LTE基本原理 中兴

1、 TO_BT08_C1_1 LTE基本原理基本原理 中兴通讯学院中兴通讯学院 TD&W&PCS无线团队无线团队 课程目标课程目标 学习完本课程，您将能够： 了解当前移动通信的进展，掌握后3G发 展脉络； 了解LTE原理及系统架构。 课程内容课程内容 LTE概述 LTE系统 LTE主要技术特征 无线资源管理 移动性过程 物理层过程 LTE关键技术 中兴通讯LTE系统 背景介绍背景介绍 n无线通讯从无线通讯从2G2G、3G3G到到3.9G3.9G 发展过程，是从移动的语发展过程，是从移动的语 音业务到高速业务发展的音业务到高速业务发展的 过程。过程。 n目前可提供应用的是目前可提供应用的是3.5G

2、3.5G， 以以WCDMAWCDMA系统来说，可以系统来说，可以 提供提供R5R5商用版本和商用版本和R6R6试验试验 系统；系统； LTE概述 背景介绍背景介绍 n3GPP组织正在完善组织正在完善R7和和R8的的HSPA+和和LTE标准，预计标准，预计2007年冻结年冻结R7， 2008年冻结年冻结R8。无线技术的发展更加注重运营商的需求。无线技术的发展更加注重运营商的需求 NGMN组织组织 提出系统的发展目标。提出系统的发展目标。 LTE概述 LTE简介和标准进展简介和标准进展 n3GPP3GPP于于20042004年年1212月开始月开始LTELTE相关的标准工作，相关的标准工作，LTE

3、LTE是关于是关于UTRANUTRAN和和UTRAUTRA 改进的项目，改进的项目，LTELTE的研究工作按照的研究工作按照3GPP3GPP的工作流程分为两个阶段：的工作流程分为两个阶段：SISI （Study ItemStudy Item，技术可行性研究阶段）和，技术可行性研究阶段）和WIWI（Work ItemWork Item，具体技术，具体技术 规范的撰写阶段）。规范的撰写阶段）。 LTE概述 LTE简介和标准进展简介和标准进展 n3GPP3GPP从从20042004年底开始年底开始LTELTE相关工作，相关工作，3GPP3GPP计划从计划从20052005年年3 3月开始，到月开始，

4、到 20062006年年6 6月结束的月结束的SISI，最终推迟到，最终推迟到20062006年年9 9月结束月结束SISI阶段工作；阶段工作； n3GPP3GPP从从20062006年年6 6月开始月开始WIWI阶段的工作，计划阶段的工作，计划20072007年年3 3月完成月完成WIWI的的 Stage2Stage2阶段协议工作，阶段协议工作，20072007年年9 9月完成月完成Stage3Stage3阶段的协议工作并结阶段的协议工作并结 束束WIWI； n3GPP3GPP计划计划20082008年年3 3月完成测试规范方面的协议制定工作。月完成测试规范方面的协议制定工作。 n从从LTE

5、LTE标准发展时间可以预计标准发展时间可以预计2009201020092010年左右可以开始年左右可以开始LTELTE的商用。的商用。 n成熟的大规模商用预计开始于成熟的大规模商用预计开始于20112011年之后。年之后。 LTE概述 LTE简介和标准进展简介和标准进展 nLTELTE与现有与现有3GPP3GPP的的R6R6、R7R7系统结构上有很大不同，系统结构上有很大不同，E-UTRANE-UTRAN在整个在整个 体系上趋于扁平化，减少了中间节点数量。这种系统结构和体系体系上趋于扁平化，减少了中间节点数量。这种系统结构和体系 的改变使得的改变使得LTELTE较现有较现有UTRANUTRAN

6、结构接口减少同时降低了成本，并且结构接口减少同时降低了成本，并且 更易于对设备进行维护管理；在性能上便于减少数据传输延迟的更易于对设备进行维护管理；在性能上便于减少数据传输延迟的 实现。实现。 nLTELTE主要实现的目的是提供用户：更高的数据速率、更高的小区主要实现的目的是提供用户：更高的数据速率、更高的小区 容量、更低的延迟时间、降低用户以及运营商的成本。容量、更低的延迟时间、降低用户以及运营商的成本。 LTE概述 LTE简介和标准进展简介和标准进展 n3GPP3GPP在在Stage1Stage1和和Stage2Stage2阶段的工作和技术报告汇总图如上所示。阶段的工作和技术报告汇总图如上

7、所示。 n现阶段已经进行的现阶段已经进行的Stage3Stage3在在3GPP3GPP的的3636系列协议中描述，系列协议中描述，36.30036.300是是 E-UTRANE-UTRAN的总体介绍。其他的总体介绍。其他Stage3Stage3的标准正在制定中，可参见的标准正在制定中，可参见3636系系 列的所有协议。列的所有协议。 LTE概述 课程内容课程内容 LTE概述 LTE系统 LTE主要技术特征 无线资源管理 移动性过程 物理层过程 LTE关键技术 中兴通讯LTE系统 LTE系统架构系统架构 nLTELTE体系结构可以借助体系结构可以借助SAESAE体系结构来做详细描述。在体系结构来

