LTE基础知识介绍.ppt

TD LTE基础知识介绍 1 2 总纲 概述物理层关键技术物理层基础业务流程 3 总纲 概述物理层关键技术物理层基础业务流程 4 TD LTE系统架构 扁平的RAN结构 取消了RNC 由eNB组成 eNB直接与EPC EvolvedPacketCore 相连 eNB之间直接相连 5 TD LTEeNB与EPC划分 6 TD LTE空口协议 控制面协议 控制无线业务的接入及其UE和网络间各方面的连接控制 用户面协议 实现无线承载业务的接入和信令的接入 7 TD LTELTE需求 容量提升峰值速率 下行100Mbps 上行50Mbps20MHz频谱效率 下行是HSDPA的3 4倍 上行是HSUPA的2 3倍覆盖增强提高 小区边缘比特率 5km满足最优容量 30km轻微下降 并支持100km的覆盖半径移动性提高0 15km h性能最优 15 120km h高性能 支持120 350km h 甚至在某些频段支持500km h 8 TD LTELTE需求 质量优化时延 用户面小于5ms 控制面小于100ms服务内容综合多样化高性能的广播业务 MBMS 提高实时业务支持能力 VoIP达到UTRAN电路域性能运维成本降低扁平 简化的网络架构 降低运营维护成本 9 TD LTE与3G标准的区别 LTE与3G最主要的2点区别物理层核心技术由CDMA更改为OFDM为了降低用户面延迟 LTE取消了无线网络控制器 RNC 将RNC NodeB功能合并在eNodeB中实现 10 总纲 概述物理层关键技术物理层基础业务流程 11 总纲 概述物理层关键技术物理层基础业务流程 传统FDM FDMA技术频分复用 将较宽的频带分成若干较窄的子载波进行并行发送缺点 需要大量的独立的调制 解调器 频谱效率低OFDM技术基本原理利用IFFT FFT实现了调制 解调的功能通过实现子载波正交解决了频谱效率低的问题 12 TD LTE多址技术 1 4 OFDM技术优势频谱效率高带宽扩展性强抗多径衰落 OFDM将宽带传输转化为很多子载波上的窄带传输 每个子载波上的信道可看作平坦衰落信道频域调度和自适应 OFDM的子载波可灵活调度和分配 且根据不同频带特性自适应选择不同的调制编码方式实现MIMO技术较简单OFDM技术缺点PAPR 峰均功率比 问题 OFDM将很多子载波的信号叠加在一起 当信号相位相同时 会引起很高的峰值功率时间和频率同步问题 13 TD LTE多址技术 2 4 14 TD LTE多址技术 3 4 下行多址方式 OFDMA频谱效率高带宽扩展性强抗多径衰落频谱资源分配灵活利于与MIMO技术相结合 15 TD LTE多址技术 4 4 上行多址方式 SC FDMA具有单载波特性 峰均功率比 PAPR 较低 降低了对终端线性功放的需求带宽灵活分配可大量重用LTE下行技术 16 TD LTEMIMO 1 8 MIMO 多入多出 提高信道容量及频谱利用率不增加带宽和天线发送功率利用多天线来抑制信道衰落 17 TD LTEMIMO 2 8 下行MIMO技术基本配置2 2 最多4 4 最大支持4流传输传输分集 SFBC CDD 开环空间复用 SM SpatialMultiplexing 闭环SM 即线性预编码技术波束赋型 BF 多用户MIMO MU MIMO 上行MIMO技术上行基本天线配置为1发2收上行传输天线选择MU MIMO 18 TD LTEMIMO 3 8 CDD 循环延时分集目的 得到多径分集或频率分集方法 人为制造信道的频率选择性实现 对不同天线的同一频域符号乘以不同的相位偏移 19 TD LTEMIMO 4 8 SFBC 空频编码在相邻子载波上传输相互正交的符号接收端利用正交性恢复信号 20 TD LTEMIMO 5 8 BeamForming原理 利用空间信道的强相关性 