LTE原理及关键技术.docx

目录1. 系统架构 32. 工作频段 43. 无线协议接口 64. 上行/下行信道 75. 物理层帧结构 96. 上下行时隙比例配置 107. 传输带宽 118. 资源分组 129. 理论数据速率计算 1310. MIMO 技术 141 .系统架构* 口巷动性管理口服务网美* 口 MME.SGW 与 £14血日的接口RMC* 口 eNode BfurJ 的技口> MME:移动管理实体，负责控制面功能，如非接入层信令的加密、完整性保护和安全 控制，并对空闲状态下的移动台进行移动性管理，> S-GW :服务网关，负责用户面功能，如终止用户面数据包及用户平面切换> P-GW：分组数据网关，终结和外部数据网络（如互联网、IMS等）的SGi接口，是EPS 锚点，即3GPP与non-3GPP网络间的用户面数据链路的锚点> eNodeB（eNB）：演进型节点B，具有3GPP R5/R6/R7的Node B功能和大部分RNC功 能（接入层功能）> 演进型通用陆基无线接入网（E-UTRAN）仅由eNodeB组成，取消了 RNC> 演进型分组核心网（EPC）由MME和S-GW组成> 演进后的系统仅存在分组交换域，取消了电路交换域> eNodeB之间通过X2接口互连» eNodeB通过用户面接口 S1-GW与S-GW相连> eNodeB通过S1-MME接口与 MME相连2. 工作频段TD-LTE要求支持频段38： 2570〜2620MHz要求支持频段39： 1880〜1920MHz要求支持频段40： 2300〜2400MHzTD-SCDMA要求支持频段34： 2010〜2025MHz要求支持频段39： 1880〜1920MHzFDD-LTE要求支持频段7：上行2500〜2570MHz,下行2620〜2690MHz理式频段二行链路工作频段下行链蹈工作频段途21B5CH1910MHz1P3C-1990MHzGWGPRS/EDGEa171CKl7aEMHz中国尊掘用■段5924-A44MHZ&69-894MHZ用于国际皿8印■陷旬使用Ml瓯SP1M(bl920Mrtz中098■酬^用H段342010-2025MHC20KF2G25MH1用翁段祝230C-24OQMHZ23(XF24O0lMHi中国秽幼未来童内SMffiR4)230CK24ODMHZ2300-24UMHZ中国暮动用于踊内■善TD-rE257O-2i2DMHz257O-2iOTMHr中GI稼动用于庭外■■眼.1 DOLT" 1 JXUmrlX1 1 JjQJJVlrLL■■■■■■ ■■■■I laiinmam■ Fn'^b J 1 ■ i ・；■■■■■■■■■■.【——HMW：: FK—r二Xi '.iF7 l-U tE ]T：~ 了 一' —FDD-L1E7250O-25TOMHI2620~26?OMH£用于■际霞费剧瞄13TTTFTMHe用于国际 3HW5UtHVffliipn17734-744UHZ用于国际浸善将舞国AT4T11^2019S0MHZ311O-217QMHI用子瑚到欧洲、日:T、WBWCDMA21850*19 luMHEirJu^IVTOMnl1H 丁 3* Er HAT &T5B 折"MHr用于的剧AT&T载波频点 FT"0」* (^fcn-Noffs)EARFCN (E-UTRA Absolute Radio Frequency Channel Number)的序号范围为 0〜65535 2570-2620 对应的 EARFCN 为 37750-38249Fc =2570+0.1 X(37750-37750) = 2570Fc =2570+0.1 X(38249-37750) = 2619.9信道栅格是指用于调整LTE载波频率位置的最小单位。

E-UTRA规范规定信道栅格为 100KHz所以中心频点是100KHz的整数倍UMTS使用的信道栅格为200KHz目前实验室里LTE的RRU的工作频段是2575MHz〜〜2615MHz，若是2个小区一组可以按 20M带宽规划，即中心频点配成2585MHz和2605MHz若是4个小区一组可以按10M带 宽规划，即中心频点配成2580MHz、2590MHz、2600MHz和2610MHz詹毅】：TD-LTE底层技术OFDM，在每个TTI内使用最多20MHz频域（100RB）的资源承载数据符号， 由于考虑到系统容量尽量采用20MHz带宽组网，可配的中心频点不多，所以实际组网中不 可避免遇到很多同频组网实际上eNodeB侧有类似的调度算法，考虑小区中心及边缘的用户远近，比如两个小区边缘 处对不同用户在分配资源的时候会尽量错开频域资源比女DUE1分配在靠近中心RB的资源， UE2分配在靠近边缘RB的资源，这样大家在同TTI下的频域是错开的，防止同频干扰再则就算异频组网，由于TD-LTE与TDS不同的是，TDS是工作在各载波中心频点下的时分 系统，TD-LTE是OFDM使用整个频带内的资源，无法简单的从中心频点错开就能认为可以 错开所有的同频干扰，关键看网侧那边优化。

