LTE的几个物理层过程

.,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。SCHBCH,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eNodeB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