对发送信号进行加权 使辐射方向图对准用户来波方向只有相位加权 没有幅度加权加权值由用户的位置决定 与快衰无关 21 TD LTEMIMO 6 8 预编码利用天线之间低相关性 对发送信号做线性预处理 从而简化接收端操作基于码本的预编码 收发端共同一套码本集 UE可根据信道信息选择码本 将其序号反馈基站 22 TD LTEMIMO 7 8 下行多用户MIMO 空分多址基站将占用相同时频资源的多个数据流发送给不同用户上行多用户MIMO虚拟 系统 多个终端占用相同的时频资源各自发送一个数据流 从接收端来看 这些来自不同终端的数据流可看做来自一个终端的多根天线的数据 23 TD LTEMIMO 8 8 天线选择分集 24 TD LTEHARQ 最小的增量冗余 IR HARQ停止 等待HARQ下行采用自适应异步HARQ异步 重传时不限制HARQ进程的时域位置 即子帧自适应 根据无线信道条件 自适应调整每次重传采用的资源块 调制方式 传输块大小和重传周期等参数上行采用同步非自适应HARQ 25 总纲 概述物理层关键技术物理层基础业务流程 26 总纲 概述物理层关键技术物理层基础业务流程 27 TD LTE帧结构 1 2 基于TD SCDMA帧结构设计 保留三个特殊时隙GP UpPTS可灵活配置 支持各种尺寸的小区 提供与各种上下行比例的TD SCDMA的共存的可能性 FS2帧结构 TD LTE 28 TD LTE帧结构 2 2 根据特殊时隙出现频率 分为5ms周期结构 10ms周期结构上 下行比例可根据业务类型灵活配置 FS2帧结构 TD LTE 29 TD LTE基本物理单元 ResourceBlock频率上连续的12个子载波 时域上对应1个时隙 这是LTE里调度的最小单元 ResourceelementRB内的各个时频单元 以 k l 来表征 k为子载波 l为OFDM符号 ResourceelementGroup4个RE一组 用于表征下行控制信道的映射 交织等操作 30 TD LTE下行物理信道 PDSCH 物理下行共享信道 主要承载非MBSFN模式的下行传输数据 PMCH 物理多播信道 承载MBSFN模式的下行传输数据PBCH 物理广播信道 承载BCH包含的MIB信息 PCFICH 物理控制格式指示信道 承载CFI信息 用于指示1个子帧中PDCCH PHICH占用的OFDM符号数目 PDCCH 物理下行控制信道 承载上下行调度及其它控制信息PHICH 物理HARQ指示信道 承载对上行数据回复的ACK NACK信息 31 TD LTE上行物理信道 PRACH 物理随机接入信道 用于UE发起接入请求等PUSCH 物理上行共享信道 承载上行数据 以及上行控制信息PUCCH 物理上行控制信道 承载上行控制信息 32 TD LTE物理信号 PSS SSS 主 辅同步信号 唯一对应一个物理小区ID值 可用于帮助UE完成小区搜索 下行同步 Cell specificRS 小区专用参考信号 可用于UE完成信道估计 信道质量测量等 MBSFNRS 用于MBSFN业务的信道估计 UE specificRS 主要用于波束赋型传输的信道估计 DMRS 解调参考信号 用于上行信道估计 SRS 探测参考信号 可用于实现子载波频率选择性调度 功率控制 上行同步保持等 33 TD LTE传输信道与物理信道的映射 34 TD LTE控制信息与物理信道的映射 PUSCH可支持数据与控制信息的复用 35 TD LTE调制方式 下行信道 上行信道 36 TD LTE信道编码 37 TD LTEPDSCH发送端流程 38 总纲 概述物理层关键技术物理层基础业务流程 39 总纲 概述物理层关键技术物理层基础业务流程 40 TD LTE小区搜索 1 2 RSSI ReceivedSignalStrengthIndicator 41 