LTE的几个物理层过程

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,*,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,*,LTE,的几个物理层过程,contents:,小区初搜过程,随机接入过程,上行时钟控制过程,功率控制过程,contents:,小区初搜过程,随机接入过程,上行时钟控制过程,功率控制过程,为什么要进行小区初搜,？,1.,完成,UE,与基站之间的时间和频率的下行同步，并识别小区,id,；,2.,完成小区初搜后，,UE,接收基站发出系统信息；,3.,小区搜索是,UE,接入系统的,第一步,，关系到能否快速，准确的接入系统。,一、,小区搜索的过程通过若干的下行信道来实现，包括,SCH,、,BCH,、,RS,。,SCH,BCH,PSCH,SSCH,PSS,SSS,PBCH,DBCH,二、,小区搜索信号的介绍：,1,、,BCH,和,SCH,的时域结构：,已明确的是：,SCH,和,BCH,总是用于下行时隙中,BCH,应在,SCH,之后固定的时间偏移,t,出现,需明确的问题：,BCH,和,SCH,成对出现 否？,在一个,10ms,无线帧内发送几组,SCH,？,最终方案,:LTE,确定在一个,10ms,无线帧内发送两次,PSCH,和,SSCH,。,对于,FS1,PSCH,和,SSCH,在第,0,号和第,10,号的,0.5ms,时隙发送。,对于,FS2,PSCH,在每个,5ms,半帧的,DwPTS,时隙中发送，,SSCH,在每个,5ms,半帧的时隙,1,中发送。,时隙,0,SCH,所在时隙,SCH,所在时隙,SCH,在一帧中的位置（以,FS1,为例）,时隙,10,2,、时隙内,SCH,的位置：,终端利用,SCH,与,eNode B,进行同步 ，,SCH,在一个时隙内的位置是应该是固定的。,在,LTE,系统中至少要支持两种,CP,长度，,SCH,的位置不能因为,CP,长度的不同而不同。,SCH,SCH,把,SCH,放在时隙的最后一个,OFDM,符号上，那么，,SCH,的位置就保持固定了。,3,、,SCH,和,BCH,的频域结构：,SCH,：,无论小区的带宽有多大，总是在小区带宽中心的,62,个子载波发送，发送带宽总是,1.25MHz,。这样可以实现快速、低复杂度、低开销的小区搜索。,BCH,：,总是在小区带宽的中心位置发送，先用一个,1.25MHz,的主广播信道发送一部分系统信息，然后再用一个更大带宽的动态广播信道发送余下的系统信息。,无论,eNodeB,的传输带宽有多大，无论系统带宽和,UE,的接收带宽能力多大，,UE,总是通过检测系统带宽的中央部分，以实现快速的小区搜索。,4,、,PSCH,和,SSCH,的,TDM,复用方式,（以,FS1,为例）：,系统带宽,一个时隙,SSCH,PSCH,10ms,无线帧,=20,个时隙,=2,个,SCH,传送 周期,需解决,SSCH,的,CP,长度盲检测的问题,5,、,SCH,的信号结构：,有两种选择：,1,、分级的,SCH,，系统发送,2,或,3,个,SCH,信号，第,1,个,SCH,信号只用于获得时间和频率同步，该信号对各小区是相同的，或只有少数几种选择。第,2,个,SCH,信号是对各小区不同的，携带小区,ID,或小区组,ID,。如果第,2,个,SCH,信号只携带小区组,ID,，则可用小区的公共参考符号获得具体的小区,ID,。如果没有第,2,个,SCH,信号，则可以直接通过小区的公共参考信号获得完整的小区,ID,。,2,、不分等级的,SCH,信号，,SCH,信号对各小区是不同的（可能占用不同子载波），直接携带小区,ID,或小区组,ID,。,观点逐渐统一到支持分级,SCH,信号上。,小区搜索流程图,获取,5ms,时钟；获得具体小区,ID,PSS,获取,10ms,无线帧时钟；,小区,ID,组；,BCH,天线配置 等,检测下行参考信号,（用于获得,BCH,天线配置，是否采取位移导频）,读取,BCH,（用于获取小区其他信息）,SSS,三、,小区搜索的具体过程：,搜索小区并驻留,接受,PSCH,，获取小区,ID,，确定,5ms,定时边界,检测,SSCH,，确定,10ms,帧边界,四、,至此，,UE,实现了和,eNodeB,的定时同步！