最全面LTE物理层总结
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
TS 36．201――ＬＴＥ物理层―总体描述 TS 36．211――物理信道、参考信号、帧结构 TS 36．212――信道编码、交织、速率匹配、复用 TS 36．213――随机接入等物理层的工作过程 TS 36．214――物理层的测量技术 TS 36．302――物理层向高层提供的数据传输服务
于5ms 控制面延时：从驻留状态转换到激活状态的延迟小于1OOms 每个小区在5MHz带宽下最少支持200个用户 实现合理的终端复杂度、成本和耗电 对低速移动优化系统，同时支持高速移动 以尽可能相似的技术同时支持成对（paired）和非成对（unpaired）频段
4
与LTE物理层相关的协议编号及内容
上行物理信道 ➢ PUSCH：物理上行共享信道 ➢ PRACH：物理随机接入信道，获取小区接入的必要信息进行时间同步和小区搜索等 ➢ PUCCH：物理上行控制信道，UE用于发送ACK/NAK，CQI，SR，RI信息
6
传输信道与物理信道的映射
下行传输信道与物理层 信道的映射传关输系信道
物理信道
下行共享信道 DL- 物理下行共享信
随机接入信道 RACH
物理随机接入信 道PRACH
上行控制信息 UCI
PUCCH、PUSCH
8
物理层相关参数
基本传输和多址技术：上行单载波频分多址SC-FDMA，下行正交频分多址OFDMA 双工方式：TDD，FDD（全双工和半双工FDD） 帧结构：无线帧长10ms，分10个子帧，长1ms，每个子帧分为两个时隙（TDD方式 中包含3个特殊时隙，共1ms） 子载波间隔：15KHz或7.5KHz。取决于频谱效率和抗频偏能力的折中，主要考虑 多普勒频移。在单播系统中采用15kHZ的子载波间隔，相应的符号长度为66.75us(不 包括CP)，在载波MBMS（Dedicated Carrier MBMS，ＤＣ－ＭＢＭＳ）中，由于是低 速移动，故为７.５kHz的子载波，相应符号长度为１３３.３３ｕｓ（不包括ＣＰ） ，一个１ｍｓ子帧包含六个ＯＦＤＭ符号 资源分配方式：基本资源块RB大小为12个宽度15KHz或24个宽度为7.5KHz的子载 波，180KHz，下行支持集中和分散分配，上行只支持集中分配。
最全面LTE物理层总结
2
目录
LTE的性能需求指标 与LTE物理层相关的协议编号及内容 物理信道的种类 传输信道与物理信道的映射 物理层相关参数 物理信道结构 参考信号和信道估计功能 LTE物理层过程
3
LTE的需求指标
支持1.4MHz-20MHz带宽 峰值数据率：上行50Mbps，下行100Mbps。频谱效率达到3GPP R6的2-4倍 提高小区边界的比特率，保证业务的一致性 用户面延时：零负载（单用户、单数据流）、小ＩＰ分组条件下单向时延小
5
物理信道的种类
下行物理信道 ➢ PDSCH：下行物理共享信道，承载下行数据传输、SIB和寻呼信息 ➢ PBCH：物理广播信道，传递UE接入系统所必需的系统信息，如带宽、天线数目和小区 ID等 ➢ PMCH：物理多播信道，传递MBMS（单频网多播和广播）相关的数据 ➢ PCFICH：物理控制格式指示信道，表示一个子帧中用于PDCCH的OFDM符号的数量 ➢ PHICH：物理HARQ指示信道， 用于eNodB向UE反馈和PUSCH相关的ACK/NACK信息 ➢ PDCCH：下行物理控制信道，用于指示和PUSCH，PDSCH相关的格式，资源分配，HARQ信 息，位于子帧的前n个OFDM符号，n<=3
11
物理层相关参数
