LTE帧结构和协议
LTE帧结构和协议讲解
LTE帧结构和协议讲解LTE（Long Term Evolution）是第四代无线通信技术，为了支持更高的数据速率、更低的时延和更好的系统能力而发展起来的。
LTE通过改进帧结构和引入新的协议来提高系统的性能和效率。
LTE的帧结构主要由基本帧和无线帧的形成方式组成。
在LTE中，基本帧是和无线帧对称的，对称的结构可以简化系统的设计和实现。
基本帧由10个子帧组成，每个子帧的持续时间为1ms。
每个子帧可以分为两个时隙，每个时隙的持续时间为0.5ms。
基本帧中的第0个子帧（SF）被用于广播或下行控制信令，而其他9个子帧（S1~S9）用于传输用户数据。
无线帧的形成方式可以分为FDD（Frequency Division Duplexing）和TDD（Time Division Duplexing）两种。
在FDD模式下，上行和下行数据在频域上互不干扰，通过频域上的分离来实现双工通信。
而在TDD模式下，上行和下行数据共享相同的频谱，在时间上交替进行传输。
FDD和TDD模式可以根据不同的需求选择使用，TDD模式具有更快的部署速度和更灵活的频谱分配，但FDD模式可以提供更好的容量和覆盖性能。
LTE的协议主要由控制平面和用户平面组成。
控制平面负责处理系统控制信令，如寻呼、鉴权和移动性管理等；用户平面负责处理用户数据的传输。
LTE的协议是基于分组交换的IP网络，通过优化分组交换的性能和效率来提高系统的吞吐量和容量。
LTE的控制平面使用RRC（Radio Resource Control）协议进行系统控制和管理。
RRC协议负责系统的连接建立、终端的移动性管理和系统的切换等功能。
RRC协议通过不同的消息和过程来实现这些功能，如RRC连接建立过程、RRC连接重建过程和RRC连接释放过程等。
RRC协议的主要目标是优化系统控制信令的传输，减少信令的时延和系统开销。
LTE的用户平面使用PDCP（Packet Data Convergence Protocol）协议进行用户数据的传输。
LTE帧结构及物理层-讲解课件
TD-S类 似信道
PCCPCH
HS-SCCH
ADPCH N/A PRACH HS-SICH
PDSCH PUSCH
功能简介
MIB
•传输上下行数据调度信令 •上行功控命令 •寻呼消息调度授权信令 •RACH响应调度授权信令 传输控制信息HI（ACK/NACK)
指示PDCCH长度的信息 用户接入请求信息
传输上行用户的控制信息，包括 CQI, ACK/NAK反馈，调度请求等。
TD-SCDMA
特殊时隙
TD-LTE 子帧= 1ms = 30720Ts 10:2:2 = 21952Ts : 4384Ts : 4384Ts 3:9:2 = 6592Ts : 19744Ts : 4384Ts
1ms
TD-LTE
共存要求：上下行没有交叠（图中Tb > Ta）。则 TD-LTE的DwPTS必须小于0.85ms（26112Ts)。 可以采用10:2:2的配置
PRACH
PUSCH
Uplink Physical channels
• 逻辑信道定义传送信息的类型, 这些数据流是包括所有用户的数据。 • 传输信道是在对逻辑信道信息进行特定处理后再加上传输格式等指示信息后的数据流。 • 物理信道是将属于不同用户、不同功用的传输信道数据流分别按照相应的规则确定其 载频、 • 扰码、扩频码、开始结束时间等进行相关的操作, 并在最终调制为模拟射频信号发射出去； • 不同物理信道上的数据流分别属于不同的用户或者是不同的功用。
下行用户数据、RRC信令、SIB、 寻呼消息
上行用户数据、用户控制信息反 馈，包括CQI,PMI,RI
物理信道配置
关键技术 帧结构 物理信道 物理层过程
SCH配置
LTE帧结构
一、协1、UMPTb2 单板面板如下图1-1接口UMPT 面板接口含义如下表所示。
表1-1 UMPT 面板接口指示灯UMPT 面板上有3个状态指示灯，含义如下表所示。
表1-2 UMPT 状态指示灯议知识1. LTE帧结构及物理资源基本概念RE/RB/CCE/REG/RBG帧结构Type1：FDD（全双工和半双工）(FDD上下行数据在不同的频带里传输；使用成对频谱)每一个无线帧长度为10ms，由20个时隙构成，每一个时隙长度为T slot = 15630 x Ts = 0.5ms。
对于FDD，在每一个10ms中，有10个子帧可以用于下行传输，并且有10个子帧可以用于上行传输。
上下行传输在频域上进行分开。
帧结构Type2：TDD (TDD上下行数据可以在同一频带内传输；可使用非成对频谱)一个无线帧10ms，每个无线帧由两个半帧构成，每个半帧长度为5ms。
每一个半帧由8个常规时隙和DwPTS、GP和UpPTS三个特殊时隙构成，DwPTS和UpPTS的长度可配置，要求DwPTS、GP以及UpPTS的总长度为1ms。
