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2019/12/6,LTE系统接口,Page2,学完本课程后，您应该能了解E-UTRAN总体架构，EPC和E-RAN的分工界面了解无线空口协议栈结构及功能了解无线接口信道分类、结构及映射关系了解S1/X2接口协议栈结构及其接口功能,培训目标,Page3,3GPPTS36.2113GPPTS36.3003GPPTS36.4103GPPTS36.420,Page3,参考资料,Page4,目录,LTE系统接口概述无线空中接口S1接口介绍X2接口介绍,SGSN,GPRS,UMTS,E-UTRAN,cdma2000,MME,HSS,PCRF,ServingGW,PDNGW,BTS,BSC/PCU,NodeB,RNC,eNodeB,S2b,S1-U,S6a,Gx,S5/8,Gb,Iu,S1-MME,S12,S3,S4,S11,SGi,S9,S10,BTS,Internet,CorporateInternet,OperatorServiceNetwork,EPS(EvolvedPacketSystem),S6d,PDSN,BSC,A10/A11,LTE系统总体架构,MME：移动性管理实体PCRF：策略及计费规则功能,Page6,E-UTRAN和EPC的分工界面,Page7,E-UTRAN接口通用协议模型,对于S1/X2接口，层与层之间，面与面之间彼此逻辑上独立。所以当有相应需要时，标准实体可以很容易独立演进其协议栈和其各平面功能来满足将来的需要,Page8,控制面协议栈结构,Page9,用户面协议栈结构,Page10,LTE控制面和用户面,Page11,目录,LTE系统接口概述无线空中接口S1接口介绍X2接口介绍,Page12,无线空口协议栈结构,无线空口协议栈功能,LTE没有BMC实体,Page14,RRC主要功能,Page15,RRC协议状态及状态变换,LTE支持两种RRC状态：RRC_IDLE和RRC_CONNECTEDRRC_IDLE:PLMN选择NAS对DRX的配置系统消息广播寻呼小区重选和移动性eNodeB中没有RRC上下文存储,RRC_CONNECTEDUE有E-UTRAN-RRC连接UE在E-UTRAN中有上下文信息E-UTRAN知道UE属于哪一个小区网络可以传送或接收到达或来自UE的消息移动性网络控制（切换，inter-RAT小区变更GERAN和NACC）邻区测量,Page16,RRC状态跟NAS状态的关系,EPS移动性管理状态(EMM)包括EMM-DEREGISTERED和EMMREGISTEREDEPS连接性管理状态(ECM)包括ECM-IDLE和ECM-CONNECTEDEPS的状态同RRC连接状态的关系可用下面表格来总结,Page17,RRC协议状态及状态变换,E-UTRAN状态及interRAT移动性过程,CCO：CellChangeOrder,Page18,E-UTRAN标识,E-UTRANCellGlobalIdentifier(ECGI):用来全球标识小区。ECGI由MCC(MobileCountryCode),MNC(MobileNetworkCode)和ECI(E-UTRANCellIdentifier)得来ECI：PLMN内用来标识的小区。ECI长度为28bits,其中包含eNB标识GlobaleNBIdentifier：用来全球标识eNB.GlobaleNBIdentifier由MCC(MobileCountryCode),MNC(MobileNetworkCode)和eNB-Id(eNBIdentifier)组成eNBIdentifier：PLMN内用来标识eNB。在E-UTRANCellIdentifier中包含eNBID,Page19,层2结构,层2由如下子层组成:MediumAccessControl(MAC),RadioLinkControl(RLC)和PacketDataConvergenceProtocol(PDCP)下行,Page20,层2结构,上行,Page21,PDCP子层,Page22,RLC子层,Page23,MAC子层,Page24,物理层,Page25,LTE信道分类,Page26,LTE信道映射（下行）,Page27,LTE信道映射（上行）,Page28,逻辑信道,控制逻辑信道,业务逻辑信道,Page29,传输信道,备注：此图不包括MCH信道,Page30,传输信道,下行传输信道广播信道（BCH：BroadcastChannel）传输格式固定，预先定义下行共享信道（DL-SCH：DownlinkSharedChannel）支持HARQ通过改变调制，编码和发送功率来支持动态链路适配可采用波束成型beamforming支持动态，半静态资源分配支持UEDRX，节约UE发射功率支持MBMS,Page31,传输信道