课程05--LTE物理层概述

1、Copyright 2011 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. 三、三、LTELTE物理层概述物理层概述Copyright 2011 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. 物理资源概念物理资源概念无线帧无线帧OFDM符号符号天线端口天线端口基本时间基本时间单位单位时隙时隙-slot子帧子帧物理资源物理资源接收机用来区分资源在空间上的差别，包括三类天线端口：CRS： 天线端口03MBSFN：天线端口4DRS： 天线端口5秒2048150001sTCopyright

2、2011 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Copyright 2011 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Copyright 2011 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Copyright 2011 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Copyright 2011 Huawei Technologies Co., Ltd. A

3、ll rights reserved. Copyright 2011 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. 目 录lLTE物理层概述lLTE物理层信道与信号p下行物理信道p下行物理信号p上行物理信道p上行物理信号lLTE物理层过程Copyright 2011 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. 下行物理信道下行物理信道PBCH：物理广播信道物理广播信道调制方式：QPSKPDSCH：物理下行共享信道物理下行共享信道调制方式：QPSK, 16QAM, 64QAMPCFI

4、CH：物理控制格式指示信道物理控制格式指示信道调制方式：QPSKPMCH：物理多播信道物理多播信道调制方式：QPSK, 16QAM, 64QAMPDCCH：物理下行控制信道物理下行控制信道调制方式：QPSK下行物理信道PHICH：物理物理HARQ指示信道指示信道调制方式：BPSKCopyright 2011 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. 下行物理信道功能概述l物理物理下行控制下行控制信道信道(PDCCH）p用于指示PDSCH相关的传输格式，资源分配，HARQ信息等 l物理物理下行共享下行共享信道信道(PDSCH)p传输数据

5、块l物理广播物理广播信道信道(PBCH)p传递UE接入系统所必需的系统信息，如带宽，天线数目等 l物理控制格式指示信道物理控制格式指示信道(PCFICH)p一个子帧中用于PDCCH的OFDM符号数目 l物理物理HARQ指示信道指示信道(PHICH)p用于NodB向UE 反馈和PUSCH相关的ACK/NACK信息 l物理多播物理多播信道信道(PMCH)p传递MBMS相关的数据 Copyright 2011 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. 下行信道的映射Copyright 2011 Huawei Technologies Co.

6、, Ltd. All rights reserved. l 下行物理信道一般处理流程下行物理信道一般处理流程下行物理信道处理流程下行物理信道处理流程加扰加扰调制调制层映射层映射预编码预编码RE映射映射OFDM信信号产生号产生Copyright 2011 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. PBCH信道功能lPBCH传送的系统广播信息包括：下行系统带宽、SFN子帧号、PHICH指示信息、天线配置信息等；其中天线信息映射在CRC的掩码当中Copyright 2011 Huawei Technologies Co., Ltd. All

7、 rights reserved. l PCFICH用于指示在一个子帧中传输PDCCH所使用的OFDM符号个数p CFI：2bit信息p 1/16编码，QPSK调制下行物理信道PCFICH信息Copyright 2011 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. 下行物理信道PHICH信息lPHICH承载1bit ACK NACK信息p采用BPSK调制p通过FDM、CDM以及I/Q复用承载多个用户的HARQ反馈p常规CP：一个信道占12个RE，3次重复、4倍扩频、8PHICHS Per PHICH groupp扩展CP：一个信道占12

8、个RE，3次重复、2倍扩频、4PHICHS Per PHICH groupCopyright 2011 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. p 确定唯一的物理小区确定唯一的物理小区idp 下行信道质量测量下行信道质量测量p 下行信道估计，用于下行信道估计，用于UEUE端的相干检测和解调端的相干检测和解调同步信号同步信号参考信号参考信号 主同步信号主同步信号辅同步信号辅同步信号 小区专用参考信号小区专用参考信号 MBSFN参考信号参考信号 终端专用的参考信终端专用的参考信号号下行物理信号下行物理信号Copyright 2011 H

9、uawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. PCIPCI( (小区参考信号小区参考信号) )PCI区分小区物理ID，一共有504个PSS主同步信号：3个SSS辅同步信号：168个PCI=3*SSS+PSSCopyright 2011 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. 模三干扰：模三干扰：PCIPCI指的的是物理小区指的的是物理小区IDID，作用相当于，作用相当于TDTD里扰码的概念，里扰码的概念，用来区分小区，因为目前用来区分小区，因为目前LTELTE组网是同频组网，所以

10、区分组网是同频组网，所以区分小区必须是不同的小区必须是不同的PCIPCI来区分来区分. .其中其中pcipci共有共有504504个，从个，从0 0到到503503进行编号，进行编号，504504是怎么得来的呢？是怎么得来的呢？ 是通过这样一个公是通过这样一个公式：式： PCI=3PCI=3* *sss+psssss+pss，其中，其中SSSSSS是辅同步信号，共是辅同步信号，共168168组，组，从从0 0至至167167编号，编号，psspss是主同步信号，共是主同步信号，共3 3个，即个，即0,1,2.0,1,2.那那么通过公式正好得到么通过公式正好得到504504个个PCIPCI，其实