TD LTE小区搜索 2 2 42 TD LTE随机接入 1 4 基于竞争的随机接入过程 43 TD LTE随机接入 2 4 基于非竞争的随机接入过程 44 TD LTE随机接入 3 4 随机接入过程基本功能 申请上行资源 取得与eNB上行同步 竞争随机接入过程 无线链路失败后初始接入 及RRC连接重建 从RRC IDLE状态初始接入 即RRC连接建立 下行数据到达且UE上行失步 上行数据到达且UE上行失步 或者虽未失步但需要随机接入申请上行资源 切换 45 TD LTE随机接入 4 4 非竞争随机接入过程 切换 下行数据到达且UE上行失步 辅助定位 利用随机接入获取定时提前量 TA TD LTE功率控制 1 2 下行功率分配 eNB保持小区专属RSEPRE在整个下行带宽及所有子帧中的恒定 UE确定该小区的RS信号功率后 可根据空口消息获得的功率比值计PA PBPDSCH的EPRE 计算公式可参考TS36 213 下行功率控制 eNB在高层消息中通知UE专属功率比值参数PA PB PDSCH使用频域调度技术 不需要进行下行功控 PDCCH PHICH PCFICH可采用半静态的功率分配 47 TD LTE功率控制 2 2 上行功率控制 功控目标是补偿路损和阴影 抑制小区间干扰 由于LTE上行信号之间是正交的 不存在CDMA系统需要克服远近效应的情况 采用慢速功控即可 可对PUSCH PUCCH SRS等信道进行功率控制 PUSCH的功控由eNB在DCI0中发出 包括绝对功控 积累功控两种模式 PUCCH的功控由eNB以非周期的方式在PDCCH中发出 SRS的功率与PUSCH对应 具有固定的偏移值 TD LTE附着过程 1 5 目的 在UE和MME之间建立联系 让网络知道UE的存在和位置 附着请求内容UEID原来的位置终端能力终端设置 TD LTE附着过程 2 5 附着接受内容网络设置网络能力TAIlistGUTI TD LTE附着过程 3 5 TD LTE附着过程 4 5 续 TD LTE附着过程 5 5 续 53 TD LTE寻呼过程 1 3 54 TD LTE寻呼过程 2 3 55 TD LTE寻呼过程 3 3 续 56 TD LTE小区重选 1 2 当UE驻留到一个合适的小区后 开始进行小区重选 原则如下述 首先 基于绝对优先级 其次 采用一种排名准则比较各小区的链路质量 最后 UE验证目标小区的可接入性 小区重选可分为同频小区重选 异频小区重选 57 TD LTE小区重选 2 2 58 TD LTE业务切换 1 2 切换准备过程 触发UE进行测量 源eNB切换判决 目标eNB接收来自源eNB的切换请求消息并响应 准备L1 L2进行切换切换执行过程 目标eNB生成的切换命令 通过源eNB将其透传给UE使得UE发起切换 离开源eNB 向目标eNB发起RACH进行同步 当UE成功接入目标小区后 发送切换完成消息切换完成过程 向MME发送路径转换请求来告知UE更换了小区 并更新S GW的用户平面 触发源eNB进行资源释放 59 TD LTE业务切换 2 2 60 TD LTE系统间切换 1 2 切换准备过程 请求核心网在目标RNC SGSN以及S GW等建立资源 包括目标SGSN建立EPS承载 目标RNC建立RAB 通知源MME S GW是否发生变化等切换执行过程 源MME向源eNB发送切换命令 UE接收来自源eNB的切换命令 MobilityFromEUTRACommand 向目标网络发起接入过程 并完成切换切换完成过程 目标SGSN管理UE所建立的EPS承载并通知S GW S GW通知PDNGW关于UE的改变 用户面切换到目标SGSN 源MME发送释放资源消息给源eNB等 61 TD LTE系统间切换 2 2 62 TD LTE数据面业务流向 63 ThankYou