秒的比特?cái)?shù)衡量）的目標(biāo)是Release 6 增強(qiáng)上行鏈路的2到3倍。,LTE主要技術(shù)特征,移動(dòng)性,E-UTRAN可以優(yōu)化15km/h以及以下速率的低移動(dòng)速率時(shí)移動(dòng)用戶的系統(tǒng)特性。 能為15-120km/h的移動(dòng)用戶提供高性能的服務(wù)。 可以支持蜂窩網(wǎng)絡(luò)之間以120-350km/h（甚

17、至在某些頻帶下，可以達(dá)到500km/h）速率移動(dòng)的移動(dòng)用戶的服務(wù)。 對(duì)高于350km/h的情況，系統(tǒng)要能盡量實(shí)現(xiàn)保持用戶不掉網(wǎng)。,LTE主要技術(shù)特征,覆蓋（小區(qū)邊界比特速率）,吞吐量、頻譜效率和LTE要求的移動(dòng)性指標(biāo)在5公里半徑覆蓋的小區(qū)內(nèi)將得到充分保證，當(dāng)小區(qū)半徑增大到30公里時(shí)，只對(duì)以上指標(biāo)帶來輕微的弱化。同時(shí)需要支持小區(qū)覆蓋在100公里以上的移動(dòng)用戶業(yè)務(wù)。,LTE主要技術(shù)特征,多媒體廣播多播業(yè)務(wù) (MBMS),與單播業(yè)務(wù)比較，可以使用同樣的調(diào)制、編碼和多址接入方法和用戶帶寬，同時(shí)可以降低終端復(fù)雜性。 可以同時(shí)提供專用語音業(yè)務(wù)和MBMS業(yè)務(wù)給用戶。 可利用成對(duì)或非成對(duì)的頻譜分配。 進(jìn)一步增

18、強(qiáng)MBMS功能，支持專用載波的MBMS業(yè)務(wù)。,LTE主要技術(shù)特征,多帶寬支持,E-UTRA可以應(yīng)用不同大小的頻譜分配， 上下行鏈路上，可以包括有1.25 MHz、1.6 MHz、2.5 MHz、5 MHz、10 MHz、15 MHz 以及20 MHz。支持成對(duì)或非成對(duì)的頻譜分配情況。,LTE主要技術(shù)特征,與已有3GPP無線接入技術(shù)的共存和交互,盡量保持和3GPP Release 6的兼容，但是要注重平衡整個(gè)系統(tǒng)的性能和容量。 可接受的系統(tǒng)和終端的復(fù)雜性、價(jià)格和功率消耗；降低空中接口和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的成本。 在Release6中使用CS域支持的一些實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)，如語音業(yè)務(wù)，在LTE里應(yīng)該能在PS域里實(shí)現(xiàn)（

19、整個(gè)速度區(qū)間），且質(zhì)量不能下降。 E-UTRAN和UTRAN（或者GERAN）之間實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)在切換時(shí)，中斷時(shí)間不超過300ms。,LTE主要技術(shù)特征,其他性能指標(biāo),無線資源管理需求 增強(qiáng)的支持端到端服務(wù)質(zhì)量。 有效支持高層傳輸。 支持負(fù)荷共享和不同無線接入技術(shù)之間的策略管理。 減小CAPEX和OPEX 體系結(jié)構(gòu)的扁平化和中間結(jié)點(diǎn)的減少使得設(shè)備成本和維護(hù)成本得以顯著降低。,LTE主要技術(shù)特征,E-UTRAN物理層技術(shù)特征,傳輸信道的下行鏈路物理層處理包括以下步驟：CRC插入、信道編碼、HARQ、信道交織、加擾、調(diào)制和層間映射與預(yù)編碼以及映射到指定資源和天線口等功能。PDSCH和PUSCH都基本采用

20、24bit的CRC。支持三種調(diào)制方式QPSK、16QAM和64QAM。 下行鏈路的物理層過程有鏈路自適應(yīng)（AMC，Link adaptation）、功率控制和小區(qū)搜索；上行鏈路的物理層過程有鏈路自適應(yīng)、功率控制和上行鏈路的定時(shí)控制。,LTE主要技術(shù)特征,信道類型和映射關(guān)系,LTE的信道類型和映射關(guān)系從傳輸信道的設(shè)計(jì)方面來看，LTE的信道數(shù)量將比WCDMA系統(tǒng)有所減少。最大的變化是將取消專用信道，在上行和下行都采用共享信道（SCH）。 LTE的邏輯信道可以分為控制信道和業(yè)務(wù)信道兩類來描述，控制信道包括有廣播控制信道BCCH、尋呼控制信道PCCH、公共控制信道CCCH、多播控制信道MCCH和專用控