8、做详细描述。在SAESAE体系结构中，体系结构中， RNCRNC部分功能、部分功能、GGSNGGSN、SGSN SGSN 节点将被融合为一个新的节点节点将被融合为一个新的节点, , 即分组核即分组核 心网演进心网演进EPCEPC部分。这个新节点具有部分。这个新节点具有GGSNGGSN、SGSN SGSN 节点和节点和RNC RNC 的部分功的部分功 能，如下图所示由能，如下图所示由MMEMME和和SAE gatewaySAE gateway两实体来分别完成两实体来分别完成EPCEPC的控制面和的控制面和 用户面功能。用户面功能。 LTE系统 LTE网络结构网络结构 SGi S4 S3 S1-M

9、ME PCRF S7 S6a HSS S10 UE GERAN UTRAN SGSN LTE-Uu ” E-UTRAN MME S11 S5 Serving Gateway PDN Gateway S1-U Operators IP Services (e.g. IMS, PSS etc.) Rx+ LTE系统 n MMEMME功能功能 NASNAS信令以及安全性功能信令以及安全性功能 3GPP3GPP接入网络移动性导致的接入网络移动性导致的CNCN节点间信令节点间信令 空闲模式下空闲模式下UEUE跟踪和可达性跟踪和可达性 漫游漫游 鉴权鉴权 承载管理功能（包括专用承载的建立）承载管理功能（包

10、括专用承载的建立） n Serving GWServing GW 支持支持UEUE的移动性切换用户面数据的功能的移动性切换用户面数据的功能 E-UTRANE-UTRAN空闲模式下行分组数据缓存和寻呼支持空闲模式下行分组数据缓存和寻呼支持 在新的在新的LTELTE框架中，原先的框架中，原先的IuIu, , 将被新的接口将被新的接口S1S1替换。替换。IubIub和和IurIur将被将被X2X2 替换替换 LTE网络结构网络结构 LTE系统 LTE相关的节点接口相关的节点接口 nS1-MME E-UTRAN和和MME之间的控制面协议参考点之间的控制面协议参考点 nS1-U E-UTRAN和发和发S

11、erving-GW之间的接口之间的接口 每个承载的用户面隧道和每个承载的用户面隧道和eNodeB间路径切换（切换过程中）间路径切换（切换过程中） nX2 eNodeB之间的接口，类似于现有之间的接口，类似于现有3GPP的的Iur接口接口 nLTE-Uu 无线接口，类似于现有无线接口，类似于现有3GPP的的Uu接口接口 LTE网络结构网络结构 LTE系统 n 在LTE系统架构中，RAN将演进成E-UTRAN, 且只有一 个结点：eNodeB。 MME/S-GWMME/S-GW eNodeB eNodeB eNodeB S1 EPC E-UTRAN X2 X2 X2 EPS LTE网络结构网络结构

12、 LTE系统 n eNodeBeNodeB功能功能 eNodeBeNodeB具有现有具有现有3GPP R5/R6/R73GPP R5/R6/R7的的Node BNode B功能和大部分的功能和大部分的RNCRNC功能，功能， 包括物理层功能（包括物理层功能（HARQHARQ等），等），MACMAC，RRCRRC，调度，无线接入控制，移动，调度，无线接入控制，移动 性管理等等。性管理等等。 RNCNode BeNodeB LTE网络结构网络结构 LTE系统 LTE网络结构网络结构 nE-UTRANE-UTRAN和和EPCEPC之间的功能划分图，可以从之间的功能划分图，可以从LTELTE在在S1S

13、1接口的协议栈接口的协议栈 结构图来描述，如下图所示黄色框内为逻辑节点，白色框内为控结构图来描述，如下图所示黄色框内为逻辑节点，白色框内为控 制面功能实体，蓝色框内为无线协议层。制面功能实体，蓝色框内为无线协议层。 LTE系统 控制面协议结构控制面协议结构 nRRC完成广播、寻呼、完成广播、寻呼、RRC连接管理、连接管理、RB控制、移动控制、移动 性功能和性功能和UE的测量报告和控制功能。的测量报告和控制功能。RLC和和MAC子层子层 在用户面和控制面执行功能没有区别。在用户面和控制面执行功能没有区别。 LTE系统 用户面协议结构用户面协议结构 n用户面各协议体主要完成信头压缩、加密、调度、用

14、户面各协议体主要完成信头压缩、加密、调度、ARQ和和HARQ等功等功 能。能。 LTE系统 层层2结构和功能结构和功能 下行链路下行链路 LTE系统 层层2结构和功能结构和功能 上行链路上行链路 LTE系统 PDCP子层模型子层模型 LTE系统 RRC级功能划分级功能划分 nLTE中中RRC子层功能与原有子层功能与原有UTRAN系统中的系统中的RRC功能相同，功能相同， 包括有系统信息广播、寻呼、建立释放维护包括有系统信息广播、寻呼、建立释放维护RRC连接等。连接等。 RRC的状态设计为的状态设计为RRC_IDLE和和RRC_CONNECTED两类。两类。 LTE系统 RRC_IDLE状态状态

15、 nNAS配置配置UE指定的指定的DRX； n系统信息广播；系统信息广播； n寻呼；寻呼； n小区重选移动性；小区重选移动性； nUE将分配一个标识来独立的在一个跟踪区中唯一识别该将分配一个标识来独立的在一个跟踪区中唯一识别该UE； neNB中没有存储中没有存储RRC上下文上下文 LTE系统 RRC_CONNECTED状态状态 nUE建立一个建立一个E-UTRAN-RRC连接；连接； nE-UTRAN中存在中存在UE的上下文；的上下文； nE-UTRAN知道知道UE归属的小区；归属的小区； n网络可以与网络可以与UE之间进行数据收发；之间进行数据收发； n网络控制移动性过程，例如切换；网络控制

