3GPP LTE物理层概况

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,*,3GPP LTE,物理层概况,pengxiao,pcnss,Oct.6,2007,1.,LTE,概述,2.,LTE,物理层的当前状态,3.,针对物理层的一些最新技术提案,1.,LTE,概述,2.,LTE,物理层的当前状态,3.,针对物理层的一些最新技术提案,1.1,商业目的,保证未来十年内,3GPP,无线接入技术的领先地位（主要竞争对手为,Wimax,）,1.2,主要技术目标,1.,上下行峰值速率分别为,100Mbps,和,50Mbps,；,（相应频谱利用率分别为,5bps/Hz,和,2.5bps/Hz,）,2.,基于分组交换；,3.,非常低的延时（以支持大型在线网游以及,VoIP,）；,4.,对低速移动优化系统，同时支持高达,350km/h,的高速移动；,5.,支持最大达,100km,的小区半径；,6.,强大的多媒体多播广播业务能力,1.3,体系结构,1.3.1,网络拓扑,注：,E-UTRAN,就是,3gpp-LTE,1.3.2,协议栈,1.,LTE,概述,2.,LTE,物理层的当前状态,3.,针对物理层的一些最新技术提案,2.1,帧结构,2.1.1 FS1(frame structure type 1),特点：同时适用于全双工,FDD,、半双工,FDD,和,TDD,2.1.2 FS2(frame structure type 2),特点：只用于,TDD,；主要是为了兼容,TD-SCDMA,；,存在争议,2.2,上行链路,2.2.1,基本传输技术,1),为控制,PAPR,，采用,SC(,单载波,)-FDMA,多址技术；,2)SC-FDMA,信号通过,DFT,扩展,OFDM,的方法在频域生成,（以获得与,OFDM,参数配置最大程度的相似）；,3),两种子载波映射方案：,Localized mapping,和,Distributed mapping;,后者可以获得额外的频率分集；,两者间的切换由链路自适应体制负责；,4),主要调制方式：,BPSK,QPSK,16QAM,64QAM,；,5),主要编码方式：,Turbo,，,Tail biting,convolutional,coding,2.2.2,物理层资源映射,resource grid,每一个,slot,映射到一个,resource grid;,每个,resource grid,包含,多个,resource block,；,每个,resource block,包,含时域上连续的多个,SC-FDMA symbol,和,频域上连续的多个子,载波。,2.2.3,传输信道,(transport channel),划分,1),上行共享信道,(,Uplink Shared Channel,即,UL-SCH,),2),随机接入信道,(,Random Access Channel,即,RACH,),3),控制信道资源,(,Control Channel Resource,),传输信道与物理信道的映射关系如下：,2.2.4,上行共享信道,(UL-SCH),的物理层模型,2.2.5,随机接入信道,(UL-SCH),1),物理层随机接入,burst,的时域结构如下图；其中,Preamble,由,Zadoff-Chu,序列生成。,2),两种随机接入：非同步随机接入和同步随机接入,2.2.6,控制信道资源,(,control channel resource,),1),由物理控制信道,(,PUCCH),映射而来，其实就是一个简单的,上,行控制信道；,2),传输的信令包括：,CQI(,信道状态指示,);,N/ACK(,用于,HARQ);,调度请求,2.2.7,上行参考信号,1),上行参考信号的产生基于,Zadoff-chu,序列；,2),共有两种上行参考信号：,i),解调参考信号：,PUSCH,解调参考信号；,PUCCH,解调参考信号；,ii),回声参考信号,(sounding reference signal),2.2.8,上行多天线技术,1),上行,MIMO,的基本配置是,MU-MIMO(Multi-User MIMO,，,即多个,SDM,数据流用于多个用户,),；,2),MU-MIMO,必须与预编码,(pre-coding),联合使用,UE,周期,性地汇报,PMI(Pre-coding Matrix Indicator),；,3),FDD,中将支持闭环天线选择分集,(,UE,可选,),2.2.9,上行功控,上行同时支持开环和闭环功控,1),小区内上行功控,(intra-cell uplink power control):,the closed loop component adjusts a set point determined,by the open loop power control component,;,2),小区间上行功控,(inter-cell uplink power control):,a,cell wide overload indicator(OI)is exchanged for,inter-cell power control,2.3,下行链路,2.3.1,基本传输技术,1),多址技术为,OFDMA,；,2),子载波（物理资源块）的映射仍然有,Localized,和,Distributed,两种方式；,3),主要调制方式为,QPSK,16QAM,64QAM,；,4),主要编码方式为,Turbo,和,Tail biting,convolutional,coding,；,5),采用很小的最小交织长度（以满足低数据传输延迟的要求）,2.3.2,物理层资源映射,与上行类似，只不过,SC-FDMA symbol,换成,了,OFDM symbol,而已,2.2.3,传输信道,(transport channel),划分,1),下行共享信道,DL-SCH 