21、制信道DCCH幾類；業(yè)務(wù)信道分為專用業(yè)務(wù)信道DTCH和多播業(yè)務(wù)信道MTCH兩類。 LTE的傳輸信道按照上下行區(qū)分，下行傳輸信道有尋呼信道PCH、廣播信道BCH、多播信道MCH和下行鏈路共享信道DL-SCH，上行傳輸信道有隨機(jī)接入信道RACH和上行鏈路共享信道UL-SCH。 LTE的物理信道按照上下行區(qū)分，下行物理信道有公共控制物理信道CCPCH、物理數(shù)據(jù)共享信道PDSCH和物理數(shù)據(jù)控制信道PDCCH，上行物理信道有物理隨機(jī)接入信道PRACH、物理上行控制信道PUCCH、物理上行共享信道PUSCH。,LTE主要技術(shù)特征,下行傳輸信道和物理信道的映射,LTE主要技術(shù)特征,上行傳輸信道和物理信道的映

22、射,LTE主要技術(shù)特征,下行邏輯信道和傳輸信道的映射,LTE主要技術(shù)特征,上行邏輯信道和傳輸信道的映射,LTE主要技術(shù)特征,各類信道的物理層模型,下邊幾個(gè)圖形分別描述各類信道的物理層模型。下圖中NodeB在LTE中稱為E-NodeB或eNB。,LTE主要技術(shù)特征,DL-SCH物理層模型,LTE主要技術(shù)特征,BCH 物理層模型,LTE主要技術(shù)特征,PCH 物理層模型,LTE主要技術(shù)特征,MCH物理層模型,LTE主要技術(shù)特征,UL-SCH 物理層模型,LTE主要技術(shù)特征,.,59,課程內(nèi)容,LTE概述 LTE系統(tǒng) LTE主要技術(shù)特征 無線資源管理 移動(dòng)性過程 物理層過程 LTE關(guān)鍵技術(shù) 中興通訊L

23、TE系統(tǒng),無線承載控制RBC,RBC功能體位于eNB，主要用于建立維護(hù)和釋放無線承載包括配置與其關(guān)聯(lián)的無線資源。 當(dāng)為一個(gè)業(yè)務(wù)建立一個(gè)無線承載時(shí)，無線承載控制要考慮E-UTRAN整體資源狀況、正在進(jìn)行的會(huì)話的QOS需求和新業(yè)務(wù)的QOS需求。 RBC 也需要考慮維護(hù)正在會(huì)話中的無線承載由于移動(dòng)性或其他原因而改變無線資源環(huán)境時(shí)的處理。 RBC同時(shí)需要考慮關(guān)聯(lián)無線承載在會(huì)話終止、切換或其他場(chǎng)景時(shí)，釋放無線資源的處理。,無線資源管理,無線接納控制RAC,RAC功能體位于eNB，主要任務(wù)是接納或拒絕新的無線承載的建立請(qǐng)求。 RAC需要考慮E-UTRAN的整體資源狀況、QOS需求、優(yōu)先級(jí)以及正在進(jìn)行的會(huì)話

24、所提供的QOS和新無線承載請(qǐng)求的QOS需求。 RAC的目標(biāo)是確保更好的利用無線資源（只要在無線資源可用時(shí)，即可接納無線承載請(qǐng)求），同時(shí)要保證正在進(jìn)行的會(huì)話的服務(wù)質(zhì)量（如果影響到正在進(jìn)行的會(huì)話，則拒絕無線承載請(qǐng)求）。,無線資源管理,連接移動(dòng)性控制CMC,連接移動(dòng)性控制功能位于eNB，主要用于管理在空閑模式或激活模式移動(dòng)性時(shí)連接的無線資源。 在空閑模式，小區(qū)選擇算法通過設(shè)置參數(shù)來控制（門限和滯后參數(shù)值），定義最好小區(qū)或決定UE開始選擇一個(gè)新小區(qū)的時(shí)間。同樣，E-UTRAN的廣播參數(shù)配置UE在激活模式下的測(cè)量和報(bào)告過程，需要支持無線連接的移動(dòng)性。切換的決策可以通過UE或者是eNB的測(cè)量來作為依據(jù)。此