16、移动性过程，例如切换； n邻区测量；邻区测量； n在在PDCP/RLC/MAC级：级：: UE可以与网络之间收发数据；可以与网络之间收发数据； UE监测控制信令信道来判定是否正在传输的共享数据信道已经被分配给监测控制信令信道来判定是否正在传输的共享数据信道已经被分配给UE； UE报告信道质量信息和反馈信息给报告信道质量信息和反馈信息给eNB； eNB控制实现按照控制实现按照UE的激活级别来配置的激活级别来配置DRX/DTX周期，以便于周期，以便于UE省电和有效利用省电和有效利用 资源。资源。 LTE系统 E-UTRAN和和UTRAN切换时切换时RRC状态间关系状态间关系 nLTE的的RRC状态

17、与现有状态与现有3GPP Release 6结构中结构中RRC状态在切换时的关系如状态在切换时的关系如 下图所示。下图所示。LTE支持与现有支持与现有UTRAN的各状态间的迁移。具体状态迁移的各状态间的迁移。具体状态迁移 处理过程协议正在详细讨论中。处理过程协议正在详细讨论中。 LTE系统 LTE NAS LTE NAS 协议状态协议状态 nLTELTE的状态类型从的状态类型从NAS NAS 协议状态来看有以下三类：协议状态来看有以下三类： LTE_DETACHEDLTE_DETACHED状态，该状态下没有状态，该状态下没有RRCRRC实体存在。实体存在。 LTE_IDLELTE_IDLE状态

18、，该状态下状态，该状态下RRCRRC处于处于RRC-IDLERRC-IDLE状态，一些信息状态，一些信息 已经存储在已经存储在UEUE和网络（和网络（IPIP地址、安全关联的密钥等、地址、安全关联的密钥等、UEUE能力能力 信息、无线承载等）。信息、无线承载等）。 LTE_ACTIVELTE_ACTIVE状态，该状态下状态，该状态下RRCRRC处于处于RRC_CONNECTEDRRC_CONNECTED状态。状态。 LTE系统 LTELTE的三类的三类NASNAS协议状态与协议状态与RRCRRC的关系以及状态间迁移的关系以及状态间迁移 LTE系统 S1接口接口 nS1接口定义为接口定义为E-U

19、TRAN和和EPC之间的接口。之间的接口。 nS1接口包括两部分接口包括两部分： 控制面的控制面的S1-C接口。接口。 用户面的用户面的S1-U接口。接口。 S1-C接口定义为接口定义为eNB和和MME功能之间的接口；功能之间的接口； S1-U定义为定义为eNB和和SAE网关之间的接口。网关之间的接口。 nEPCEPC和和eNBseNBs之间的关系是多到多，即之间的关系是多到多，即S1S1接口实现多个接口实现多个EPCEPC 网元和多个网元和多个eNB eNB 网元之间接口功能。网元之间接口功能。 LTE系统 S1接口接口 LTE系统 S1接口功能接口功能 nSAESAE承载业务管理功能，例如

20、建立和释放承载业务管理功能，例如建立和释放 nUEUE在在LTE_ACTIVELTE_ACTIVE状态下的移动性功能，例如状态下的移动性功能，例如Intra-LTEIntra-LTE切换和切换和 Inter-3GPP-RATInter-3GPP-RAT切换。切换。 nS1S1寻呼功能寻呼功能 nNASNAS信令传输功能信令传输功能 nS1S1接口管理功能，例如错误指示等接口管理功能，例如错误指示等 n网络共享功能网络共享功能 n漫游和区域限制支持功能漫游和区域限制支持功能 nNASNAS节点选择功能节点选择功能 n初始上下文建立功能初始上下文建立功能 LTE系统 S1接口的信令过程接口的信令过

21、程 nS1接口的信令过程有：接口的信令过程有： SAE承载信令过程，包括承载信令过程，包括SAE承载建立和释放过程。承载建立和释放过程。 切换信令过程切换信令过程 寻呼过程寻呼过程 NAS传输过程，包括上行方向的初始传输过程，包括上行方向的初始UE和下行链路的直传和下行链路的直传 错误指示过程错误指示过程 初始上下文建立过程初始上下文建立过程 LTE系统 S1接口的信令过程接口的信令过程 n初始上下文建立过程（蓝色部分初始上下文建立过程（蓝色部分) in Idle-to-Active procedure LTE系统 X2接口接口 nX2接口定义为各个接口定义为各个eNB之间的接口。之间的接口。

22、 nX2接口包含接口包含X2-C和和X2-U两部分。两部分。 nX2-C是各个是各个eNB之间控制面间接口，之间控制面间接口， X2-U是各个是各个eNB之间用户面之间的之间用户面之间的 接口。接口。 nS1接口和接口和X2接口类似的地方是：接口类似的地方是： S1-U和和X2-U使用同样的用户面协议，使用同样的用户面协议， 以便于以便于eNB在数据前向时，减少协在数据前向时，减少协 议处理。议处理。 LTE系统 X2-C接口功能接口功能 nX2-C接口支持以下功能：接口支持以下功能： 移动性功能，支持移动性功能，支持UE在各个在各个eNB之间的移动性，例如切换信令和之间的移动性，例如切换信令

