LTE基础知识汇总及说明总结

1、、协议知识1. LTE帧结构及物理资源基本概念RE/RB/CCE/REG/RBG帧结构Type1 : FDD （全双工和半双工）（FDD上下行数据在不同的频带里传输；使用成对频谱 每一个无线帧长度为 10ms，由20个时隙构成，每一个时隙长度为Tslot = 15630 x Ts = 0.5ms对于FDD，在每一个10ms中，有10个子帧可以用于下行传输，并且有 10个子帧可以用于上行传输。上下行传输 在频域上进行分开。#0#1#2#18#19 slot 4One radio frame = 10ms帧结构Type2 : TDD （TDD上下行数据可以在同一频带内传输；可使用非成对频谱）一个无

2、线帧10ms，每个无线帧由两个半帧构成，每个半帧长度为5ms。每一个半帧由8个常规时隙和DwPTS、GP和UpPTS三个特殊时隙构成，DwPTS和UpPTS的长度可配置，要求 DwPTS、GP以及UpPTS的总长度为1ms。 One radio frame =10 msOne half frame =5 ms#；o11i1i3#21 #3#5:r1111 # 7# 8I# 9t1 111 11 1E11-4 1 ms DwPTS GP Up PTSDwPTS GP UpPTSDwP TS: Dow nlink Pilot Time SlotGP: Guard Period(GP越大说明小区覆盖

3、半径越大)UpP TS: Uplink Pilot SlotTs = 1 / (15000x2048) sFrame 帧的长度：Tf = 307200 x Ts = 10ms Subframe 子帧的长度：Tsubframe = 30720 x Ts =Slot 时隙的长度： Tslot = 15360 x Ts =0.5ms1ms1111Sub-Carrier = 15 kH z;TTI = 1 ms = 1 sub-frame = 2 slots (0.5 ms *2)RB = 12 sub-carriers duri ng 1 slot (0.5 ms) =12 * 15kHz =RE

4、= 1 sub-carrier x 1 symbol p eriod (# for one user, min 2 RB allocati on.180kHz (Bandwidth); = 12 * 7 symbols= 84 REs Each symbol is QP SK, 16QAM or 64QAM modulated.)和 20MHz72 个 sub-carriers: 6 RB * 12 sub-carriers = 72 sub-carriersCha nnel ban dwidth BW Cha nnel MHz1.435101520ran smissi on ban dwid

5、th con figurati onNrb615255075100LTE 支持可变带宽：1.4MHz, 3, 5, 10, 15一个小区最少使用6个RB,即最少包含一个小区 最多 支持 110 个 RB，相当于 1320 个 sub-carriers: 110 *12 =1320 sub-carriers特殊帧格式 7 : DwPTS:GP:UpPTS = (21952TS -32Ts) : 4384Ts : 4384Ts = 10:2:2最小分配单位为：2192 TsUplin k-dow nii nkcon figurati onDow nlin k-to-U plinkSwitch-po

6、int p eriodicitySubframe n umber012345678905 msDSUUUDSUUU1 2:25 msDSUUDDSUUD2 3:15 msDSUDDDSUDD310 msDSUUUDDDDD410 msDSUUDDDDDD510 msDSUDDDDDDD65 msDSUUUDSUUD(eg: 2:7 1:7TDD支持5ms和10ms的周期转换：= 5ms转换周期：一个帧的上下半帧的特殊帧格式配置相同， = 10ms转换周期：一个帧分成上下半帧，下半帧的特殊帧为Con figure TDD:上下行配置（下图） + 特殊帧格式（上图）DwPTS=1ms ，用于DL传

7、输（如上图3, 4 , 5所示）RE : Resource Element ，称为资源粒子，是上下行传输使用的最小资源单位。1 RE = 1 subcarrier x 1 symbol p eriodRB : Resource Block ，称为资源块，用于描述物理信道到资源粒子的映射。 在频域上的子载波和时域上一个1个RB在频域上对应180kHz :1个RB在时域上对应1个时隙，一个slot 周期构成(1 RB = 12 subcarriers x 1 slot1 RB = 12 subcarriers x 15kHz = 180kHz1 slot =0.5msRB包含若干个 RE。一个RB

8、由12个 )。，称为控制信道粒子，PDCCH在一个或多个CCE上传输，CCE对应于9个REG，每)P DCCH formatNumber of CCEsNumber of REGsNumber of P DCCH bits(QP SK)01972121814424362883872576CCE : Control Channel Element个 REG 包含 4个 RE，CCE 从 0开始编号。(1 CCE = 9 REGs = 9 x 4 REs = 36 REs PDCCH format与CCE之间的关系如下图所示：REG : Resource Element Group，用来定义控制信