5),寻呼信道,PCH,2),下行控制信道,DL-CCH 6),广播信道,BCH,3),控制格式标示,CFI 7),多播信道,MCH,4)HARQ,标示,HI,传输信道与物理信道的映射关系大致如下：,2.2.4,下行共享信道,(DL-SCH),的物理层模型,2.2.5,广播信道,(BCH),的物理层模型,2.2.6,寻呼信道,(PCH),的物理层模型,2.2.7,多播信道,(MCH),1),多播信道支持,MBFSN(Multicast/Broadcast over a Single Frequency,Network),；,2)in MBFSN,a time-synchronized common waveform is transmitted from multiple cells for a given duration,allowing for over-the-air combining of multi-cell transmissions in the UE,where the cyclic prefix is utilized to cover the difference in the propagation delays,which makes the MBSFN transmission appear to the UE as a transmission from a single large cell,；,3)MBFSN,要求,MCH,的传输格式和资源分配方式是准静态的,(,semi-static,),4),多播信道的物理层模型如下：,2.2.8,下行控制信道,(DL-SCH),下行控制信令包含：,1),传输格式、资源分配方式及,HARQ,信息；,2),上行调度确认,(,Uplink scheduling grant,),；,2.2.9,控制格式标示,(CFI),指示,PDCCH,中，一个子,帧,里,OFDM,符号的个数；,2.2.10 HARQ,标示,(HI),包含,HARQ,的,ACK/NAK,2.2.11,下行参考信号与同步信号,2.2.11.1,下行参考信号,每个参考信号对应于一个下行天线端口，共有以下三种参考信号：,1),MBSFN reference signal,，针对,MBFSN,传输；,2)Cell-specific reference signal,，针对,non-MBFSN,传输；,3)UE-specific reference signal,，只用于单天线端口传输,2.2.11.2,同步信号,1),Primary synchronization signal,2)Secondary synchronization signal,2.2.12,下行多天线技术,1),支持,2,或,4,个发射天线；,2),SU-MIMO,和,MU-MIMO,，及两者的准静态切换,(semi-static switching),；,3),支持基于码本反馈的预编码以及秩自适应机制；,4),采用波束成型技术作为一个可选的,MIMO,模式；,注：,SU-MIMO:,Spatial division multiplexing(SDM)of multiple modulation symbol,streams to a single UE using the same time-frequency(-code)resource,MU-MIMO:,Spatial division multiplexing of modulation symbol streams to different,UEs,using the same time-frequency resource,1.,LTE,概述,2.,LTE,物理层的当前状态,3.,针对物理层的一些最新技术提案,下列技术提案均摘自,3GPP TSG RAN1#50-bis,R1-074,xxx,系列；,在,07,年,10,月,8,日中国上海举行的,3GPP,会议上,这些提案将被予以讨论,Doc-ID:R1-074043,Source:Motorola,Title:,CQI Feedback Schemes for E-UTRA,for:,Discussion,概述：,1),针对,LTE,系统中,CQI,反馈机制的过高开销，,Moto,提出了一些改进方案,包括,Bitmap Feedback Scheme,Top-M feedback scheme,以及,Hybrid,feedback scheme;,2),这些改进的,CQI,反馈机制以频域选择性调度,(,frequency-selective,scheduling,),为基础，每次,CQI,汇报只需,10bit,左右，并且基本可达到全,反馈性能,(full feedback performance),Doc-ID:R1-074417,Source:,Panasonic,Title:,VoIP,capacity comparison between,Nd,=2 and,Nd,=3 for,DL distributed transmission,for:Discussion,and Decision,概述：,1),3GPP,就下行分布式传输,(downlink distributed transmission),暂时形成了,两套 方案,:,Nd,=2,和,Nd,=3,；,(,Nd,:diversity,order),2),为比较这两套方案的优劣，,Panasonic,就,VoIP,（属于典型的下行分布式,传输业务）的容量进行了仿真分析；他们的结果显示，相对于,Nd,=2,而,言，,Nd,=3,有,89%,的容量增益。以此为依据，,Panasonic,认为,Nd,=3,是更,好的选择,Doc-ID:R1-074424,Source:,Panasonic,Title:,Discussion on CQI Report M