25、外，切換決策也可以采用其他的輸入，例如鄰區(qū)的負(fù)荷、業(yè)務(wù)流的屬性、傳輸和硬件資源以及其他運(yùn)營(yíng)商定義的策略等。,無線資源管理,分組調(diào)度PS-動(dòng)態(tài)資源分配DRA,動(dòng)態(tài)資源分配功能體位于eNB，動(dòng)態(tài)資源分配或分組調(diào)度用于給用戶和控制面包分配資源，或取消分配資源，也包括對(duì)資源塊的緩沖和處理資源。動(dòng)態(tài)資源分配包括幾個(gè)子任務(wù)，包括選擇要被調(diào)度的無線承載和管理必須的資源。分組調(diào)度典型的功能是考慮與無線承載關(guān)聯(lián)的QOS需求、UE的信道質(zhì)量信息、緩存狀態(tài)以及干擾條件等。動(dòng)態(tài)資源分配也需要在小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)時(shí)，考慮限制或選擇一些可用的資源塊。,無線資源管理,小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)ICIC,小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)功能位于eNB，ICI

26、C用于管理無線資源特別是無線資源塊，以便于小區(qū)間的干擾可以被控制。本質(zhì)上ICIC是一個(gè)多小區(qū)的無線資源管理功能，所以需要考慮來自多個(gè)小區(qū)的信息，例如資源使用狀態(tài)和業(yè)務(wù)負(fù)荷情況。上行鏈路和下行鏈路的首選ICIC方法應(yīng)不同。,無線資源管理,負(fù)載均衡LB,負(fù)荷均衡功能位于eNB，負(fù)責(zé)處理多個(gè)小區(qū)上業(yè)務(wù)負(fù)荷的不均勻分布。負(fù)荷均衡的目的是影響負(fù)荷的分布，以使得高效的利用無線資源、保證用戶業(yè)務(wù)QOS以及降低掉話率。負(fù)荷均衡算法可能觸發(fā)切換或者小區(qū)重選的決策，以用于重新分配業(yè)務(wù)流，把高負(fù)荷小區(qū)的業(yè)務(wù)流分配到衛(wèi)充分利用的小區(qū)上。,無線資源管理,RAT間的無線資源管理,無線接入技術(shù)間的無線資源管理主要用于管理無

27、線接入技術(shù)間移動(dòng)，特別是無線接入技術(shù)間切換時(shí)連接的無線資源。在無線接入技術(shù)間切換時(shí)，切換決策需要考慮所涉及的無線接入技術(shù)的資源狀況、以及UE的能力和運(yùn)營(yíng)商策略等。,無線資源管理,.,67,課程內(nèi)容,LTE概述 LTE系統(tǒng) LTE主要技術(shù)特征 無線資源管理 移動(dòng)性過程 物理層過程 LTE關(guān)鍵技術(shù) 中興通訊LTE系統(tǒng),移動(dòng)性過程,E-UTRAN內(nèi)部的移動(dòng)性過程 E-UTRAN內(nèi)部的移動(dòng)性過程包括小區(qū)選擇過程、小區(qū)重選過程、切換、數(shù)據(jù)前向、無線鏈路失敗以及無線接入網(wǎng)共享等。 待五月3GPP會(huì)議后補(bǔ)充內(nèi)容。 RAT間切換 待3GPP會(huì)議確定后補(bǔ)充內(nèi)容。,移動(dòng)性過程,隨機(jī)接入,隨機(jī)接入過程分為兩類：非同

28、步隨機(jī)接入和同步隨機(jī)接入。 非同步隨機(jī)接入 是在UE還未獲得上行時(shí)間同步或喪失同步時(shí)，用于NodeB估計(jì)、調(diào)整UE上行發(fā)射時(shí)鐘的過程。這個(gè)過程也同時(shí)用于UE向NodeB請(qǐng)求資源分配 上行接入信道基本帶寬為1.25MHz，但也可能采用更寬的帶寬或多個(gè)1.25MHz信道。目前LTE正在考慮兩種非同步隨機(jī)接入方法。第一種接入過程為：UE一次性發(fā)送用于同步和資源請(qǐng)求的Preamble，NodeB也一次性反饋時(shí)鐘信息和資源分配信息；第2種接入過程為：UE先發(fā)送用于同步的Preamble，NodeB反饋時(shí)鐘信息和可供UE發(fā)送資源請(qǐng)求信息的資源。而后UE再使用NodeB分配的資源在共享信道或隨機(jī)接入信道（對(duì)