9、道到RE 的映射.(1 REG = 4 REs )System Ban dwidth :Number of DL RBs)RBG Size ( P) Dedicated Search Sp ace (for only one UE) & CSS = Com mon Search Sp ace (for several UEs)PDCCH decodiingi (4/4)2 candidates having BCCEs eachPDCCH formatNo. of CCEsUE 1No. of candidates nn tominoil ?edrch spaceNo. of candidat

10、e m dedicated search space382224421260116PDCCH formatNo. of CCEsUE2No. of candidates in cominon search spaceNo. ofcandlidates in (techuated search space38222442126016DNcAia Sentry hKworti1 CCEI mJllw 皿 EE HDSJI 订EttlB叩叩叩D册叩叩Ir32 CCEs = 1200 subMiTiers (20閘Hz Bandwidth)Dedicated search space (UE2)c P

11、 jb -q，S1* T ?：I*umDDQDQffiDBDQsh -H h* T7 * I2.4 PDSCH : Physical Downlink Shared Channel(物理下行共享信道)-用于承载DL-SCH信息，传递 SIB信息(SIB消息传递方向：BCCH - DL-SCH - PDSCH)-SIB1消息的重复周期为 80ms，初始位置为subframe#5 of SFN mod 8 = 0，在SFN mod 2 = 0 的帧上重复.SIB - System In formation Blocks-SIB1 : Cell Access Info (PLMN, TAC, CID

12、 )；小区选择相关信息；TDD相关配置信息；余下SIB的时域调度信息-SIB2 :公共信道的 无线资源配置(PCCH, RACH); freqInfo (ul-carrierFreq, ul-bandwidth);defaultPagingCycle-SIB3 : Cell re-selectio n in formati on.(In tra/In ter freque ncy or/a nd In ter-RAT cell re-selectio n)-SIB4 : Neighbor cell related info only forIntra-frequencycell re-sele

13、ction information.-SIB5 : E-UTRAN Inter-frequencycell re-selection information.-SIB6 : UTRAN frequencies and neighboring cell re-selection.-SIB7 : GERAN frequencies cell re-selection.-SIB8 : CDMA2000 frequencies and neighbouring cell re-selection.-SIB9 : Home eNB.-SIB10 : ETWS primary notification.-

14、SIB11 : ETWS sec on dary notificati on.-如果UE专用参考信号不被传输，使用天线端口集合-如果UE专用参考信号被传输，则使用天线端口P = fo, g, or fc,1,2,3P = 52.5 PHICH : Physical HARQ Indicator Channel-用于承载HARQ的ACK/NACK-在每个subframe的第1个symbol上进行传递（ -一个PHICH组对应于3个REG，12个RE资源（物理HARQ指示信道）symbol 0 of each subframe ）2.6 PMCH : Physical Multicast Chan

15、nel没有对传输分集方案进行标准化 单天线端口传输，使用端口 4 在支持PDSCH和PMCH混合传输的载波上，PMCH不能再子帧0和5中传输（物理多播信道）-目前不支持，无需掌握下行物理层信号：对应于一系列物理层使用的 RE，这些RE不传递任何来自高层信息I注：物理信号都由ZC序列生成，每一个子载波占用一个ZC序列的符号。SSS和PSS同步信号内容固定，重复发送，不承载任何上层信息，是UE在进行小区搜索时第一个要找的信息。UE进行盲检搜索同步信号，目前只支持Normal CP的格式。2.7 PSS : Primary Synchronization Signal-频域上占系统带宽中间的6个RB

16、，即72sc-在第2个subframe的第3个symbol中进行传递（-指示一个物理小区组内的id : Physical-layer id（主同步信号）subframe 1 or 6, symbol 2:0, 1, 2 （3 个）2.8 SSS : Sec on dary Syn chr oni zati on Sig nal-频域上占系统带宽中间的6个RB，即72sc-在第 1 个 subframe 的最后 1 个 symbol 中进行传递（subframe 0 or 5, symbol 6 同，但是在频域上错开，以区别前5ms或后5ms的半帧。-指示物理小区组号： Physical-lay

17、er cell-id group : 0167 （ 168 个）-Total cell IDs: 168 x 3 = 504 cell IDs. （0-503）（辅同步信号）在subframe 0和5中的SSS结构相2.9 RS : Referenee Signal（参考信号）（every slot, symbol 0&4）-用于下行信道估计，信道质量测量以及相关解调，对UE来说是已知信号（小区搜索过程中的同步信号中获得）-频域上：每6个子载波分配一个 RS-时域上：每个slot的symbol 0&4用来传递RS，symbol 0和4之间有3个SC的间差，用于时频域分集。多天线传输情况下，天线