DwPTS: Downlink Pilot Time SlotGP: Guard Period (GP越大说明小区覆盖半径越大)UpPTS: Uplink Pilot SlotTs = 1 / (15000x2048) sFrame 帧的长度：Tf = 307200 x Ts = 10msSubframe 子帧的长度：Tsubframe = 30720 x Ts = 1msSlot 时隙的长度：Tslot = 15360 x Ts = 0.5ms1 Sub-Carrier = 15 kHz;1 TTI = 1 ms => 1 sub-frame =>2 slots (0.5 ms *2) # for one user, min 2 RB allocation.1 RB = 12 sub-carriers during 1 slot (0.5 ms) =>12 * 15kHz = 180kHz (Bandwidth); => 12 * 7 symbols= 84 REs1RE = 1 sub-carrier x 1 symbol period (Each symbol is QPSK, 16QAM or 64QAM modulated.)LTE支持可变带宽：1.4MHz, 3, 5, 10, 15 和 20MHz一个小区最少使用6个RB, 即最少包含72个sub-carriers: 6 RB * 12 sub-carriers = 72 sub-carriers特殊帧格式7：DwPTS:GP:UpPTS => (21952Ts-32Ts) : 4384Ts : 4384Ts=> 10:2:2最小分配单位为:2192T⋅sConfigure TDD: 上下行配置（下图） + 特殊帧格式（上图） (e.g.: 2:71:7)=> 10ms转换周期：一个帧分成上下半帧，下半帧的特殊帧为DwPTS=1ms，用于DL传输(如上图3，4，5所示)RE：Resource Element，称为资源粒子，是上下行传输使用的最小资源单位。
TD-LTE移动通信技术 LTE物理层概述、帧结构及资源分配 PPT
#0 #1 #2 #3 One subframe
#18 #19
采样间隔 Ts =1/2048*15000 ≈ 0、033us(LTE中的基本时间单位) 每个slot含7个OFDM符号( 常规CP)或6个OFDM符号( 扩展CP)
常规CP: #0: [160+2048]*Ts + #1-6:[144+2048]*Ts*6 = 0、5ms
• 传输信道与物理信道之间的 速率匹配及映射
• 物理信道的功率加权
• 物理信道的调制解调 • 时间及频率同步
• 射频特性测量并向搞成提供 指示
• MIMO天线处理 • 传输分集 • 波束赋形 • 射频处理
物理层主要负责向上层提供底层的数据传输服务
物理层关键技术
无线帧结构-FDD
每个无线帧10ms,LTE系统对无线帧编号为0#~1023#, 每个无线帧包罗10个长度为1ms的子帧,这些子帧有编号0#~9#, 1个子帧1ms,包罗2个时隙,每个时隙0、5ms,这些时隙也有编号0#~19#。
无线帧结构-TDD
每个10ms无线帧包罗2个长度为5ms的半帧,每个半帧包罗4个数据子帧与1个特不 子帧,
数据子帧包罗2个长度为0、5ms的时隙, 特不子帧包罗3个特不时隙:DwPTS,GP与UpPT,总长度为1ms,特不时隙长度能够灵
活配置。
LTE 时隙结构进一步划分(课外知识拓展)
Oneradioframe,Tf=307200Ts=10ms Oneslot,Tslot=15360Ts=0.5ms
TDD LTE上下行子帧配比(课外知识拓展)
D代表下行子帧,U代表上行子帧,S代表特不子帧, 子帧传送上下行的转换周期为5ms与10ms, 尽管协议中定义了7种上、下行配置,但在实际的TD LTE系统中目前只采纳了配置1与
LTE基础原理之帧结构
LTE特殊子帧
常规CP时特殊子帧的配置
特殊子帧 配置
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Normal CP
DwPTS
GP
UpPTS
3
10
1
9
4
1
10
3
1
11
2
1
12
1
1
3
9
2
9
3
2
10
2
2
11
1
2
➢ 主同步信号PSS在DwPTS上进行传输， 位于特殊子帧的第三个OFDM符号
➢ 辅同步信号SSS在第一个子帧的第二个 slot的最后一个OFDM符号上传输；
7 symbols
Resource Grid (Example)
RB (12x7 RE)
RE
帧结构-II
TDD帧结构－上下行配置
10 ms
1ms
DL:UL=2:3
下行
5ms 周期 DL:UL=3:2
上行
DL:UL=4:1
DL:UL=5:5
10ms 周期
DL:UL=7:3 DL:UL=8:2 DL:UL=9:1
LTE帧结构
2015.2.4
TD-LTE帧结构 – 格式2
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切换点周期
➢ DwPTS上最多能传两个PDCCH OFDM符号（常规时隙能传最多3个）
➢ 只要DwPTS的符号数大于等于9，就 能传输数据（参照上页特殊子帧配置）
TD-LTE技术原理介绍
LTE上行天线技术：接收分集
关键技术
原理
接收机使用来自多个信道的副本信息能比较正确的恢复出原 发送信号，从而获得分集增益。手机受电池容量限制，因此 在上行链路中采用接收分集也可有效降低手机发射功率
帧结构
物理信道 物理层过程
接收分集的主要算法：MRC &IRC
MRC （最大比合并）
• 线性合并后的信噪比达到最大化
计算方法：TS36.213规定，特殊时隙DwPTS如果用于传输数据，那么吞吐量按照正常下行时隙的0.75倍 传输。如果采用10:2:2配置，则下行容量为3个正常时隙吞吐量+0.75倍正常时隙吞吐量。如果丢失此 0.75倍传输机会，则损失的吞吐量为0.75/3.75 = 20%
0.7ms
= 1.475ms 0.675ms
PCFICH
PHICH
PDCCH
PBCH PUCCH PDSCH\PUSCH
资源调度单位
REG REG CCE