29、基于LCR-TDD的TDDLTE系統(tǒng)）發(fā)送資源請(qǐng)求，然后NodeB再反饋數(shù)據(jù)發(fā)送資源分配。 RACH的發(fā)送將采用開環(huán)功率控制技術(shù)，也就是說，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)需要調(diào)整每次RACH信號(hào)的發(fā)射功率。FDD系統(tǒng)的開環(huán)功控將采用可變步長(zhǎng)的功率漸增（Powerramping）方法，而TDD系統(tǒng)的開環(huán)功控可以針對(duì)每次RACH發(fā)送獨(dú)立的調(diào)整發(fā)射功率。,移動(dòng)性過程,隨機(jī)接入,同步隨機(jī)接入 用于在UE已經(jīng)取得并保持著和NodeB的同步時(shí)進(jìn)行隨機(jī)接入。同步隨機(jī)接入的目的主要是請(qǐng)求資源分配。 上行接入的最小帶寬等于資源分配的基本單位（即375kHz），但也可能采用更寬的帶寬或多個(gè)1.25MHz信道。RACH信號(hào)的長(zhǎng)度可以根

30、據(jù)不同的小區(qū)大小進(jìn)行調(diào)整（靜態(tài)、半靜態(tài)或動(dòng)態(tài)），以在開銷、延遲和覆蓋之間取得最佳的折衷。兩種過程的處理基本相同，只是同步隨機(jī)接入省去了同步的過程。,移動(dòng)性過程,.,71,課程內(nèi)容,LTE概述 LTE系統(tǒng) LTE主要技術(shù)特征 無線資源管理 移動(dòng)性過程 物理層過程 LTE關(guān)鍵技術(shù) 中興通訊LTE系統(tǒng),調(diào)度,下行鏈路的調(diào)度：Node B的調(diào)度程序 (對(duì)于單播傳輸) 動(dòng)態(tài)控制，在給定時(shí)間，時(shí)間和頻率資源分配給某一用戶。下行鏈路控制信令通知UE分配給其的資源和對(duì)應(yīng)的傳輸格式。調(diào)度程序可以同時(shí)從可用的方法中選擇最好的復(fù)接策略。 上行鏈路的調(diào)度：上行鏈路可以允許NodeB控制的調(diào)度和基于競(jìng)爭(zhēng)的接入。,物理層

31、過程,鏈路自適應(yīng),下行鏈路自適應(yīng)的核心技術(shù)是自適應(yīng)調(diào)制和編碼（AMC）。采用RB-commonAMC。也就是說，對(duì)于一個(gè)用戶的一個(gè)數(shù)據(jù)流，在一個(gè)TTI內(nèi)，一個(gè)層2的PDU只采用一種調(diào)制編碼組合（但在MIMO的不同流之間可以采用不同的AMC組合）。 編碼和調(diào)制的完整過程參見右圖所示來描述。,物理層過程,鏈路自適應(yīng),上行鏈路自適應(yīng)比下行包含更多的內(nèi)容，除了AMC外，還包括傳輸帶寬的自適應(yīng)調(diào)整和發(fā)射功率的自適應(yīng)調(diào)整。上行鏈路自適應(yīng)用于在系統(tǒng)吞吐量最大時(shí)，保證每個(gè)UE請(qǐng)求的最小傳輸性能，例如用戶數(shù)據(jù)速率、包丟失率、延遲時(shí)間等。UE發(fā)射帶寬的調(diào)整主要基于平均信道條件（如路損和陰影）、UE能力和要求的數(shù)據(jù)