不过室内因为小区间地域上没有足够空间距离，如果同频组网，干扰肯定比室外要大3. 无线协议接口在LTE中真正实现了控制和承载相分离，控制信令通过MME进行交互，而业务则通 过S-GW与eNodeB进行交互控制平面主要负责对无线接口的管理和控制，包括RRC协 议、数据链路层协议(PDCP/RLC/MAC)和物理层协议用户平面主要为数据链路层协议和物 理层协议，主要完成头压缩、加密、调度、ARQ和HARQ等功能控制平面协议栈用户平面协议栈» NAS层主要负责提供对非接入层部分的控制和管理，主要功能包括EPS承载管理，鉴 权，EPS连接管理模式空闲状态(ECM-IDLE)下的移动性管理，负责产生ECM-IDLE 状态下UE的寻呼，安全控制等> RRC层主要负责对接入层的控制和管理，完成广播、寻呼、RRC连接管理、RB控制、 移动性管理、UE测量报告和控制功能RRC分为RRC_IDLE和RRC_CONNECTED 两个状态> 数据链路层被分为MAC、RLC和PDCP三个子层，MAC子层为RLC子层提供逻辑信 道级的服务，PDCP子层为上层提供无线承载级的服务在控制平面负责无线承载信令 的传输，加密和完整性保护，在用户平面负责用户业务数据的传输和加密。

> 物理层为数据链路层提供数据传输功能，通过传输信道为MAC子层提供相应的服务4. 上行/下行信道1)逻辑信道一一MAC向RLC以逻辑信道的形式提供服务BCCH:广播控制信道，下行PCCH：寻呼控制信道，下行CCCH：公共控制信道，上行和下行，UE和网络间无RRC连接时传输控制信息DCCH:专用控制信道，上行和下行，点对点的双向信道，存在RRC连接时使用MCCH:多播控制信道，下行，点到多点DTCH：专用业务信道，上行和下行，针对单个用户，点到点MTCH：多播业务信道，发送下行MBMS业务（多媒体广播组播功能），点到多点2）传输信道一一MAC以传输信道的形式使用物理层提供的服务BCH：广播信道，下行PCH：寻呼信道，下行DL-SCH：下行共享信道，下行，使用HARQ传输MCH：多播信道，下行RACH：随机接入信道，支持HARQ传输UL-SCH：上行共享信道3）物理信道为MAC层和高层提供信息传输的服务上行物理信道> PUSCH：物理上行共享信道，传输上行数据，包括业务数据和高层信令等调制方式： QPSK, 16QAM，64QAM> PRACH：物理随机接入信道，用于UE上行接入同步或上行数据到达时的资源请求。

调制方式：QPSK> PUCCH:物理上行控制信道，传输上行控制信息，主要包括CQI和ACK调制方式： QPSK下行物理信道> PDSCH :物理下行共享信道，传输数据信息，包括业务数据和高层信令等信息调制 方式：QPSK，16QAM，64QAM> PMCH：物理多播信道，传输多播信息调制方式：QPSK，16QAM，64QAM> PDCCH：物理下行控制信道，传输与特定PSDCH相关的配置和控制信息（HARQ信 令，功控命令，RB分配，AMC配置）调制方式：QPSK> PBCH：物理广播信道，传输小区广播信息调制方式：QPSK> PCFICH：物理控制格式指示信道，2bit信息（1,2,3,4），传输用于控制信道PDCCH的 OFDM符号个数调制方式：BPSK» PHICH:物理HARQ指示信道，传输PUSCH的ACK/NACK信息调制方式：QPSK4）参考信道上行参考信号：> 解调参考信号（DM-RS）：与PUSCH或PUCCH相关联，用作求取信道估计矩阵，在 eNodeB端帮助PUSCH或PUCCH进行解调> 探测参考信号（SRS）:与PUSCH或PUCCH不关联，用作上行信道质量的估计与信道 选择，计算上行信道的SINR下行参考信号：> 小区专用参考信号（CRS）: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。

对应天线端口 0~3> MBSFN参考信号：用于MBSFN的信道估计和相关解调对应天线端口 4> UE专用参考信号（DM-RS）：用于不基于码本的波束赋形技术的信道估计和相关解调 对应天线端口 5> 定位参考信号（PRS）：> 信道状态信息参考信号（CSI-RS）：用来进行信道状态估计（CQI/PMI/RI）5. 物理层帧结构基本时间单位Ts= 1/ (15000x2048) s = 32.55ns 无线帧长度 Tf=307200XTs =10ms1)帧结构类型1 (FDD)1个甘隙■<-———f1 个无线帧 Tt = 307200 Ts = 1015360 XTS=O.5ms#0#1#2 #17 #18 #191个子蝴每个无线帧长度为10ms由20个时隙组成，编号0~19，每个时隙大小0.5ms每个无线子帧由两个连续时隙组成，大小1ms2)帧结构类型2(TDD)；J 竺竺帔JI = 307200J； = m ms^； ；1 个半帧 153600 Ts = 5 ms « I ， I每个无线帧长度为10ms由两个长度为5ms (153600 XTs)的半帧构成每个半帧包含5个长度为1ms (30720 XTs)的子帧，编号0〜4和5~9每个半帧包含8个常规时隙和DwPTS、GP和UpPTS三个特殊时隙每个常规时隙长度为0.5ms (15360XTs)DwPTS、GP和UpPTS三个时隙的总长度为1ms，其时隙长度可以配置6. 上下行时隙比例配置周期上下行配比5 ms1DL:3UL. 2DL;2UL, 3DL:1 UL10ms 6DL:。