N/A RB
资源位置
占用4个REG，系统全带宽平均分配 时域：下行子帧的第一个OFDM符号 最少占用3个REG 时域：下行子帧的第一或前三个OFDM符号 下行子帧中前1/2/3个符号中除了PCFICH、 PHICH、参考信号所占用的资源 频域：频点中间的72个子载波 时域：每无线帧subframe 0第二个slot 位于上行子帧的频域两边边带上 除了分配给控制信道及参考信号的资源
上行多址方式—SC-FDMA
关键技术 帧结构 物理信道 物理层过程
和OFDMA相同，将传输带宽划分成一系列正交的子载波资源，将不同的
子载波资源分配给不同的用户实现多址。注意不同的是：任一终端使用的
子载波必须连续 频率 用户A
LTE E-UTRAN物理层介绍
LTE物理资源结构
One downlink slot Tslot
RE（Resource Element）为最小的资源单
位，时域上为一个符号，频域上为一个子 载波。
DL N symb OFDM symbols
DL RB k N RB N sc 1
RB（Resource Block）为业务信道资源分
LTE物理层概述
复用与信道编码
LTE中传输块的信道编码方案为Turbo编码，编码速率为R=1/3，它由两个8状 态子编码器和一个Turbo码内部交织器构成。 在Turbo编码中使用栅格终止（Trellis Termination）方案。在Turbo编码 之前，传输块被分割成多个段，每段的大小要与最大信息块大小6144bit保 持一致。使用24bit长的循环冗余校验（Cyclic Redundancy Check,CRC）来 支持错误检测。
REG（资源元组）示意图 1Tx or 2Tx configured l=0 l=1 l=2 k = 83
RS
REG
RBG用于业务信道的资源分配
4Tx configured l=0 l=1 l=2
一个RBG是一组RB组成
分组的大小和系统带宽有关 System Bandwidth
DL N RB
One slot, Tslot=15360Ts
30720Ts
Subframe #0 One subframe, 30720Ts DwPTS GP
Subframe #2
Subframe #3
Subframe #4
Subframe #5
Subframe #7
Subframe #8
LTE每天学习总结—TDD-LTE帧结构详解
LTE帧结构图解帧结构总图：1、同步信号（下行）1-1、PSS（主同步信号）P-SCH (主同步信道）：UE可根据P-SCH获得符号同步和半帧同步。
PSS位于DwPTS 的第三个符号。
占频域中心6个RB。
1-2、SSS（辅同步信号）S-SCH（辅同步信道）：UE根据S-SCH最终获得帧同步，消除5ms模糊度。
SSS位于5ms第一个子帧的最后一个符号。
也占频域中心6个RB，72个子载波，2、参考信号2-2、下行2-1-1、CRS（公共参考信号）时域(端口0和1的CRS位于每个slot第1和倒数第3个符号,端口2和3位于每个slot 第2个符号)频域(每隔6个子载波插入1个)位置：分布于下行子帧全带宽上作用：下行信道估计，调度下行资源，切换测量2-1-2、DRS（专用参考信号）位置：分布于用户所用PDSCH带宽上作用：下行信道估计，调度下行资源，切换测量2-2、上行2-2-1、DMRS（解调参考信号）在PUCCH、PUSCH上传输，用于PUCCH和PUSCH的相关解调，可能映射到以下几个位置：1、PUSCH 每个slot(0.5ms) 一个RS，第四个OFDM symbol2、PUCCH－ACK 每个slot中间三个OFDM symbol为RS3、PUCCH－CQI 每个slot两个参考信号2-2-2、SRS（探测参考信号）可以在普通上行子帧上传输，也可以在UpPTS上传输，位于上行子帧的最后一个SC-FDMA符号，eNB配置UE在某个时频资源上发送sounding以及发送sounding的长度。
、Sounding作用：上行信道估计，选择MCS和上行频率选择性调度TDD系统中，估计上行信道矩阵H，用于下行波束赋形Sounding周期：由高层通过RRC 信令触发UE 发送SRS，包括一次性的SRS 和周期性SRS 两种方式周期性SRS 支持2ms,5ms,10ms, 20ms, 40ms, 80ms, 160ms, 320ms 八种周期TDD系统中，5ms最多发两次3、下行物理信道3-1、PBCH（物理广播信道）频域：对于不同的系统带宽，都占用中间的1.08MHz （72个子载波）时域：映射在每5ms 无线帧的subframe0的第二个slot的前4个OFDM符号上周期：40ms。
LTE网络基础知识简介
建网成本
带宽需求
1.4MHz~20MHz 可变带宽
数据速率
上行峰值速率50Mbps 下行峰值速率100Mbps 提高小区边缘用户的数据传输速率
移动性支持
对0～15km/h的低速环境优化 对15～120km/h保持高性能 对120～350甚至500km/h保持连接
4
LTE网络概述—关键技术
TM9
波束赋形 Release 9 Single Layer BF Port 7 or 8/Dual 天线阵列实现单层/双层的双流 Layer BF Port 7 and 8 Release 10 CL SU-MIMO Ports 7-14(SU单用户达到8层，多用户到4层 MIMO or MU-MIMO)
LTE网络基础知识简介
目录
LTE网络概述 LTE网络基本架构 LTE网络参数介绍 LTE网络业务流程 Question & Answer