18、端口集合与参考信号配置之间的关系：P = U, fed or fc,1,2,3P = 4RS信号与小区physical id有关，这个在-Cell-s pecific RS, non-MBSFN tra nsmissio n =-MBSFN RS, associated with MBSFN tra nsmissio n = -UE-specific RS. = P = 5 （用于 BF 技术）3.上行物理信道及物理信号的功能和占用时频码域位置（UL : PUSCH/PUCCH/PRACH/ SRS/DMRS ）PRACH slotDtiration( e.g. 1ms)（物理上行共享信道）T

19、 PRACH bandwidth-(1.08MHz)Time3.1 PUSCH : Physical Uplink Shared Channel -Carries the user data from UL-SCH.-Carries L1/L2 con trol in formatio n:ACK/NACK, CQI, PMl, RI (Rank Indicator)3.2 PUCCH : Physical Uplink Control Channel（物理上行控制信道）TDD中不在UpPTS域上传输-PUCCH承载上行控制信息（UCI ），不与PUSCH同时传输，处于上行带宽的边缘，在 -U

20、CI信息包括以下4部分：Scheduli ng Request (SR). CQI and Scheduli ng Requests are pr ovided to Layer 2.HARQ ACK/NACK for DL tran smissio n;CQI rep orts.PMI rep orts.ooo3.3 PRACH : Physical Random Access Channel -Carries the ran dom access p reamble.oP UCCH formatModulation schemeNumber of bits per subframe, M

21、bitType of information1N/AN/AScheduling Request (SR)1aBPSK1ACK/ NACK1bQPSK2ACK/ NACK2QPSK20CQI/PMI/RI2aQPSK+BPSK21CQI/PMI + 1 bit ACK/ NACK2bQPSK+QPSK22CQI/PMI + 2 bits ACK/ NACK（物理随机接入信道）-PUCCH具有6种格式，1系列承载SR和ACK/NACK信息，2系列承载CQI/PMI信息，如下图所示:P RACH P reamble:-频域：6 RB x 180kHz =1.08 MHz-时域：1ms / 2ms /

22、 2 symbols-随机接入前导由具有零相关区的 可用的前导。-PRACH 共有5种结构(04)(UpPTS )ZC( Zadoff-Chu )序列产生，有一个或多个根ZC序列产生。每个小区中包含64个，目前支持 Format 0,1 & 4PRACH Formats and cell rangesms103序Format 01唸800 ps了 |三100 口5Pireamblle 銀CELL RANGE-14 Km”.684 us800 ps520 ps Format 1CPPreamble-77 KmFormat 2Format 31600 psF叫k CP IPreamible 1 P

23、 reamble如3 ms*”684 M511600 MS,T720 MS、CP1PreamblePreamblejgt29 Km-100 KmFormat 4ftl+okia .aemenE. Neiwoks-TDD only, in UpPTS一 1.4 KmWilJRACH -FDD -FDD -TDD需要额外配置一个 GP (Guard Period )以适应RTD( Round Trip Delay )，在TDD的特殊帧中已包含这个 GP 在一个子帧中只能分配一个RACH资源，而TDD可以分配多于一个的随机接入资源模式下，在UpPTS中，可以调度Short RACH ( S-RACH

24、)，与 GP结合使用，最多可配置 6个RACH。Up PTS = 2 symbolsMax 6 RACH channels随机接入过程：-基于竞争的随机接入过程：如UE初始接入3.4 DRS/DMRS : Demodulation Referenee Signal（解调用参考信号）Contention based Random AccessUEeNBS 馆 ps:1 A preamble will be selected by UE and transmitted in the available subframe.Random Access PreambleBased on correlat

25、ion the NB may detect the access and furthermore can measure the timing of the UE transmission.Random Access Response2, Th NB answers using the same preamble and at this point a timing advance will be fixed. Information on the scheduled resource will be exchanged and a temporary C-RNTI will be assig

26、ned.Scheduled Transmission-Centerton Resolution2. The UE sends its id. The type of id depends on the state. In case of idle state NAS info has to be provided (MSI, TMSI) else the C-RNTI is used.The contention resolution is performed, i.e. the NB addresses the UE using the C-RNTL77 Q Nohu Stem ens. N