23、和 用户面隧道控制。用户面隧道控制。 多小区多小区RRM功能，支持多小区的无线资源管理，例如测量报告。功能，支持多小区的无线资源管理，例如测量报告。 通常的通常的X2接口管理和错误处理功能。接口管理和错误处理功能。 X2-U接口支持终端用户分组在各个接口支持终端用户分组在各个eNB之间的隧道功能。隧道协之间的隧道功能。隧道协 议支持以下功能：议支持以下功能： 在分组归属的目的节点处在分组归属的目的节点处SAE接入承载指示接入承载指示 减小分组由于移动性引起的丢失的方法减小分组由于移动性引起的丢失的方法 LTE系统 课程内容课程内容 LTE概述 LTE系统 LTE主要技术特征 无线资源管理 移动

24、性过程 物理层过程 LTE关键技术 中兴通讯LTE系统 LTE主要技术需求和性能指标概括主要技术需求和性能指标概括 增强小区覆盖增强小区覆盖 峰值速率峰值速率 DL: 100Mbps UL: 50Mbps 减少时延减少时延 CP: 100ms UP: 5ms 更低的更低的 OPEX和和CAPEX 支持不同带宽支持不同带宽 增强频率效率增强频率效率 LTE特征特征 3GPP3GPP要求要求LTELTE支持的主要特性和性能指标如上图所示。支持的主要特性和性能指标如上图所示。 LTE主要技术特征 峰值数据速率峰值数据速率 n下行链路的立即峰值数据速率在下行链路的立即峰值数据速率在20MHz下行链路频

25、谱下行链路频谱 分配的条件下，可以达到分配的条件下，可以达到100Mbps（5 bps/Hz）（网络）（网络 侧侧2发射天线，发射天线，UE侧侧2接收天线条件下）；接收天线条件下）； n上行链路的立即峰值数据速率在上行链路的立即峰值数据速率在20MHz上行链路频谱上行链路频谱 分配的条件下，可以达到分配的条件下，可以达到50Mbps（2.5 bps/Hz）（）（UE侧侧 一发射天线情况下）。一发射天线情况下）。 LTE主要技术特征 控制面延迟时间与控制面容量控制面延迟时间与控制面容量 n从驻留状态到激活状态，也就是类似于从从驻留状态到激活状态，也就是类似于从Release 6的的 空闲模式到空

26、闲模式到CELL_DCH状态，控制面的传输延迟时间状态，控制面的传输延迟时间 小于小于100ms，这个时间不包括寻呼延迟时间和，这个时间不包括寻呼延迟时间和NAS延延 迟时间；迟时间； n从睡眠状态到激活状态，也就是类似于从从睡眠状态到激活状态，也就是类似于从Release 6的的 CELL_PCH状态到状态到Release 6的的CELL_DCH装态，控制面装态，控制面 传输延迟时间小于传输延迟时间小于50ms。 n频谱分配是频谱分配是5MHz的情况下，每小区至少支持的情况下，每小区至少支持200个用个用 户处于激活状态。户处于激活状态。 LTE主要技术特征 用户面延迟时间及用户面流量用户面

27、延迟时间及用户面流量 n空载条件即单用户单个数据流情况下，小的空载条件即单用户单个数据流情况下，小的IP包传输时包传输时 间延迟小于间延迟小于5ms。 n下行链路：与下行链路：与Release 6 HSDPA的用户面流量相比，每的用户面流量相比，每 MHz的下行链路平均用户流量要提升的下行链路平均用户流量要提升3到到4倍。此时倍。此时 HSDPA是指是指1发发1收，而收，而LTE是是2发发2收。收。 n上行链路：与上行链路：与Release 6增强的上行链路用户流量相比，增强的上行链路用户流量相比， 每每MHz的上行链路平均用户流量要提升的上行链路平均用户流量要提升2到到3倍。此时增倍。此时增

28、 强的上行链路强的上行链路UE侧是一发一收，侧是一发一收，LTE是是1发发2收。收。 LTE主要技术特征 频谱效率频谱效率 n下行链路：在满负荷的网络中，下行链路：在满负荷的网络中，LTE频谱效率（用每频谱效率（用每 站址、每站址、每Hz、每秒的比特数衡量）的目标是、每秒的比特数衡量）的目标是Release 6 HSDPA的的3到到4倍。倍。 n上行链路：在满负荷的网络中，上行链路：在满负荷的网络中，LTE频谱效率（用每频谱效率（用每 站址、每站址、每Hz、每秒的比特数衡量）的目标是、每秒的比特数衡量）的目标是Release 6 增强上行链路的增强上行链路的2到到3倍。倍。 LTE主要技术特征

29、 移动性移动性 nE-UTRAN可以优化可以优化15km/h以及以下速率的低移动速率以及以下速率的低移动速率 时移动用户的系统特性。时移动用户的系统特性。 n能为能为15-120km/h的移动用户提供高性能的服务。的移动用户提供高性能的服务。 n可以支持蜂窝网络之间以可以支持蜂窝网络之间以120-350km/h（甚至在某些频（甚至在某些频 带下，可以达到带下，可以达到500km/h）速率移动的移动用户的服）速率移动的移动用户的服 务。务。 n对高于对高于350km/h的情况，系统要能尽量实现保持用户的情况，系统要能尽量实现保持用户 不掉网。不掉网。 LTE主要技术特征 覆盖（小区边界比特速率）