11、反过来，其实反过来PCI/3PCI/3即是即是mod3mod3的来源，的来源，mod3mod3干扰就是干扰就是pcipci除除3 3之后的余数相同的概之后的余数相同的概念也就是念也就是psspss信号相同导致的干扰。信号相同导致的干扰。Copyright 2011 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. PUSCH：物理上行共享信道：物理上行共享信道调制方式：QPSK, 16QAM, 64QAMPRACH: : 物理随机接入信道物理随机接入信道调制方式：QPSKPUCCH：物理上行控制信道物理上行控制信道调制方式：QPSK上行物理信

12、道上行物理信道上行物理信道Copyright 2011 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. 上行信道的映射Copyright 2011 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. 上行物理信道功能概述l物理上行控制信道物理上行控制信道(PUCCH)p当没有PUSCH时，UE用PUCCH发送ACK/NAK，CQI，调度请求(SR，RI) 信息。p当有PUSCH时，在PUSCH上发送这些信息l物理上行共享信道物理上行共享信道(PUSCH)p承载数据l物理随机接入信道物理随机接

13、入信道 (PRACH)p用于随机接入，发送随机接入需要的信息，preamble等Copyright 2011 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. 上行物理信号上行物理信号p 上行信道估计，用于上行信道估计，用于eNodeB端的相干检测和解调；端的相干检测和解调；p 上行信道质量测量；上行信道质量测量；参考信号参考信号 解调用参考信号解调用参考信号(DRS) 探测用参考信号探测用参考信号(SRS)Copyright 2011 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. l

14、探测用参考信号探测用参考信号 上行物理信号上行物理信号p 对上行信道质量进行估计，用于上行信道调度主要作用主要作用p 对于TDD，可以利用信道对称性获得下行信道质量；Copyright 2011 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. LTE小区搜索获得的基本信息l初始的符号定时l频率同步l小区传输带宽l小区标识号l帧定时信息l小区基站的天线配置信息（发送天线数）l循环前缀（CP）的长度（LTE对单播和广播/组播业务规定了不同的CP长度）Copyright 2011 Huawei Technologies Co., Ltd. All

15、 rights reserved. 5ms 定时，获得定时，获得(2)IDN10ms 定时，获得定时，获得(1)IDN计算得到计算得到 (2)ID(1)IDcellID3NNN读取读取MIB读取读取SIB主同步信号主同步信号 辅同步信号辅同步信号 PBCH DBCH 其他系统信息其他系统信息公共天线端口数目（盲检）公共天线端口数目（盲检）SFN下行系统带宽下行系统带宽 PHICH配置信息配置信息l 小区搜索流程小区搜索流程小区搜索过程小区搜索过程Copyright 2011 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. LTE小区搜索的主

16、要流程Copyright 2011 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. LTE小区搜索优点l预先固定小区搜索频段l无论小区采用何种传输带宽，用户终端只需要利用中央频段就能快速获得小区信息Copyright 2011 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. 随机接入过程随机接入过程随机接入前导随机接入前导(Preamble)的发送的发送随机接入响应随机接入响应随机接入过程随机接入过程Preamble当当UE收到收到eNB的广播信息需要接入时，从序列集中随机选择一个的广播

17、信息需要接入时，从序列集中随机选择一个preamble序列发给序列发给eNB,然后根据不同的前导序列来区分不同的然后根据不同的前导序列来区分不同的UE.Copyright 2011 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. 随机接入过程随机接入过程l UE UE侧随机接入流程侧随机接入流程p 解析传输请求，获得随机接入配置信息；p 选择preamble序列 1)基于竞争的随机接入：随机选择preamble 2)无竞争的随机接入：由高层指定preamblep 按照指定功率发送preamblep 盲检用RA-RNTI标识的PDCCH -检

18、测到，接收对应的PDSCH并将信息上传； -否则直接退出物理层随机接入过程，由高层 逻辑决定后续操作；Copyright 2011 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. 随机接入过程随机接入过程p适用于初始接入适用于初始接入pUE端通过在特定的时频资源上，发送可以标识其身份的preamble序列，进行上行同步p基站端在对应的时频资源对preamble序列进行检测，完成序列检测后，发送随机接入响应。pUE端在发送preamble序列后，在后续的一段时间内检测基站发送的随机接入响应pUE在检测到属于自己的随机接入响应，该随机接入响应中包含UE进行上行传输的资源调度信息p基站发送冲突解决响应，UE判断是否竞争成功l竞争的随机接入流程竞争的随机接入流程Copyrigh