,下行传输信息寻呼信道（PCH：PagingChannel）支持UEDRX，节约UE发射功率映射到可动态调整的物理资源，如业务或者其他控制信道组播信道（MCH：MulticastChannel）支持不同小区的MBMS的MBSFN的组合传送,Page32,传输信道,上行传输信道上行共享信道（UL-SCH：UplinkSharedChannel）可采用波束成型通过改变发送功率和调制，编码来支持动态链路适配支持HARQ支持动态，半静态资源分配随机接入信道（RACH)有限的控制信息冲突风险,Page33,LTE系统帧结构,类型1：应用于FDD下行OFDM子载波间隔为f=15kHz，对于MBMS专用小区的缩减子载波间隔为f=7.5kHz。,物理层帧结构,类型1：应用于FDD,Page35,LTE物理资源定义,基本定义ResourceelementResourceblock,Page36,物理层处理,Bit处理传送来自MAC层的数据块基准为24bitCRC信道编码：Turbo编码,Page37,物理层处理,符号处理调制：QPSK，16QAM，和64QAM(64QAMUE可选),Page38,下行物理信道,下行物理信道包括：PBCH,PMCH,PDSCH,PDCCH,此外，下行物理层还发射小区特定的参考信号和同步信号,Page39,同步信号,主从同步信号用于小区搜索的过程当中同步信号总是在BW为72的中心子载波上传送,Page40,同步信号,每个小区发送特定的PSS/SSS同步信号，用于标识小区的物理标识；LTE系统采用504个物理小区标识，分成168组，每组包含3个标识；通常，一个基站采用一个标识组中的三个标识，分别标识基站的3个小区，PSS信号可以用于确定一个组中的三个标识；SSS同步信号用于确认168个组中的组信息这样，手机通过同步过程，获得了PSS/SSS后，就可以得到当前小区的物理层小区标识,Page41,小区搜索过程,第一步：小区识别在接收信号和主同步信号序列中进行滤波匹配，当匹配滤波器达到最大值，就找到了基于5ms的时间同步，然后在小区识别组内进行小区识别第二步：检测cell-identity组，确定帧同步通过观察从同步信号传送的时隙，因为每个子帧的组合（S1，S2）0和5代表cell-identity组的唯一标识，同时也确定了帧同步。第三步：获取小区基本信息在初始同步过程中，手机在获得上述信息后，进一步获取PBCH信道，得到本小区的最基本的接入信息。,Page42,PSS和SSS检测,Page43,SSS索引示例,Page44,下行参考信号,Cell-specific下行参考信号参考信号用于传送下行链路相干解调信息参考信号序列由一个正交序列和一个伪随机序列相乘产生参考信号序列也唯一的同小区的物理层小区标识一一对应,Page45,下行参考信号,Cell-specific下行参考信号,Page46,下行物理信道,物理广播信道（PBCH：Physicalbroadcastchannel）,Page47,下行物理信道,物理下行共享信道（PDSCH：Physicaldownlinksharedchannel）PDSCH用来传送DL-SCH和PCH不在PBCH中传送的用户数据，广播系统信息，以及寻呼信息可以在PDSCH中传送当用于SIB时，PDCCH中的标识不是某个UE的标识，而是广播标识SI-RNTI(SystemInformationRadioNetworkTemporaryIdentifier)物理组播信道（PMCH：Physicalmulticastchannel）PMCH用与传送MBMS业务的MCH信息,Page48,下行物理信道,物理控制格式指示信道(PCFICH)用于指示每个子帧中用于PDCCH信道的符号数量LTE当前版本中格式指示包含3个值为了可靠传输CFI,CFI使用了32bit编码，并通过QPSK调制映射到16个资源元素（RE)CFI总是按照预定义的格式，使用一个子帧中的第一个SYMBOL，并通过频率分集的手段，将16个CE分别按照预定义的格式分不到不同的子载波,Page49,下行物理信道,物理下行控制信道（PDCCH：Physicaldownlinkcontrolchannel）通知UEPCH和DL-SCH资源分配以及与DL-SCH相关的混合HARQ信息承载上行链路调度允许信息多路PDCCH可以在一个子帧中传送子帧中用于PDCCH的OFDM符号设置为前n个OFDM符号，其中n3物理混合ARQ指示信道（PHICH：PhysicalHybridARQIndicatorChannel）支持上行链路传输响应的混合ARQACK/NAKs信息,Page50,下行资源分配实例,72centerRE,ControlchannelCFI/PHI/PDCCH,Syncchannel,PBCH,User1PDSCH,User2PDSCH,Page51,上行物理信道,上行物理信