LTE基础知识介绍.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,StarPoint Confidential,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,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,6TD-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,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,OFDM,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,2,2,（最多,4,4,），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 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,Up-downlink,configuration,Down-Uplink,Switch-point periodicity,Subframe Number,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,0,5 ms,D,S,U,U,U,D,S,U,U,U,1,5 ms,D,S,U,U,D,D,S,U,U,D,2,5 ms,D,S,U,D,D,D,S,U,D,D,3,10 ms,D,S,U,U,U,D,D,D,D,D,4,10 ms,D,S,U,U,D,D,D,D,D,D,5,10 ms,D,S,U,D,D,D,D,D,D,D,6,5 ms,D,S,U,U,U,D,S,U,U,D,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。,Resource element,RB,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 Group,4,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,HARQ,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,Physical channel,Modulation schemes,PDSCH,，,PMCH,QPSK,，,16QAM,，,64QAM,PBCH,，,PCFICH,，,PDCCH,QPSK,PHICH,BPSK,35,TD-LTE,调制方式,Physical channel,Modulation schemes,PUSCH,QPSK,，,16QAM,，,64QAM,PUCCH,BPSK,，,QPSK,下行信道,上行信道,36,TD-LTE,信道编码,传输信道,编码方式,编码率,UL-SCH,Turbo coding,1/3,DL-SCH,PCH,MCH,BCH,咬尾卷积编码,1/3,控制信息,编码方式,编码率,DCI,咬尾卷积编码,1/3,CFI,块编码,1/16,HI,重复编码,1/3,UCI,块编码,可变,咬尾卷积编码,1/3,37,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（,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-LTE,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,P,A,、,P,B,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,P,A,、,P,B,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 list,GUTI,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,