2
LTE网络概述—移动通信系统发展
使用蜂窝组网，采用模 拟技术和频分多址 （FDMA）等技术
1G 2G
目前使用最为广泛的通信系统，主要使用技术 是时分多址(TDMA)技术，如GSM网络 采用OFDM及MIMO技术，在20MHz的系统 带宽下，下行峰值速率100Mbps，上行 50Mbps(现有UE能力支持)，提供VoIP及IMS 等高速数据传输服务。
• HARQ：混合重传类参数，包括初传成功率、重传率等。
26
目录
LTE网络概述 LTE网络基本架构 LTE网络参数介绍 LTE网络业务流程 Question & Answer
• 接口协议主要分三层两面，三层主要包括了物理层、数
据链路层和网络层，两面是指控制平面和用户平面。
LTE基本原理介绍
MME / S-GW
MME / S-GW
Radio Admission Control NAS Security eNB Measurement Configuration & Provision Dynamic Resource Allocation (Scheduler) RRC Idle State Mobility Handling EPS Bearer Control
自规划（Self-planning）
自配置（Self-deployment） 自优化（Self-optimization） 自维护（Self-maintenance）
SON的优势
运营商可以减少规划、优化、维护的成 本，降低OPEX。 设备商可以促进性能特性、工具等的销 售，降低交付后网络优化的成本；低附 加值和低技术含量的工作收益将减少。
分组数据路由及转发；移动性及切换支持；合 法监听；计费。 分组数据过滤；UE的IP地址分配；上下行计费 及限速。
P-GW的主要功能包括：
eNB Inter Cell RRM RB Control Connection Mobility Cont. MME Radio Admission Control NAS Security eNB Measurement Configuration & Provision Dynamic Resource Allocation (Scheduler) RRC PDCP S-GW RLC MAC S1 PHY Packet Filtering internet E-UTRAN EPC Mobility Anchoring UE IP address allocation P-GW Idle State Mobility Handling EPS Bearer Control
LTE理论知识总结
LTE原理知识总结零散点总结：一、概念类1、REG(Resource Element Group)：一个REG包括4个连续未被占用的RE。
REG主要针对PCFICH和PHICH速率很小的控制信道资源分配，提高资源的利用效率和分配灵活性2、CCE（Control Channel Element）：每个CCE由9个REG组成，之所以定义相对于REG较大的CCE，是为了用于数据量相对较大的PDCCH的资源分配。
每个用户的PDCCH只能占用1，2，4，8个CCE，称为聚合级别3、RB(Resource Block)：频率上连续12个子载波，时域上一个slot，称为1个RB。
4、RE(Resource Element)：频率上一个子载波及时域上一个symbol，称为一个RE。
5、下行RS(Reference Signal)参考信号，通常也称为导频信号。
如下作用：1）下行信道质量测量；2）下行信道估计，用于UE端的相干检测和解调；3）小区搜索；三种类型1）小区专用的参考信号。
一般不特别说明，参考信号指的都是小区特定参考信号2） MBSFN(Multimedia Broadcast Single Frequency Network) 参考信号。
仅用于扩展CP的情况。
3）终端专用参考信号。
只针对特定UE有效6、PCFICH: Physical control Format Indicator Channel(物理控制格式指示信道)，用于动态的指示在一个子帧中有几个OFDM符号(取值范围1,2,3)用于PDCCH 信道传输。
PCFICH 信息放置在第一个OFDM符号，为了对抗干扰，这些符号被分散到整个系统带宽进行传输，在每一个子帧的第一个符号上的4个REG (Resource ElementGroup)中传输7、PDCCH：Physical Downlink Control Channel(物理下行控制信道)。
主要用于承载下行控制信息(DCI: Downlink Control Information)。
LTE协议简介
ueuerandomaccesspreamblerapreambleassignmentrandomaccessresponse竞争的随机接入无竞争的随机接入mac层主要过程和操作随机接入enbenbrandomaccesspreamblescheduledtransmissionrandomaccessresponsecontentionresolutiorv随机接入过程流程图?目的调度的好坏对于系统的性能影响很大对于lte十分重要以prb为单位调度15khz1ms的12个ofdm子载波不同的业务保证各种业务的qos提高系统的容量频率选择性调度增益多用户分集技术enb负责上下行的调度上下行是不同的调度器负责调度器需要考虑的因素包括业务的qos业务量以及相关的无线承载无线条件以及ue能力等给予ue的ulsch的资源是对应一个ue的而不是对应一个rb动态调度过程示意图sps调度由rrc层配置启动mac层主要过程和操作半静态调度用固定的时频资源这些资源不参与动sps调度的初始化sps调度的harq传输sps调度的释放vtaillmac层主要过程和操作harq过程harq通信系统如下图所示是在一个arq自动请求重传系统中包含一个fec前向纠错子系统