32、率。該調(diào)整是否也基于快衰落和頻域調(diào)度，有待于進(jìn)一步研究。,物理層過程,小區(qū)搜索,可用于小區(qū)搜索的信道包括同步信道（SCH）和廣播信道（BCH），SCH用來取得下行系統(tǒng)時(shí)鐘和頻率同步，而BCH則用來取得小區(qū)的特定信息。另外，參考信號(hào)也可能被用于一部分小區(qū)搜索過程。 總的來說，UE在小區(qū)搜索過程中需要獲得的信息包括：符號(hào)時(shí)鐘和頻率信息、小區(qū)帶寬、小區(qū)ID、幀時(shí)鐘信息、小區(qū)多天線配置、BCH帶寬以及SCH和BCH所在的子幀的CP長(zhǎng)度。,物理層過程,小區(qū)干擾抑制,采用小區(qū)干擾抑制技術(shù)提高小區(qū)邊緣的數(shù)據(jù)率和系統(tǒng)容量等。 下行方向的干擾抑制有三類，這三類技術(shù)在小區(qū)間的干擾抑制執(zhí)行時(shí)并不互斥： 隨機(jī)的小區(qū)間

33、干擾、小區(qū)間干擾取消、小區(qū)間干擾調(diào)和與避免。 上行方向的干擾抑制方法有四種方式：協(xié)調(diào)和避免（例如通過時(shí)頻資源的分片和重用）、隨機(jī)的小區(qū)間干擾、小區(qū)間干擾取消和功率控制。 此外在基站側(cè)采用波束成形天線的解決方法也是一種通常采用的下行鏈路小區(qū)間干擾抑制的方法。,物理層過程,.,77,課程內(nèi)容,LTE概述 LTE系統(tǒng) LTE主要技術(shù)特征 無線資源管理 移動(dòng)性過程 物理層過程 LTE關(guān)鍵技術(shù) 中興通訊LTE系統(tǒng),物理層多址方式,LTE的下行采用OFDM技術(shù)提供增強(qiáng)的頻譜效率和能力，上行基于SC-FDMA（單載波頻分多址接入）。OFDM和SC-FDMA的子載波寬度確定為15kHz，采用該參數(shù)值，可以兼顧

34、系統(tǒng)效率和移動(dòng)性。 LTE上行采用的SC-FDMA具體采用DFT-S-OFDM技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，該技術(shù)是在OFDM的IFFT調(diào)制之前對(duì)信號(hào)進(jìn)行DFT擴(kuò)展，這樣系統(tǒng)發(fā)射的是時(shí)域信號(hào)，從而可以避免OFDM系統(tǒng)發(fā)送頻域信號(hào)帶來的PAPR問題。,LTE關(guān)鍵技術(shù),宏分集（軟切換）,網(wǎng)絡(luò)扁平化的構(gòu)架決定暫不考慮宏分集。不支持軟切換方式。 下行宏分集只是在提供多小區(qū)廣播（broadcast）業(yè)務(wù)時(shí)，由于放松了對(duì)頻譜效率的要求，可以通過采用較大的循環(huán)前綴（CP），解決小區(qū)之間的同步問題，從而可能采用下行宏分集。而對(duì)于單播業(yè)務(wù)不考慮宏分集。,LTE關(guān)鍵技術(shù),調(diào)制和編碼,調(diào)制：上行鏈路與下行鏈路都支持QPSK、16QA

35、M和64QAM.三種調(diào)制技術(shù) 編碼：LTE主要考慮Turbo碼，但也正在考慮其他編碼方式，如LDPC碼等。,LTE關(guān)鍵技術(shù),雙工方式,LTE支持FDD、TDD兩種雙工方式。,LTE關(guān)鍵技術(shù),多天線技術(shù),多天線技術(shù)是指采用下行MIMO和發(fā)射分集的技術(shù)。LTE最基本的多天線技術(shù)配置是下行采用雙發(fā)雙收的2*2天線配置，上行采用單發(fā)雙收的1*2天線配置，現(xiàn)階段考慮的最高要求是下行鏈路MIMO和天線分集支持四發(fā)四收的4*4的天線配置或者四發(fā)雙收的4*2天線配置。 考慮的MIMO技術(shù)包括空間復(fù)用（SM）、空分多址（SDMA）、預(yù)編碼（Pre-coding）、秩自適應(yīng)（Rankadaptation）、以及開