道包括：PUSCH,PUCCH,PRACH,以及上行参考信号,Page52,上行参考信号,上行参考信号支持2种上行参考信号解调参考信号DMRS（Demodulationreferencesignal），与PUSCH和PUCCH关联Sounding参考信号SRS（Soundingreferencesignal），与PUSCH和PUCCH无关联LTE中上行参考信号基于ZadoffChu(ZC)序列，具有如下特点：对正确的信道估计具有良好的自相关性不同RSs之间具有良好的反相关性，可以减少相同/不同小区相同资源下RS间的干扰,Page53,上行参考信号,DMRS(Demodulationreferencesignal)DMRSs伴随着上行PUSCH数据或者PUCCH控制传送信息，主要用于相干解调的信道估计，呈现在每一个上行链路传输时隙某个UE的DMRSs与它PUSCH/PUCCH数据传送一样占有相同的带宽上行参考信号在时隙中的位置如下：,Page54,上行参考信号,SRS(Soundingreferencesignal)小区通过系统广播通知UE其可以用于SRS的子帧号(srsSubframeConfiguration)SRS总是使用一个SC-FDMA帧中的最后一个symbol发射eNodeB可以要求一个手机发送一次SRS信号，也可以要求手机周期的发送，直到配置的终止时间基站通过RRC信令通知手机可用于SRS发射的子载波带宽,Page55,上行物理信道,物理上行共享信道（PUSCH：Physicaluplinksharedchannel）承载UL-SCH物理上行控制信道（PUCCH：Physicaluplinkcontrolchannel）承载混合ARQ下行传输的响应信息ACK/NAKs承载调度请求（SR）承载CQI报告SR和CQI的PUCCH资源报告分配，可以通过RRC信令来取消,Page56,上行物理信道,物理随机接入信道（PRACH：Physicalrandomaccesschannel）承载随机接入前导信号一个或多个子帧被保留来传送前导信号，随机接入前导信号带宽为6个resourceblocks物理层随机接入脉冲由循环前缀（cyclicprefix），前导（preamble），以及减少干扰的保护时间间隔组成共有64个签到签名标签可用,Page57,上行物理信道,PRACH随机接入用来完成UE上行链路的时间同步随机接入过程包括：contention-based流程和contention-free流程contention-free流程：当UE处于RRC_CONNECTED状态，但是上行链路未同步，需要接收新的下行数据，因此需要在上行链路传送ACK/NACK响应信息或者切换当前服务小区到目的小区，使用contention-free流程在这种情况下，eNodeB分配专用信号给UE在其他条件下，例如：无线链路失败恢复，从RRC_IDLE状态到RRC_CONNECTED转变，必须使用contention-based流程,Page58,上行时间提前控制过程,时间提前控制过程因为必须保证上行各UE使用的子载波在基站时间同步，以保证子载波间的正交特性，因此，基站需要控制每个手机上行发射的时间，来保证各子载波的正交。,Page59,上行时间提前控制过程,初始时间提前控制通过在随机接入过程中的随机接入相应消息(RAR)携带时间提前控制命令基站可以配置的时间提前量的范围为0到0.67ms，粒度为0.52us，对应最大小区半径为100km时间提前控制的更新过程基站采用一个闭环的反馈机制来实现手机上行信道的发射时间的提前量基站通过测量上行信号的到达时间，测量的信号可以是任何信号包括SRS,CQI,ACK/NACK等，来生成提前量控制的命令时间提前量在基站的MAC层生成，作为MAC层控制数据，复用到PDSCH信道上更新的时间力度也是0.52s.范围是16s,Page60,上行时间提前控制过程,时间提前控制的更新过程手机在收到时间提前控制命令后的45ms后开始的子帧开始启用,Page61,LTE信道映射图,初始化过程,Page63,上行随机接入过程,Contention-based物理随机接入流程,Onrequestofhigherlayerswhichshouldprovides:Randomaccesschannelparameters,asinglepreambleistransmittedusingtheselectedpreamblesequence,networktransmittingatimingadvancecommandandassignsuplinkresourcestotheterminaltobeusedinthethirdstep,transmissionofthemobile-terminalidentitytothenetwork,C-RNTI(LTE-CONNEC