Physical broadcast channel (PBCH) Physical control format indicator channel (PCFICH) Physical downlink control channel (PDCCH) Physical Hybrid ARQ Indicator Channel (PHICH) Physical downlink shared channel (PDSCH) Physical multicast channel (PMCH) Physical uplink control channel (PUCCH) Physical uplink shared channel (PUSCH) Physical random access channel (PRACH)
LTE帧结构及资源概念
LTE帧结构及资源概念1.1 物理资源天线端口由用于该天线的参考信号来定义。
等于说，使用的参考信号是某一类逻辑端口的名字一个时隙下有7个OFDM符号（常规CP），LTE最基本的时间单位Ts，在LTE帧结构中都是基于这个基本单位的。
如一个无线帧307200Ts=10ms，一个时隙153600Ts。
Ts是LTE中OFDM 符号FFT大小为2048点的采样时间，即OFDM时域符号持续时间是2048Ts=1/15kHz。
下行参考信号简介及功能R9 中：CRS：（小区特定的参考信号，也叫公共参考信号）用于除了不基于码本的波束赋形技术之外的所有下行传输技术的信道估计和相关解调。
在天线端口{0}或{0,1}或{0,1,2,3}上传输。
UE-RS（DRS）(UE专用参考信号)：用于不基于码本的波束赋形技术的信道估计和相关解调。
支持PDSCH的单天线端口传输，在天线端口5或7或8上传输。
在天线端口7或8上支持空间复用。
MBSFN（多播/组播单频网络）参考信号：用于MBSFN的信道估计和相关解调。
在天线端口{4}上传输。
PRS：主要用于定位。
在天线端口6上传输。
（是R9中新引入的参考信号）。
上行有两种参考信号：DMRS 和SRS。
DMRS（解调参考信号）与PUSCH和PUCCH的发送相关联，用作求取信道估计矩阵，帮助这两个信道进行解调。
SRS（Sounding参考信号）独立发射，用作上行信道质量的估计与信道选择，计算上行信道的SINR。
二者区别：DMRS只在分配给UE的带宽上发送，SRS可以在整个带宽发送，SRS只是做上行信道的质量测量，比如接收功率和CQI等，不做信道估计和解调。
DMRS才是真正用于上行信道的信道估计和解调。
LTE使用天线端口来区分空间上的资源。
天线端口是从接收机的角度来定义的，即如果接收机需要区分资源在空间上的差别，就需要定义多个天线端口。
天线端口与实际的物理天线端口没有一一对应的关系。
由于目前LTE上行仅支持单射频链路的传输，不需要区分空间上的资源，所以上行还没有引入天线端口的概念目前LTE下行定义了三类天线端口，分别对应于天线端口序号0~5。
LTE帧结构及资源概念 (2)
LTE帧结构及资源概念1、1 物理资源天线端口由用于该天线的参考信号来定义。
等于说,使用的参考信号就是某一类逻辑端口的名字一个时隙下有7个OFDM符号(常规CP),LTE最基本的时间单位Ts,在LTE帧结构中都就是基于这个基本单位的。
如一个无线帧307200Ts=10ms,一个时隙153600Ts。
Ts就是LTE中OFDM 符号FFT大小为2048点的采样时间,即OFDM时域符号持续时间就是2048Ts=1/15kHz。
下行参考信号简介及功能R9 中:CRS:(小区特定的参考信号,也叫公共参考信号)用于除了不基于码本的波束赋形技术之外的所有下行传输技术的信道估计与相关解调。
在天线端口{0}或{0,1}或{0,1,2,3}上传输。
UE-RS(DRS)(UE专用参考信号):用于不基于码本的波束赋形技术的信道估计与相关解调。
支持PDSCH的单天线端口传输,在天线端口5或7或8上传输。
在天线端口7或8上支持空间复用。
MBSFN(多播/组播单频网络)参考信号:用于MBSFN的信道估计与相关解调。
在天线端口{4}上传输。
PRS:主要用于定位。
在天线端口6上传输。
(就是R9中新引入的参考信号)。
上行有两种参考信号:DMRS与SRS。
DMRS(解调参考信号)与PUSCH与PUCCH的发送相关联,用作求取信道估计矩阵,帮助这两个信道进行解调。
SRS(Sounding参考信号)独立发射,用作上行信道质量的估计与信道选择,计算上行信道的SINR。
二者区别:DMRS只在分配给UE的带宽上发送,SRS可以在整个带宽发送,SRS只就是做上行信道的质量测量,比如接收功率与CQI等,不做信道估计与解调。
DMRS才就是真正用于上行信道的信道估计与解调。
➢LTE使用天线端口来区分空间上的资源。
天线端口就是从接收机的角度来定义的,即如果接收机需要区分资源在空间上的差别,就需要定义多个天线端口。
天线端口与实际的物理天线端口没有一一对应的关系。
LTE物理层协议与过程
加扰
调制
层映射
预编码
RE映射
OFDM信 号产生