30、覆盖（小区边界比特速率） n吞吐量、频谱效率和吞吐量、频谱效率和LTE要求的移动性指标在要求的移动性指标在5公里公里 半径覆盖的小区内将得到充分保证，当小区半径增半径覆盖的小区内将得到充分保证，当小区半径增 大到大到30公里时，只对以上指标带来轻微的弱化。同公里时，只对以上指标带来轻微的弱化。同 时需要支持小区覆盖在时需要支持小区覆盖在100公里以上的移动用户业务。公里以上的移动用户业务。 LTE主要技术特征 多媒体广播多播业务多媒体广播多播业务 (MBMS) n与单播业务比较，可以使用同样的调制、编码和多址接与单播业务比较，可以使用同样的调制、编码和多址接 入方法和用户带宽，同时可以降低终端

31、复杂性。入方法和用户带宽，同时可以降低终端复杂性。 n可以同时提供专用语音业务和可以同时提供专用语音业务和MBMS业务给用户。业务给用户。 n可利用成对或非成对的频谱分配。可利用成对或非成对的频谱分配。 n进一步增强进一步增强MBMS功能，支持专用载波的功能，支持专用载波的MBMS业务。业务。 LTE主要技术特征 多带宽支持多带宽支持 nE-UTRA可以应用不同大小的频谱分配，可以应用不同大小的频谱分配， 上下行链路上下行链路 上，可以包括有上，可以包括有1.25 MHz、1.6 MHz、2.5 MHz、5 MHz、 10 MHz、15 MHz 以及以及20 MHz。支持成对或非成对的频。支持

32、成对或非成对的频 谱分配情况。谱分配情况。 LTE主要技术特征 与已有与已有3GPP无线接入技术的共存和交互无线接入技术的共存和交互 n尽量保持和尽量保持和3GPP Release 6的兼容，但是要注重平衡整的兼容，但是要注重平衡整 个系统的性能和容量。个系统的性能和容量。 n可接受的系统和终端的复杂性、价格和功率消耗；降可接受的系统和终端的复杂性、价格和功率消耗；降 低空中接口和网络架构的成本。低空中接口和网络架构的成本。 n在在Release6中使用中使用CS域支持的一些实时业务，如语音域支持的一些实时业务，如语音 业务，在业务，在LTE里应该能在里应该能在PS域里实现（整个速度区域里实现

33、（整个速度区 间），且质量不能下降。间），且质量不能下降。 nE-UTRAN和和UTRAN（或者（或者GERAN）之间实时业务在切换）之间实时业务在切换 时，中断时间不超过时，中断时间不超过300ms。 LTE主要技术特征 其他性能指标其他性能指标 n无线资源管理需求无线资源管理需求 增强的支持端到端服务质量。增强的支持端到端服务质量。 有效支持高层传输。有效支持高层传输。 支持负荷共享和不同无线接入技术之间的策略管理。支持负荷共享和不同无线接入技术之间的策略管理。 n减小减小CAPEX和和OPEX 体系结构的扁平化和中间结点的减少使得设备成本和维护体系结构的扁平化和中间结点的减少使得设备成本

34、和维护 成本得以显著降低。成本得以显著降低。 LTE主要技术特征 E-UTRAN物理层技术特征物理层技术特征 n传输信道的下行链路物理层处理包括以下步骤：传输信道的下行链路物理层处理包括以下步骤：CRC插入、信道插入、信道 编码、编码、HARQ、信道交织、加扰、调制和层间映射与预编码以及映、信道交织、加扰、调制和层间映射与预编码以及映 射到指定资源和天线口等功能。射到指定资源和天线口等功能。PDSCH和和PUSCH都基本采用都基本采用24bit的的 CRC。支持三种调制方式。支持三种调制方式QPSK、16QAM和和64QAM。 n下行链路的物理层过程有链路自适应（下行链路的物理层过程有链路自适

35、应（AMC，Link adaptation）、）、 功率控制和小区搜索；上行链路的物理层过程有链路自适应、功功率控制和小区搜索；上行链路的物理层过程有链路自适应、功 率控制和上行链路的定时控制。率控制和上行链路的定时控制。 LTE主要技术特征 信道类型和映射关系信道类型和映射关系 nLTE的信道类型和映射关系从传输信道的设计方面来看，的信道类型和映射关系从传输信道的设计方面来看，LTE的信道数量的信道数量 将比将比WCDMA系统有所减少。最大的变化是将取消专用信道，在上行和下系统有所减少。最大的变化是将取消专用信道，在上行和下 行都采用共享信道（行都采用共享信道（SCH）。）。 nLTE的逻辑

36、信道可以分为控制信道和业务信道两类来描述，控制信道包括的逻辑信道可以分为控制信道和业务信道两类来描述，控制信道包括 有广播控制信道有广播控制信道BCCH、寻呼控制信道、寻呼控制信道PCCH、公共控制信道、公共控制信道CCCH、多播、多播 控制信道控制信道MCCH和专用控制信道和专用控制信道DCCH几类；业务信道分为专用业务信道几类；业务信道分为专用业务信道 DTCH和多播业务信道和多播业务信道MTCH两类。两类。 nLTE的传输信道按照上下行区分，下行传输信道有寻呼信道的传输信道按照上下行区分，下行传输信道有寻呼信道PCH、广播信、广播信 道道BCH、多播信道、多播信道MCH和下行链路共享信道