36、環(huán)發(fā)射分集（STTD，主要用于控制信令的傳輸）。具體的技術(shù)仍在選擇中尚未最終確定。 如果所有空分復(fù)用（SDM）數(shù)據(jù)流都用于一個(gè)UE，則稱為單用戶（SU）MIMO，如果將多個(gè)SDM數(shù)據(jù)流用于多個(gè)UE，則稱為多用戶（MU）MIMO。小區(qū)側(cè)的多發(fā)射天線的操作模式，即為MIMO模式，是指空間復(fù)用、波束成型、單數(shù)據(jù)流發(fā)射分集模式。MIMO模式受限于UE的能力，例如接收天線的個(gè)數(shù)。,LTE關(guān)鍵技術(shù),系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定方法,為了減小信令開銷并提高傳輸效率，3GPP把傳輸時(shí)間間隔（TTI）一般規(guī)定為1ms。 LTE要求單向傳輸延遲小于5ms，這就要求系統(tǒng)采用很小的最小交織長(zhǎng)度TTI。通常建議采用0.5ms的子幀長(zhǎng)度

37、，此時(shí)一個(gè)TTI包含兩個(gè)子幀。對(duì)于TDD技術(shù)，由于0.5ms的子幀長(zhǎng)度與UMTS中TDD技術(shù)的時(shí)隙長(zhǎng)度不匹配，進(jìn)而造成TD-SCDMA系統(tǒng)與LTE的TDD系統(tǒng)難以鄰頻共址而共存。所以定義基本的子幀長(zhǎng)度為0.5ms，考慮與低碼速率的TDD（LCR-TDD，即TD-SCDMA）系統(tǒng)兼容時(shí)可以采用0.675ms的子幀長(zhǎng)度。系統(tǒng)可以動(dòng)態(tài)調(diào)整TTI，以在支持其他業(yè)務(wù)時(shí)，可以避免由于不必要的IP包分割造成額外的延遲與信令開銷。 上、下行系統(tǒng)分別將頻率資源分為若干資源單元（RU）和物理資源塊（PRB），RU和PRB分別是上、下行資源的最小分配單位，大小同為25個(gè)子載波，由于一個(gè)子載波寬度為15kHz，所以共

38、375kHz。下行用戶的數(shù)據(jù)以虛擬資源塊（VRB）的形式發(fā)送，VRB可以采用集中（localized）或分散（distributed）方式映射到PRB上。集中方式即占用若干相鄰的PRB，這種方式下，系統(tǒng)可以通過頻域調(diào)度獲得多用戶增益。分布方式即占用若干分散的PRB，這種方式下，系統(tǒng)可以獲得頻率分集增益。上行RU可以分為L(zhǎng)ocalizedRU（LRU）和DistributedRU（DRU），LRU包含一組相鄰的子載波，DRU包含一組分散的子載波。為了保持單載波信號(hào)格式，如果一個(gè)UE占用多個(gè)LRU，這些LRU必須相鄰；如果占用多個(gè)DRU，所有子載波必須等間隔。,LTE關(guān)鍵技術(shù),導(dǎo)頻結(jié)構(gòu),參考信號(hào)（

39、即，導(dǎo)頻）設(shè)計(jì)分為上行和下行導(dǎo)頻設(shè)計(jì)兩類。 下行導(dǎo)頻設(shè)計(jì)： 下行導(dǎo)頻格式如下圖所示，系統(tǒng)采用TDM（時(shí)分復(fù)用）的導(dǎo)頻插入方式。每個(gè)子幀可以插入兩個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)，第1和第2導(dǎo)頻分別在第1和倒數(shù)第3個(gè)符號(hào)。導(dǎo)頻的頻域密度為6個(gè)子載波，第1和第2導(dǎo)頻在頻域上交錯(cuò)放置。采用MIMO時(shí)須支持至少4個(gè)正交導(dǎo)頻（以支持4天線發(fā)送），但對(duì)智能天線例外。在一個(gè)小區(qū)內(nèi)，多天線之間主要采用FDM（頻分復(fù)用）方式的正交導(dǎo)頻。在不同的小區(qū)之間，正交導(dǎo)頻在碼域?qū)崿F(xiàn)（CDM）。,LTE關(guān)鍵技術(shù),對(duì)多小區(qū)MBMS系統(tǒng)，可以考慮采用兩種參考符號(hào)結(jié)構(gòu)：各小區(qū)相同的（cell-common）的參考符號(hào)和各小區(qū)不同的（cell-specific）參考符號(hào)。目前假設(shè)cell-common結(jié)構(gòu)為基本結(jié)構(gòu)，是否支持cell-specific參考符號(hào)還有待于進(jìn)一步研究。,LTE