21
TD-LTE
PBCH介绍
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
Slot 0 Slot 1
PBCH Ncsubcarriers 72subcarriers
概述 信道带宽
双工方式与帧结构
物理资源概念
LTE物理层信道与信号 LTE物理层过程
7
TD-LTE
FDD:
双工方式
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
工（TDD）两种模式
基于分组交换思想，使用共享信 道
支持多输入多输出（MIMO）传 输
3
TD-LTE
主要功能
传输信道的错误检测，并向高层提供指示 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
物理层主要 功能
物理信道功率加权
物理信道调制与解调 频率与时间同步 无线特征测量，并向高层提供指示 MIMO天线处理
FS1，常规CP
FS2，常规CP
29
TD-LTE
同步信号序列
下行物理信号（3）
主同步信号使用Zadoff-Chu序列；
N (2) • 共有3个PSS序列，每个对应一个小区ID： 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； • 共有168组SSS序列，与小区ID组序号 一一对应
2、LTE无线帧结构介绍
One radio frame, Tf = 307200Ts = 10 ms One half-frame, 153600Ts = 5 ms
One slot, Tslot=15360Ts
30720Ts
Subframe #0
One subframe, 30720Ts
DL/UL子帧分配
Uplinkdownlink configuratio
n
Downlink-to-Uplink Switch-point periodicity
Subframe number 0 123456789
0
5 ms
D SUUUDSUUU
1
5 ms
D SUUDDSUUD
2
5 ms
D SUDDDSUDD
第一个OFDM符号
第二个OFDM符号 (1/2个公共天线端口)
控制信道单元（CCE）
36RE，9REG组成
RS
第二个OFDM符号 (4个公共天线端口)
第三个OFDM符号
2021/7/1
6
2021/7/1
7
帧结构类型2—TDD帧结构
• TDD类型无线帧结构：
– 同样采用OFDM技术，子载波间隔和时间单位均与FDD相同。 – 帧结构与FDD类似，每个无线帧长为10ms，由两个长为5ms的半帧
– CP长度配置越大，系统开销越大。 – 在下行方向，还有一种超长CP的配置，子载波的间隔不是15kHz，而是7.5kHz，
仅仅应用于独立载波的MBSFN（Multicast broadcast over Single Frequency Network，多播广播同频网络）传输。在上行方向，没有子载波间隔为7.5kHz的时 隙结构。
LTE基本原理及关键技术简介
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LTE与EVDO数据互操作
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LTE与EVDO数据互操作
根据目前现有终端的测试结果： LTE-EHPRD方向 激活态时延约为：4.8s；空闲态：5.3s； EHRPD-LTE 空闲态（标准方案）：2.1s；空闲态（终端方案）：160s（同终端定时器有关）； 30
LTE与CDMA语音互操作
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4）HARQ技术
自动重传请求(Automatic Repeat reQuest) 5）链路自适应技术—AMC eNodB根据终端上报的CQI PCI RANK等参数来决定采用的编码调制方式。
6）快速MAC调度技术
常用调度算法：最大C/I算法；轮询算法；正比公平算法(PF)，目前增强PF调度算法。 7）小区干扰消除 小区间干扰消除技术方法包括：加扰；跳频传输；发射端波束赋形以及IRC；小区间 干扰协调；功率控制。
2013年网络运行维护考核指
标》；《中国电信CDMA网络 DTCQT测试技术规范(2012 版)》； LTE关注指标数据来源于： 《中国电信运维业〔2014〕5 号.pdf》和《关于印发中国电 信LTE相关规范和指导意见的 通知中国电信网发〔2013〕 31号.pdf》。
接入性能 分组业务建立成功率 指标
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LTE与EVDO对比-网络结构对比
LTE网络结构相对于EVDO的网络结构，减少了基站控制器的环
节，这样决定了LTE网络具有如下的优点：
网络结构更趋扁平化和简单化； 减少网络节点，降低系统复杂度以及传输和无线接入时延； 减少网络部署和维护成本；
LTE与EVDO对比-主要技术对比
主要技术比较 开始时间 规范协议 占用频带 带宽 多址技术 核心网络 业务类型 网络体系结构 数据峰值速率 接入方式 交换方式 3GEVDO 2002年 3GPP2 800MHZ 1.25M CDMA IP网络 数据通信 结构复杂,带有基站控制器 结构简单、全IP、无基 站控制器、网络扁平化 4GLTE 2005年 3GPP 1.8/2.1/2.6GHZ 1.4MHz, 3MHz, 5MHz, 10Mhz, 15Mhz, 20MHz; 灵活带宽配置 FDMA/TDMA