TDD模式下，每个10ms无线帧包括2个长度为 5ms的半帧，每个半帧由4个数据子帧和1个特殊 子帧组成。特殊子帧包括3个特殊时隙：DwPTS ，GP和UpPTS，总长度为1ms。下行导频时隙保 护间隔DwPTS用于下行传输同步符号，UpPTS也 用于传输上行同步符号，不用于传输上行数据， 而GP为保护间隔，防止上下行间的干扰。上行导 频时隙DwPTS和UpPTS的长度可配置，DwPTS 的长度为3～12个OFDM符号，UpPTS的长度为1 ～2个OFDM符号，相应的GP长度为1～10个 OFDM符号
9
物理层相关参数
CP的长度是由所要求的系统容量、信道相关时间和FFT复杂度（限制OFDM符号周期）共 同决定的。 ➢常规小区的单播系统采用 CP 4.6875us和６６.６７ｕｓ的符号，在一个子帧的７ 个符号中，前６个符号的ＣＰ均为4.6875us，最后一个符号的ＣＰ为５.２０８ｕ ｓ ➢大小区的单播系统或单播／ＭＢＭＳ混合载波的E-MBMS系统采用扩展CP 16.67us和 符号６６.７５ｕｓ ➢ＤＣ－ＭＢＭＳ系统采用３３.３３ＣＰ和１３３.３３ｕｓ的符号
SCH
道PDSCH
寻呼信道PCH
物理下行共享信 道PDSCH
广播信道 BCH
物理广播信道 PBCH
多播信道MCH
物理多播信道 PMCH
控制信息
物ຫໍສະໝຸດ Baidu信道
7
传输信道与物理信道的映射
上行传输信道与物理层信道的映射关
系 传信道信道/ 控制
信息
物理信道
上行共享信道 UL- 物理上行共享信
SCH
道 PUSCH
12
物理层相关参数
13
物理层相关参数
在TYPE2子帧中，一般子帧0和子帧5固定用于下 行传输，而子帧2和7用于上行，其他帧可配置上 行或下行子帧，LTE TDD支持5ms和10ms的上下 行子帧切换周期，其具体配置规定如下
14
物理层相关参数
▪下行传输资源结 构
15
物理层相关参数
调制方式及AMC ➢下行 BPSK QPSK 16QAM 64QAM, ➢上行 QPSK,16QAM,64QAM
信道编码：Turbo 、卷积码 多天线技术
➢下行 预编码SU-MIMO、预编码MU-MIMO、波束赋形、发射分集 ➢上行 MU-MIMO、天线选择
10
物理层相关参数
子帧格式：LTE支持两种基本的工作模式，即频分双工（FDD）和时分双工（TDD） ；支持两种不同的无线帧结构，即Type1和Type2帧结构，帧长均为10ms。前者适用于 FDD工作模式，后者适用于TDD
于5ms 控制面延时：从驻留状态转换到激活状态的延迟小于1OOms 每个小区在5MHz带宽下最少支持200个用户 实现合理的终端复杂度、成本和耗电 对低速移动优化系统，同时支持高速移动 以尽可能相似的技术同时支持成对（paired）和非成对（unpaired）频段
4
与LTE物理层相关的协议编号及内容
上行物理信道 ➢ PUSCH：物理上行共享信道 ➢ PRACH：物理随机接入信道，获取小区接入的必要信息进行时间同步和小区搜索等 ➢ PUCCH：物理上行控制信道，UE用于发送ACK/NAK，CQI，SR，RI信息
6
传输信道与物理信道的映射
下行传输信道与物理层 信道的映射传关输系信道
物理信道
下行共享信道 DL- 物理下行共享信
随机接入信道 RACH
物理随机接入信 道PRACH
上行控制信息 UCI
PUCCH、PUSCH
8
物理层相关参数
基本传输和多址技术：上行单载波频分多址SC-FDMA，下行正交频分多址OFDMA 双工方式：TDD，FDD（全双工和半双工FDD） 帧结构：无线帧长10ms，分10个子帧，长1ms，每个子帧分为两个时隙（TDD方式 中包含3个特殊时隙，共1ms） 子载波间隔：15KHz或7.5KHz。取决于频谱效率和抗频偏能力的折中，主要考虑 多普勒频移。在单播系统中采用15kHZ的子载波间隔，相应的符号长度为66.75us(不 包括CP)，在载波MBMS（Dedicated Carrier MBMS，ＤＣ－ＭＢＭＳ）中，由于是低 速移动，故为７.５kHz的子载波，相应符号长度为１３３.３３ｕｓ（不包括ＣＰ） ，一个１ｍｓ子帧包含六个ＯＦＤＭ符号 资源分配方式：基本资源块RB大小为12个宽度15KHz或24个宽度为7.5KHz的子载 波，180KHz，下行支持集中和分散分配，上行只支持集中分配。