27、eiwwks-基于非竞争的随机接入过程：如小区切换上行物理层信号：指物理层使用的但是不承载任何来自高层信息的信号，如参考信号-与上行数据传输有关，both P USCH and P UCCH-用于信道评估，对 PUSCH和PUCCH信道的连续检测和解调，上行功率控制，时间评估等？ ？ -DRS在时域上的分配：o PUSCH:每个 slot 的第 4th 个symbol （ symbol 3 in every slot ）o PUCCH: DRS 由 PUCCH 的格式来决定（1/1a/1b 或者 2/2a/2b ） -DRS在频域上的分配：o PUSCH: DRS与终端的上行传输具有同样的带宽

28、。o P UCCH:如下图所示fl HHlS pggB 醫81 一监 單_|于1工馬聲叠_因 技耳 回 霜亠 I 1msTime0123ACK = AcknowledgmentCQI = Charinel Quality Indicator DRS Dernodulation Reference Signal23 Symbol number (normal CP)HMIfl UefTwni（探测用参考信号） -与上行数据传输无关，可用于评估上行信道质量，实现以下功能:-初始化 MCS （ Modulation and Coding Scheme）选择-数据传输的功率控制-TA （Timing

29、Advanee -UL频率的独立调度（-SRS tra nsmitted in the3.5 SRS : Sounding Referenee Signal=与PUSCH和PUCCH无关)Freque ncy dependent scheduli ng for the UL )last SC-FDMA symbol in the con figured subframes.ACKACKDRSDRSDRSACKACKACKACKDRSDRSDRSACKACKCQIDRSCQICQICQIDRSCQICQIDRSCQICQICQIDRSCQI-在TDD模式中，UpPTS也可用作传递 SRS。4.逻

30、辑信道、传输信道与物理信道的映射关系: 4.1逻辑信道(7)-BCCH : Broadcast Control Channel-PCCH : Paging Control Channel-CCCH :-DCCH :-DTCH :-MCCH :-MTCH :Com mon Con trol Channel Dedicated Con trol Channel Dedicated Traffic Channel Multicast Control Cha nnel Multicast Traffic Cha nnel（广播控制信道：传输广播系统控制信息的下行信道）（寻呼控制信道：传输寻呼信息的下行

31、信道）（公共控制信道：UE与网络间传输控制信息的双向信道，无（专用控制信道：传输专用控制信息的点到点双向信道，有RRC连接时使用）RRC连接时使用）（专用业务信道:点到点双向信道，专用于一个UE，用于传输用户信息）（多播控制信道：网络到UE的MBMS调度和控制信息，点到多点下行 信道） （多播业务信道：点到多点下行信道）= PBCH )PDSCH )= PMCH )(下行共享信道 = PDSCH ) (上行共享信道 = PUSCH ) (随机接入信道 = PRACH )（物理广播信道）4.2 传输信道(DL:UL = 4:2)-BCH : Broadcast Channel(广播信道-PCH

32、: Paging Channel (寻呼信道 = -MCH : Multicast Channel (多播信道： -DL-SCH : Downlink Shared Channel-UL-SCH : Uplink Shared Channel-RACH : Random Access Channel4.3 物理信道(DL:UL = 6:3)-PBCH : Physical Broadcast Channel-PDSCH : Physical Downlink Shared Channel-PDCCH : Physical Downlink Control Channel-PCFICH : Ph

33、ysical Control Format Indicator Channel-PHICH : Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel-PMCH :-PUSCH-PUCCH-PRACH（物理下行共享信道）（物理下行控制信道）（物理控制格式指示信道）（物理HARQ指示信道）P hysical Multicast Cha nnel:Physical Uplink Shared Channel:Physical Uplink Control Channel:Physical Random Access Channel（物理多播信道）（物理上行共享信道）（物理上行控

34、制信道）（物理随机接入信道）RLCLogical chnnn创IsSOS5TCHcnox1ssH工OV-；：/、厂Transport Channels - ；吾；rOI i H當2 1 -二V 1APHYAir interfaceHUXltVTMm NHwraftxZ5. MIMO tech nology-Two kinds of MIMO tech ni ques for DL tran smissi ono Transmit diversity-use multiple channels to send the same informationstreamImp rove coverage

35、 and robust ness of data tra nsmissi ono Spatial multiplexing-use multiple channels to sendmultiple informationstreamsIn crease through putSU-MIMO/ MU-MIMO-MIMO tech ni ques accord ing to the n umber of AntennasSISOMISOSIMOMIMO-MIMO techniques forUL transmission =MU-MIMOTransmission Mode 与 DCI forma