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一、协议知识1. LTE帧结构及物理资源基本概念RE/RB/CCE/REG/RBG帧结构Type1：FDD（全双工和半双工）(FDD上下行数据在不同的频带里传输；使用成对频谱)每一个无线帧长度为10ms，由20个时隙构成，每一个时隙长度为T slot = 15630 x Ts = 0.5ms。
对于FDD，在每一个10ms中，有10个子帧可以用于下行传输，并且有10个子帧可以用于上行传输。
上下行传输在频域上进行分开。
帧结构Type2：TDD (TDD上下行数据可以在同一频带内传输；可使用非成对频谱)一个无线帧10ms，每个无线帧由两个半帧构成，每个半帧长度为5ms。
每一个半帧由8个常规时隙和DwPTS、GP和三个特殊时隙构成，DwPTS和UpPTSUpPTS的长度可配置，要求DwPTS、GP以及UpPTS的总长度为1ms。
DwPTS: Downlink Pilot Time SlotGP: Guard Period (GP越大说明小区覆盖半径越大)UpPTS: Uplink Pilot SlotTs = 1 / (15000x2048) sFrame 帧的长度：Tf = 307200 x Ts = 10msSubframe 子帧的长度：Tsubframe = 30720 x Ts = 1msSlot 时隙的长度：Tslot = 15360 x Ts = 0.5ms1 Sub-Carrier = 15 kHz;1 TTI = 1 ms => 1 sub-frame =>2 slots (0.5 ms *2) # for one user, min 2 RB allocation.1 RB = 12 sub-carriers during 1 slot (0.5 ms) =>12 * 15kHz = 180kHz (Bandwidth); => 12 * 7 symbols= 84 REs1RE = 1 sub-carrier x 1 symbol period (Each symbol is QPSK, 16QAM or 64QAM modulated.)LTE支持可变带宽：1.4MHz, 3, 5, 10, 15 和 20MHz一个小区最少使用6个RB, 即最少包含72个sub-carriers: 6 RB * 12 sub-carriers = 72 sub-carriers特殊帧格式7：DwPTS:GP:UpPTS => (21952Ts-32Ts) : 4384Ts : 4384Ts=> 10:2:2最小分配单位为:2192T⋅sConfigure TDD: 上下行配置（下图） + 特殊帧格式（上图） (e.g.: 2:71:7)=> 10ms转换周期：一个帧分成上下半帧，下半帧的特殊帧为DwPTS=1ms，用于DL传输(如上图3，4，5所示)RE：Resource Element，称为资源粒子，是上下行传输使用的最小资源单位。
1 RE = 1 subcarrier x 1 symbol periodRB：Resource Block，称为资源块，用于描述物理信道到资源粒子的映射。
一个RB包含若干个RE。
一个RB由12个在频域上的子载波和时域上一个slot周期构成（1 RB = 12 subcarriers x 1 slot）。
1个RB在频域上对应180kHz：1 RB = 12 subcarriers x 15kHz = 180kHz1个RB在时域上对应1个时隙，1 slot =0.5msCCE：Control Channel Element，称为控制信道粒子，PDCCH在一个或多个CCE上传输，CCE对应于9个REG，每个REG包含4个RE，CCE从0开始编号。
（1 CCE = 9 REGs = 9 x 4 REs = 36 REs）REG：Resource Element Group，用来定义控制信道到RE的映射.（1 REG = 4 REs）2. 下行物理信道及物理信号的功能和占用时频码域位置（DL：PDSCH/PDCCH/PHICH/PCFICH/PBCH/PSS/SSS/RS）2.1 PBCH：Physical Broadcast Channel （物理广播信道）- 主要用来传输MIB信息，MIB消息包含：DL带宽信息；PHICH组号；系统帧号SFN- MIB: DL-Bandwidth, PHICH-Config, SFN, # of antennas.- 占用中间的6个RB（72sc），在第2个slot的前4个symbol上传递（slot 1, symbol 0~3）- MIB消息的重复周期为40ms，起始位置为subfram#0 of SFN mod 4 = 0。
每10ms传递一次MIB，传递内容一致，40ms组成一个MIB消息。
可实现时间分集，提高UE接收MIB消息时的增益，改善接收质量2.2 PCFICH：Physical Control Format Indicator Channel （物理控制格式指示信道）- 用来指示在一个sub-frame中PDCCH传输的OFDM symbol数量（1, 2 or 3）- 在每个subframe(TTI)的第1个symbol上进行传递(symbol 0 within each TTI)- 承载CFI信息，每TTI占用16个RE资源，即4个REG2.3 PDCCH：Physical Downlink Control Channel （物理下行控制信道）- 用于承载DCI信息，包括资源调度分配和其他控制信息，如与DL-SCH和PCH相关的HARQ信息等- PDCCH在每个subframe的前3个symbol（symbol 0~2）中进行传递，占用个数由PCFICH承载的CFI消息来确定。
