LTE的几个物理层过程.pptx

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、 l小区搜索的过程通过若干的下行信道 来实现，包括SCH、BCH、RS。 lSCH lBCH 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： n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 n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： u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。 u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72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 SSCHPSCH 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： a) 搜索小区并驻留 b) 接受PSCH，获取小区ID，确定5ms定时 边界 c) 检测SSCH，确定10ms帧边界 四、 至此，UE实现了和eNodeB的定时同步！ l 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。 l 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 ？ 1. 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； 2. 实现与系统的上行时间同步； 3. 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