37、和下行链路共享信道DL-SCH，上行传输信道有随机，上行传输信道有随机 接入信道接入信道RACH和上行链路共享信道和上行链路共享信道UL-SCH。 nLTE的物理信道按照上下行区分，下行物理信道有公共控制物理信道的物理信道按照上下行区分，下行物理信道有公共控制物理信道 CCPCH、物理数据共享信道、物理数据共享信道PDSCH和物理数据控制信道和物理数据控制信道PDCCH，上行物理，上行物理 信道有物理随机接入信道信道有物理随机接入信道PRACH、物理上行控制信道、物理上行控制信道PUCCH、物理上行共、物理上行共 享信道享信道PUSCH。 LTE主要技术特征 下行传输信道和物理信道的映射下行传

38、输信道和物理信道的映射 LTE主要技术特征 上行传输信道和物理信道的映射上行传输信道和物理信道的映射 LTE主要技术特征 下行逻辑信道和传输信道的映射下行逻辑信道和传输信道的映射 LTE主要技术特征 上行逻辑信道和传输信道的映射上行逻辑信道和传输信道的映射 LTE主要技术特征 各类信道的物理层模型各类信道的物理层模型 n下边几个图形分别描述各类信道的物理层模型。下图中下边几个图形分别描述各类信道的物理层模型。下图中 NodeB在在LTE中称为中称为E-NodeB或或eNB。 LTE主要技术特征 DL-SCH物理层模型物理层模型 CRC RB mapping Coding + RM Data m

39、odulation Interl. CRC Resource mapping Coding + RM QPSK, 16QAM, 64QAMData modulation Interleaving HARQ MAC scheduler N Transport blocks (dynamic size S1., SN) Node B Redundancy for data detection Redundancy for error detection Multi-antenna processing Resource/power assignment Modulation scheme Redu

40、ndancy version Antenna mapping HARQ info ACK/NACK Channel-state information, etc. Antenna mapping CRC RB mapping Coding + RM Data modulation Interl. CRC Resource demapping Decoding + RM Data demodulation Deinterleaving HARQ UE HARQ info ACK/NACK Antenna demapping Error indications CRC RB mapping Cod

41、ing + RM Data modulation Interl. CRC Resource mapping Coding + RM QPSK, 16QAM, 64QAMData modulation Interleaving HARQ MAC scheduler N Transport blocks (dynamic size S1., SN) Node B Redundancy for data detection Redundancy for error detection Multi-antenna processing Resource/power assignment Modulat

42、ion scheme Redundancy version Antenna mapping HARQ info ACK/NACK Channel-state information, etc. Antenna mapping CRC RB mapping Coding + RM Data modulation Interl. CRC Resource demapping Decoding + RM Data demodulation Deinterleaving HARQ UE HARQ info ACK/NACK Antenna demapping Error indications LTE

43、主要技术特征 BCH 物理层模型物理层模型 LTE主要技术特征 PCH 物理层模型物理层模型 LTE主要技术特征 MCH物理层模型物理层模型 LTE主要技术特征 UL-SCH 物理层模型物理层模型 LTE主要技术特征 课程内容课程内容 LTE概述 LTE系统 LTE主要技术特征 无线资源管理 移动性过程 物理层过程 LTE关键技术 中兴通讯LTE系统 无线承载控制无线承载控制RBC nRBC功能体位于功能体位于eNB，主要用于建立维护和释放无线，主要用于建立维护和释放无线 承载包括配置与其关联的无线资源。承载包括配置与其关联的无线资源。 当为一个业务建立一个无线承载时，无线承载控制要考虑当为一

44、个业务建立一个无线承载时，无线承载控制要考虑E- UTRAN整体资源状况、正在进行的会话的整体资源状况、正在进行的会话的QOS需求和新业务需求和新业务 的的QOS需求。需求。 RBC 也需要考虑维护正在会话中的无线承载由于移动性或也需要考虑维护正在会话中的无线承载由于移动性或 其他原因而改变无线资源环境时的处理。其他原因而改变无线资源环境时的处理。 RBC同时需要考虑关联无线承载在会话终止、切换或其他场同时需要考虑关联无线承载在会话终止、切换或其他场 景时，释放无线资源的处理。景时，释放无线资源的处理。 无线资源管理 无线接纳控制无线接纳控制RAC nRAC功能体位于功能体位于eNB，主要任务

45、是接纳或拒绝新的无，主要任务是接纳或拒绝新的无 线承载的建立请求。线承载的建立请求。 RAC需要考虑需要考虑E-UTRAN的整体资源状况、的整体资源状况、QOS需求、优先级需求、优先级 以及正在进行的会话所提供的以及正在进行的会话所提供的QOS和新无线承载请求的和新无线承载请求的QOS 需求。需求。 RAC的目标是确保更好的利用无线资源（只要在无线资源可的目标是确保更好的利用无线资源（只要在无线资源可 用时，即可接纳无线承载请求），同时要保证正在进行的用时，即可接纳无线承载请求），同时要保证正在进行的 会话的服务质量（如果影响到正在进行的会话，则拒绝无会话的服务质量（如果影响到正在进行的会话，

46、则拒绝无 线承载请求）。线承载请求）。 无线资源管理 连接移动性控制连接移动性控制CMC n连接移动性控制功能位于连接移动性控制功能位于eNB，主要用于管理在空闲，主要用于管理在空闲 模式或激活模式移动性时连接的无线资源。模式或激活模式移动性时连接的无线资源。 在空闲模式，小区选择算法通过设置参数来控制（门限和在空闲模式，小区选择算法通过设置参数来控制（门限和 滞后参数值），定义最好小区或决定滞后参数值），定义最好小区或决定UE开始选择一个新小开始选择一个新小 区的时间。同样，区的时间。同样，E-UTRAN的广播参数配置的广播参数配置UE在激活模式下在激活模式下 的测量和报告过程，需要支持无线