- PDCCH的大小对应于一个或者多个CCE，如下图所示：- DSS => Dedicated Search Space (for only one UE) & CSS => Common Search Space (for several UEs)2.4 PDSCH：Physical Downlink Shared Channel （物理下行共享信道）- 用于承载DL-SCH信息，传递SIB信息（SIB消息传递方向：BCCH -> DL-SCH -> PDSCH）- SIB1消息的重复周期为80ms，初始位置为subframe#5 of SFN mod 8 = 0，在SFN mod 2 = 0的帧上重复. SIB – System Information Blocks- SIB1: Cell Access Info (PLMN, TAC, CID…); 小区选择相关信息; TDD相关配置信息; 余下SIB的时域调度信息- SIB2: 公共信道的无线资源配置（PCCH, RACH); freqInfo (ul-carrierFreq, ul-bandwidth); defaultPagingCycle - SIB3: Cell re-selection information. (Intra/Inter frequency or/and Inter-RAT cell re-selection)- SIB4: Neighbor cell related info only for Intra-frequency cell re-selection information.- SIB5: E-UTRAN Inter-frequency cell re-selection information.- SIB6: UTRAN frequencies and neighboring cell re-selection.- SIB7: GERAN frequencies cell re-selection.- SIB8: CDMA2000 frequencies and neighbouring cell re-selection.- SIB9: Home eNB.- SIB10: ETWS primary notification.- SIB11: ETWS secondary notification.- 如果UE专用参考信号不被传输，使用天线端口集合P = {}0, {}1,0, or {}3,2,1,0- 如果UE专用参考信号被传输，则使用天线端口P = 52.5 PHICH：Physical HARQ Indicator Channel （物理HARQ指示信道）- 用于承载HARQ的ACK/NACK- 在每个subframe的第1个symbol上进行传递（symbol 0 of each subframe）- 一个PHICH组对应于3个REG，12个RE资源2.6 PMCH：Physical Multicast Channel （物理多播信道）- 目前不支持，无需掌握▪没有对传输分集方案进行标准化▪单天线端口传输，使用端口4▪在支持PDSCH和PMCH混合传输的载波上，PMCH不能再子帧0和5中传输下行物理层信号：对应于一系列物理层使用的RE，这些RE不传递任何来自高层信息注：物理信号都由ZC序列生成，每一个子载波占用一个ZC序列的符号。
SSS和PSS同步信号内容固定，重复发送，不承载任何上层信息，是UE在进行小区搜索时第一个要找的信息。
UE进行盲检搜索同步信号，目前只支持Normal CP的格式。
2.7 PSS：Primary Synchronization Signal （主同步信号）- 频域上占系统带宽中间的6个RB，即72sc- 在第2个subframe的第3个symbol中进行传递（subframe 1 or 6, symbol 2）- 指示一个物理小区组内的id：Physical-layer id：0, 1, 2 (3个)2.8 SSS：Secondary Synchronization Signal（辅同步信号）- 频域上占系统带宽中间的6个RB，即72sc- 在第1个subframe的最后1个symbol中进行传递（subframe 0 or 5, symbol 6）在subframe 0和5中的SSS结构相同，但是在频域上错开，以区别前5ms或后5ms的半帧。
- 指示物理小区组号：Physical-layer cell-id group：0~167（168个）- Total cell IDs: 168 x 3 = 504 cell IDs. (0~503)2.9 RS：Reference Signal （参考信号）（every slot, symbol 0&4）- 用于下行信道估计，信道质量测量以及相关解调，对UE来说是已知信号（RS信号与小区physical id有关，这个在小区搜索过程中的同步信号中获得）- 频域上：每6个子载波分配一个RS- 时域上：每个slot的symbol 0&4用来传递RS，symbol 0和4之间有3个SC的间差，用于时频域分集。