最全面LTE物理层总结
2
目录
LTE的性能需求指标 与LTE物理层相关的协议编号及内容 物理信道的种类 传输信道与物理信道的映射 物理层相关参数 物理信道结构 参考信号和信道估计功能 LTE物理层过程
3
LTE的需求指标
支持1.4MHz-20MHz带宽 峰值数据率：上行50Mbps，下行100Mbps。频谱效率达到3GPP R6的2-4倍 提高小区边界的比特率，保证业务的一致性 用户面延时：零负载（单用户、单数据流）、小ＩＰ分组条件下单向时延小
5
物理信道的种类
下行物理信道 ➢ PDSCH：下行物理共享信道，承载下行数据传输、SIB和寻呼信息 ➢ PBCH：物理广播信道，传递UE接入系统所必需的系统信息，如带宽、天线数目和小区 ID等 ➢ PMCH：物理多播信道，传递MBMS（单频网多播和广播）相关的数据 ➢ PCFICH：物理控制格式指示信道，表示一个子帧中用于PDCCH的OFDM符号的数量 ➢ PHICH：物理HARQ指示信道， 用于eNodB向UE反馈和PUSCH相关的ACK/NACK信息 ➢ PDCCH：下行物理控制信道，用于指示和PUSCH，PDSCH相关的格式，资源分配，HARQ信 息，位于子帧的前n个OFDM符号，n<=3
11
物理层相关参数
TDD模式下，每个10ms无线帧包括2个长度为 5ms的半帧，每个半帧由4个数据子帧和1个特殊 子帧组成。特殊子帧包括3个特殊时隙：DwPTS ，GP和UpPTS，总长度为1ms。下行导频时隙保 护间隔DwPTS用于下行传输同步符号，UpPTS也 用于传输上行同步符号，不用于传输上行数据， 而GP为保护间隔，防止上下行间的干扰。上行导 频时隙DwPTS和UpPTS的长度可配置，DwPTS 的长度为3～12个OFDM符号，UpPTS的长度为1 ～2个OFDM符号，相应的GP长度为1～10个 OFDM符号
9
物理层相关参数
CP的长度是由所要求的系统容量、信道相关时间和FFT复杂度（限制OFDM符号周期）共 同决定的。 ➢常规小区的单播系统采用 CP 4.6875us和６６.６７ｕｓ的符号，在一个子帧的７ 个符号中，前６个符号的ＣＰ均为4.6875us，最后一个符号的ＣＰ为５.２０８ｕ ｓ ➢大小区的单播系统或单播／ＭＢＭＳ混合载波的E-MBMS系统采用扩展CP 16.67us和 符号６６.７５ｕｓ ➢ＤＣ－ＭＢＭＳ系统采用３３.３３ＣＰ和１３３.３３ｕｓ的符号
SCH
道PDSCH
寻呼信道PCH
物理下行共享信 道PDSCH
广播信道 BCH
物理广播信道 PBCH
多播信道MCH
物理多播信道 PMCH
控制信息
物ຫໍສະໝຸດ Baidu信道
7
传输信道与物理信道的映射
上行传输信道与物理层信道的映射关
系 传信道信道/ 控制
信息
物理信道
上行共享信道 UL- 物理上行共享信
SCH
道 PUSCH
12
物理层相关参数
13
物理层相关参数
在TYPE2子帧中，一般子帧0和子帧5固定用于下 行传输，而子帧2和7用于上行，其他帧可配置上 行或下行子帧，LTE TDD支持5ms和10ms的上下 行子帧切换周期，其具体配置规定如下
14
物理层相关参数
▪下行传输资源结 构
15
物理层相关参数
调制方式及AMC ➢下行 BPSK QPSK 16QAM 64QAM, ➢上行 QPSK,16QAM,64QAM
信道编码：Turbo 、卷积码 多天线技术
➢下行 预编码SU-MIMO、预编码MU-MIMO、波束赋形、发射分集 ➢上行 MU-MIMO、天线选择
10
物理层相关参数
子帧格式：LTE支持两种基本的工作模式，即频分双工（FDD）和时分双工（TDD） ；支持两种不同的无线帧结构，即Type1和Type2帧结构，帧长均为10ms。前者适用于 FDD工作模式，后者适用于TDD