47、连接的移动性。切换的的测量和报告过程，需要支持无线连接的移动性。切换的 决策可以通过决策可以通过UE或者是或者是eNB的测量来作为依据。此外，切换的测量来作为依据。此外，切换 决策也可以采用其他的输入，例如邻区的负荷、业务流的决策也可以采用其他的输入，例如邻区的负荷、业务流的 属性、传输和硬件资源以及其他运营商定义的策略等。属性、传输和硬件资源以及其他运营商定义的策略等。 无线资源管理 分组调度分组调度PS-动态资源分配动态资源分配DRA n动态资源分配功能体位于动态资源分配功能体位于eNB，动态资源分配或分组，动态资源分配或分组 调度用于给用户和控制面包分配资源，或取消分配调度用于给用户和控

48、制面包分配资源，或取消分配 资源，也包括对资源块的缓冲和处理资源。动态资资源，也包括对资源块的缓冲和处理资源。动态资 源分配包括几个子任务，包括选择要被调度的无线源分配包括几个子任务，包括选择要被调度的无线 承载和管理必须的资源。分组调度典型的功能是考承载和管理必须的资源。分组调度典型的功能是考 虑与无线承载关联的虑与无线承载关联的QOS需求、需求、UE的信道质量信息、的信道质量信息、 缓存状态以及干扰条件等。动态资源分配也需要在缓存状态以及干扰条件等。动态资源分配也需要在 小区间干扰协调时，考虑限制或选择一些可用的资小区间干扰协调时，考虑限制或选择一些可用的资 源块。源块。 无线资源管理 小

49、区间干扰协调小区间干扰协调ICIC n小区间干扰协调功能位于小区间干扰协调功能位于eNB，ICIC用于管理无线资用于管理无线资 源特别是无线资源块，以便于小区间的干扰可以被源特别是无线资源块，以便于小区间的干扰可以被 控制。本质上控制。本质上ICIC是一个多小区的无线资源管理功能，是一个多小区的无线资源管理功能， 所以需要考虑来自多个小区的信息，例如资源使用所以需要考虑来自多个小区的信息，例如资源使用 状态和业务负荷情况。上行链路和下行链路的首选状态和业务负荷情况。上行链路和下行链路的首选 ICIC方法应不同。方法应不同。 无线资源管理 负载均衡负载均衡LB n负荷均衡功能位于负荷均衡功能位于

50、eNB，负责处理多个小区上业务负，负责处理多个小区上业务负 荷的不均匀分布。负荷均衡的目的是影响负荷的分荷的不均匀分布。负荷均衡的目的是影响负荷的分 布，以使得高效的利用无线资源、保证用户业务布，以使得高效的利用无线资源、保证用户业务QOS 以及降低掉话率。负荷均衡算法可能触发切换或者以及降低掉话率。负荷均衡算法可能触发切换或者 小区重选的决策，以用于重新分配业务流，把高负小区重选的决策，以用于重新分配业务流，把高负 荷小区的业务流分配到卫充分利用的小区上。荷小区的业务流分配到卫充分利用的小区上。 无线资源管理 RAT间的无线资源管理间的无线资源管理 n无线接入技术间的无线资源管理主要用于管理

51、无线无线接入技术间的无线资源管理主要用于管理无线 接入技术间移动，特别是无线接入技术间切换时连接入技术间移动，特别是无线接入技术间切换时连 接的无线资源。在无线接入技术间切换时，切换决接的无线资源。在无线接入技术间切换时，切换决 策需要考虑所涉及的无线接入技术的资源状况、以策需要考虑所涉及的无线接入技术的资源状况、以 及及UE的能力和运营商策略等。的能力和运营商策略等。 无线资源管理 课程内容课程内容 LTE概述 LTE系统 LTE主要技术特征 无线资源管理 移动性过程 物理层过程 LTE关键技术 中兴通讯LTE系统 移动性过程移动性过程 nE-UTRAN内部的移动性过程内部的移动性过程 E-

52、UTRAN内部的移动性过程包括小区选择过程、小区重选过内部的移动性过程包括小区选择过程、小区重选过 程、切换、数据前向、无线链路失败以及无线接入网共享程、切换、数据前向、无线链路失败以及无线接入网共享 等。等。 待五月待五月3GPP会议后补充内容。会议后补充内容。 nRAT间切换间切换 待待3GPP会议确定后补充内容。会议确定后补充内容。 移动性过程 随机接入随机接入 n随机接入过程分为两类：非同步随机接入和同步随机接入。随机接入过程分为两类：非同步随机接入和同步随机接入。 n非同步随机接入非同步随机接入 是在是在UE还未获得上行时间同步或丧失同步时，用于还未获得上行时间同步或丧失同步时，用于

53、NodeB估计、调整估计、调整UE上行发上行发 射时钟的过程。这个过程也同时用于射时钟的过程。这个过程也同时用于UE向向NodeB请求资源分配请求资源分配 上行接入信道基本带宽为上行接入信道基本带宽为1.25MHz，但也可能采用更宽的带宽或多个，但也可能采用更宽的带宽或多个1.25MHz信信 道。目前道。目前LTE正在考虑两种非同步随机接入方法。第一种接入过程为：正在考虑两种非同步随机接入方法。第一种接入过程为：UE一次一次 性发送用于同步和资源请求的性发送用于同步和资源请求的Preamble，NodeB也一次性反馈时钟信息和资源分也一次性反馈时钟信息和资源分 配信息；第配信息；第2种接入过程