36、t 之间的关系(传输模式信息在RRCConnectionReconfiguration过程中指示)：Tran smissi on mode:DCI Format:TM1Sin gle-a ntenna p ort; p ort 01, 1A单天线端口传输TM2Tran smit diversity1, 1A传输分集TM3Open-lo op sp atial mult ip lex ing2A开环 MIM0 ( Large delay CDD )TM4Closed-lo op sp atial mult iplexing2闭环MIMO （PMI反馈）TM5Multi-user MIMO1DTM

37、6Closed-lo op Ran k=1 p recodi ng1BTM7Sin gle-a ntenna p ort; p ort 51, 1AUE-specific RS ，用于 beamformingTran smissi onModeRa nkLayerCodewordNumber of Antenna portsTM1（单天线）1111TM2（传输分集）12121414TM3 & TM4（空分复用）22222224332444246. PDSCH下行资源分配方式(Type0/1/2 ); Type 0: P DCCH DCI formats 1,2 and 2ARBs are gr

38、ou ped to RBG. RBGs are selected.System Ban dwidth (Number of DL RBs)RBG Size ( P) Carriered by P DCCH一个DCI传递上下行调度信息，或者针对一个RNTI的上行功率控制命令DCI FormatUse scopeDCI 0For the scheduli ng of P USCH(For Up li nk only)DCI 1For the schedul ing of one P DSCH codeword,TM1,2 and 7 (Typ e0, 1)DCI 1AFor the compact

39、 scheduli ng of one P DSCH codeword and ran dom access pr ocedure in itiated by a PDCCH order, TM17 (Type 2)DCI 1CFor very comp act scheduli ng of one P DSCH codeword仃ype 2)DCI 2For MIMO (e.g.: CL MIMO),TM4 (Typ e0, 1)For the scheduli ng of on e/two P DSCH codeword PC comma nd for P UCCHDCI 2AFor MI

40、MO (e.g.: OL MIMO),TM3 (Typ e0, 1)For the scheduli ng of on e/two P DSCH codeword TPC comma nd for P UCCH*Format 0:用于上行传输，PUSCH的调度Flag for formatO/formatlA differe ntiati on - 1 bit,0=format 0 and 1=format 1AResource block assig nment and hoping resource allocati onModulati on and cod ing schemeHARQ

41、 in formati on and redu ndancy vers ionTPC comma nd for scheduledCQI request TbitP USCH -2 bitsFormat 1:用于传输分集，单码字2, and 7-not support)Resource allocati on type, e.g.: type 0 / type 1Resource block assig nmentModulati on and cod ing scheme -5 bits HARQ pr ocess n umber -4 bitsTPC comma nd for P UCCH

42、 2 bitsPDSCH 的调度(Used for the scheduling of single codeword PDSCH)(TM1,-1bitFormat 1A:用于下行传输，单码字PDSCH调度，下行数据触发随机接入过程，适用所有TM传输模式。=Compact scheduli ng of one P DSCH codeword and ran dom access p rocedure in itiated by a P DCCH order (为UE分配一个非竞争随机接入的特定preamble).Flag for formatO/formatlA differe ntiati

43、on - 1 bit,0=format 0 and 1=format 1AResource block assig nmentModulati on and cod ing scheme -5 bitsHARQ in formation4 bitsTPC comma nd forP UCCH 2 bits（P agi ng, SIB,系统广播信息？）Format 1B: Comp act scheduli ng of one P DSCH codeword with p recodi ng in formati on. Closed loop pr ecod ing with rank-1 t

44、ransmission. (TM6,目前不支持，不需要掌握)Format 1C: Very comp act scheduli ngof sin gle codeword P DSCH.Resource block assig nmentModulati on and cod ing schemeRedu ndancy versi onFormat 1D: Comp act scheduli ng of one PDSCH codeword with p recodi ng and po wer offset in formati on. (us ing Multi-user MIMO, TM

45、5,目前不支持)Format 2: For MIMO (Closed-Loo p)，两码字，下行PDSCH调度（闭环模式，TM4，需要上报PMl信息）Format 2A: For MIMO (Open-Loo p)，两码字，下行PDSCH调度（开环模式,TM3)* Format 3/3A: Tra nsmissio n of TPC comma nds for P UCCH and P USCH with 2-bit or 1-bit power adjustme nts8. LTE相关接口的控制面和用户面协议栈Radio in terface|User Plane:iUEPDCP pH14MACPHYeNBPHY: L1 协议，Data Tran sfer via Transport Chann els. Error Detecti on. Hybrid ARQ Combi ning. Channel Coding and Rate Match ing. Modulati on and Demodulati on.Measureme nts.MIMO （多进多岀），Tra nsmit Diversity RF P rocess ing.（发送分集），Beam