,要,完成小区搜索，仅仅接收,PBCH,是不够的，还需要,接,SIB,，,即,UE,接收承载在,PDSCH,上的,BCCH,信息,。,在数据接收过程中，,UE,还要根据接收信号测量频偏并进行纠正，实现和,eNB,的频率同步。,其它,:,contents:,小区初搜过程,随机接入过程,上行时钟控制过程,功率控制过程,为什么要进行随机接入过程？,UE,通过随机接入与基站进行信息交互，完成后续如呼叫，资源请求，数据传输等操作；,实现与系统的上行时间同步；,随机接入的性能直接影响到用户的体验，能够适应各种应用场景、快速接入、容纳更多用户的方案；,一、,基于竞争的随机接入过程：,在本过程中，随机接入的前导序列有,UE,随机选择，这样可能导致多个,UE,同时传输同一前导序列，所以需解决一个竞争的过程。,1.UE,端通过在特定的时频资源上，发送,preamble,序列，进行上行同步。,2.,基站端在对应的时频资源上对,preamble,序列进行检测，完成序列检测后，发送随机接入响应。,3.UE,在检测到属于自己的随机接入响应，,UE,在,UL-SCH,信道上传输首次上行传输的调度信息；,4.,基站发送冲突解决响应，,UE,判断是否竞争成功,无竞争的随机接入过程：,eNodeB,可以通过给,UE,分配一个专用的前导序列来避免竞争的发生，即非竞争模式。,省去了选择前导这个过程，故快于基于竞争的随机接入。,适用于切换、或有下行数据到达且需要重新建立上行同步时（这几个过程要求系统的时延尽可能的小）。,1.,基站根据此时的业务需求，给,UE,分配一个特定的,preamble,序列。,2.UE,接收到信令指示后，在特定的时频资源发送指定的,preamble,序列,3.,基站接收到随机接入,preamble,序列后，发送随机接入响应。进行后续的信令交互和数据传输。,contents:,小区初搜过程,随机接入过程,上行时钟控制过程,功率控制过程,一、上行时钟控制的目的,LTE,上行采用的是,SC-FDMA,传输技术，为保持,UE,上行信号之间的正交性，必须保证各,UE,信号在接收机端的接收时钟一致。,二、,上行同步控制方法,控制,UE,采用不同的时间提前量,(TA),使各,UE,的信号基本同时到达,eNodeB,；,eNodeB,通过上行时钟控制信令指示,UE,采用适当的,TA,；,上行同步,TA,的确定,当,UE,进行上行数据发送,eNodeB,可估计其上行接收时钟,产生时钟控制指令；,当,UE,暂没有发送上行数据时,TA,的测量可根据周期性的发送上行同步信号如,SRS,（信道探测参考信号）、,Preamble,码等来确定；,上行同步的保持,UE,是移动的，它到基站的距离总是在变化。所以在整个通信过程中，基站必须不断地检测,UE,上行突发中,Midamble,（训练序列）的到达时刻，并对,UE,的发送时刻进行闭环控制，以保持可靠的同步。,contents:,小区初搜过程,随机接入过程,上行时钟控制过程,功率控制过程,下行功率控制,决定每个,RE,的能量。,采用,OFDMA,技术，信号之间相互正交，不存在因为远近效应而进行功率控制的必要性。,下行功控的主要目的主要是补偿路径损耗和阴影。,一、,PDSCH,：功控,冲突！,频域调度,下行控制信道（,PDCCH,、,PCFICH,、,PHICH),不能采用频域调度的方法，故可采取半静态的功率分配方案。,上行功率控制,控制不同物理信道的传输功率；,采用,SC-FDMA,技术，没有因远近效应进行功控的必要性；,主要补偿路损和阴影，并尽可能的抑制小区间干扰。,二、,当一个,UE,的信道质量下降时，,eNodeB,可以根据需要指示,UE,加大发射功率。,单纯的提高发射功率引发？,吞吐量下降 小区间功控,限制小区边缘,UE,功率的提升幅度,通过基站间,X2,接口交互信息,的方式实现小区间的功率控制,小区间功率协调,上行功率控制要考虑小区内功控和小 区间功控的结合，以实现系统总的吞吐量的最大化！,Thank you!,