54、为：种接入过程为：UE先发送用于同步的先发送用于同步的Preamble，NodeB反馈时钟信反馈时钟信 息和可供息和可供UE发送资源请求信息的资源。而后发送资源请求信息的资源。而后UE再使用再使用NodeB分配的资源在共享分配的资源在共享 信道或随机接入信道（对基于信道或随机接入信道（对基于LCR-TDD的的TDDLTE系统）发送资源请求，然后系统）发送资源请求，然后 NodeB再反馈数据发送资源分配。再反馈数据发送资源分配。 RACH的发送将采用开环功率控制技术，也就是说，系统会根据需要调整每次的发送将采用开环功率控制技术，也就是说，系统会根据需要调整每次 RACH信号的发射功率。信号的发射

55、功率。FDD系统的开环功控将采用可变步长的功率渐增系统的开环功控将采用可变步长的功率渐增 （Powerramping）方法，而）方法，而TDD系统的开环功控可以针对每次系统的开环功控可以针对每次RACH发送独立的发送独立的 调整发射功率。调整发射功率。 移动性过程 随机接入随机接入 n同步随机接入同步随机接入 用于在用于在UE已经取得并保持着和已经取得并保持着和NodeB的同步时进行随机接入。的同步时进行随机接入。 同步随机接入的目的主要是请求资源分配。同步随机接入的目的主要是请求资源分配。 上行接入的最小带宽等于资源分配的基本单位（即上行接入的最小带宽等于资源分配的基本单位（即375kHz）

56、，）， 但也可能采用更宽的带宽或多个但也可能采用更宽的带宽或多个1.25MHz信道。信道。RACH信号的长信号的长 度可以根据不同的小区大小进行调整（静态、半静态或动态），度可以根据不同的小区大小进行调整（静态、半静态或动态）， 以在开销、延迟和覆盖之间取得最佳的折衷。两种过程的处理以在开销、延迟和覆盖之间取得最佳的折衷。两种过程的处理 基本相同，只是同步随机接入省去了同步的过程。基本相同，只是同步随机接入省去了同步的过程。 移动性过程 课程内容课程内容 LTE概述 LTE系统 LTE主要技术特征 无线资源管理 移动性过程 物理层过程 LTE关键技术 中兴通讯LTE系统 调度调度 n下行链路的

57、调度：下行链路的调度：Node B的调度程序的调度程序 (对于单播传输对于单播传输) 动态控制，在给定时间，时间和频率资源分配给某动态控制，在给定时间，时间和频率资源分配给某 一用户。下行链路控制信令通知一用户。下行链路控制信令通知UE分配给其的资源分配给其的资源 和对应的传输格式。调度程序可以同时从可用的方和对应的传输格式。调度程序可以同时从可用的方 法中选择最好的复接策略。法中选择最好的复接策略。 n上行链路的调度：上行链路可以允许上行链路的调度：上行链路可以允许NodeB控制的调控制的调 度和基于竞争的接入。度和基于竞争的接入。 物理层过程 链路自适应链路自适应 n下行链路自适应的核心技

58、术是自下行链路自适应的核心技术是自 适应调制和编码（适应调制和编码（AMC）。采用）。采用 RB-commonAMC。也就是说，对。也就是说，对 于一个用户的一个数据流，在一于一个用户的一个数据流，在一 个个TTI内，一个层内，一个层2的的PDU只采用只采用 一种调制编码组合（但在一种调制编码组合（但在MIMO 的不同流之间可以采用不同的的不同流之间可以采用不同的 AMC组合）。组合）。 n编码和调制的完整过程参见右图编码和调制的完整过程参见右图 所示来描述。所示来描述。 物理层过程 链路自适应链路自适应 n上行链路自适应比下行包含更多的内容，除了上行链路自适应比下行包含更多的内容，除了AMC

59、外，外， 还包括传输带宽的自适应调整和发射功率的自适应调还包括传输带宽的自适应调整和发射功率的自适应调 整。上行链路自适应用于在系统吞吐量最大时，保证整。上行链路自适应用于在系统吞吐量最大时，保证 每个每个UE请求的最小传输性能，例如用户数据速率、包请求的最小传输性能，例如用户数据速率、包 丢失率、延迟时间等。丢失率、延迟时间等。UE发射带宽的调整主要基于平发射带宽的调整主要基于平 均信道条件（如路损和阴影）、均信道条件（如路损和阴影）、UE能力和要求的数据能力和要求的数据 率。该调整是否也基于快衰落和频域调度，有待于进率。该调整是否也基于快衰落和频域调度，有待于进 一步研究。一步研究。 物理

60、层过程 小区搜索小区搜索 n可用于小区搜索的信道包括同步信道（可用于小区搜索的信道包括同步信道（SCH）和广播）和广播 信道（信道（BCH），），SCH用来取得下行系统时钟和频率同用来取得下行系统时钟和频率同 步，而步，而BCH则用来取得小区的特定信息。另外，参考则用来取得小区的特定信息。另外，参考 信号也可能被用于一部分小区搜索过程。信号也可能被用于一部分小区搜索过程。 n总的来说，总的来说，UE在小区搜索过程中需要获得的信息包括：在小区搜索过程中需要获得的信息包括： 符号时钟和频率信息、小区带宽、小区符号时钟和频率信息、小区带宽、小区ID、帧时钟信、帧时钟信 息、小区多天线配置、息、小区多