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文档简介
1、LTE相关信道映射信道类型信道名称TD-S类似信道功能简介控制信道PBCH(物理广播信道)PCCPCHMIBPDCCH(下行物理控制信道)HS-SCCH•
传输上下行数据调度信令•
上行功控命令•
寻呼消息调度授权信令•
RACH响应调度授权信令PHICH(HARQ指示信道)ADPCH传输控制信息HI(ACK/NACK)PCFICH(控制格式指示信道)N/A指示PDCCH长度的信息PRACH(随机接入信道)PRACH用户接入请求信息PUCCH(上行物理控制信道)HS-SICH传输上行用户的控制信息,涉及CQI,ACK/NAK反馈,调度请求等。闭环功控参数TCP业务信道PDSCH(下行物理共享信道)PDSCH下行用户数据、RRC信令、SIB、寻呼消息PUSCH(上行物理共享信道)PUSCH上行用户数据、用户控制信息反馈,涉及CQI,PMI,RI逻辑信道:广播,寻呼,多播,控制,业务(即控制和业务两大类)传输信道:广播,寻呼,多播,共享特殊子帧包含三个部分:DwPTS(downlinkpilottimeslot),GP(guardperiod),UpPTS(uplinkpilottimeslot)。DwPTS传输的是下行的参考信号,也可以传输一些控制信息。UpPTS上可以传输一些短的RACH和SRS的信息。GP是上下行之间的保护时间。调制方式:PCFICH
QPSKPHICH
BPSKPBCH
QPSKPDCCH
QPSKPDSCH
QPSK,16QAM,64QAMPUCCH
BPSK,QPSKPUSCH
QPSK,16QAM,
64QAMPRACH不用星座图,用ZC序列.2、LTE社区搜索流程:PSS-->SSS-->RS-->BCH.PCI=PSS+3*SSS3、传输模式Mode传输模式技术描述应用场景1单天线传输信息通过单天线进行发送无法布放双通道室分系统的室内站2发射分集同一信息的多个信号副本分别通过多个衰落特性互相独立的信道进行发送信道质量不好时,如社区边沿3开环空间复用终端不反馈信道信息,发射端根据预定义的信道信息来拟定发射信号信道质量高且空间独立性强时4闭环空间复用需要终端反馈信道信息,发射端采用该信息进行信号预解决以产生空间独立性信道质量高且空间独立性强时。终端静止时性能好5多用户MIMO基站使用相同时频资源将多个数据流发送给不同用户,接受端运用多根天线对干扰数据流进行取消和零陷。6单层闭环终端反馈RI=1时,发射端采用单层预编码,使其适应当前的信道空间复用7单流发射端运用上行信号来估计下行信道的特性,在下行信号发送时,每根天线上乘以相应的特性权值,使其天线阵发射信号具有波束赋形效果信道质量不好时,如社区边沿Beamforming8双流结合复用和智能天线技术,进行多路波束赋形发送,既提高用户信号强度,又提高用户的峰值和均值速率信道质量较高且具有一定空间独立性时(信道质量介于单流beamforming与空间复用之间)R9版本中Beamforming传输模式是针对单个终端的。同社区不同终端可以有不同传输模式eNB自行决定某一时刻对某一终端采用什么传输模式,并通过RRC信令告知终端模式3到模式8中均具有发射分集。当信道质量快速恶化时,eNB可以快速切换到模式内发射分集模式1.TM1,单天线端口传输:重要应用于单天线传输的场合。ﻫ2.TM2,发送分集模式:适合于社区边沿信道情况比较复杂,干扰较大的情况,有时候也用于高速的情况,分集可以提供分集增益。
3.TM3,开环空间分集:合适于终端(UE)高速移动的情况。ﻫ4.TM4,闭环空间分集:适合于信道条件较好的场合,用于提供高的数据率传输。ﻫ5.TM5,MU-MIMO传输模式:重要用来提高社区的容量。
6.TM6,Rank1的传输:重要适合于社区边沿的情况。
7.TM7,Port5的单流Beamforming模式:重要也是社区边沿,可以有效对抗干扰。
8.TM8,双流Beamforming模式:可以用于社区边沿也可以应用于其他场景。ﻫ9.TM9,传输模式9是LTE-A中新增长的一种模式,可以支持最大到8层的传输,重要为了提高数据传输速率。4、参考信号5、各层开销与速率从协议栈的不同层上进行定义,相应就体现了不同层的吞吐率,从高层到底层重要的有:应用层速率、IP层速率、PDCP层速率、RLC层速率、MAC层速率、物理层速率。高层速率和底层速率之间,重要差别在于头开销、以及重传的差异,比如说TCP层的重传数据不会体现在应用层吞吐率上,但是会体现在底层的如物理层吞吐率上。用户面的协议栈参考下图:图表STYLEREF1\s11上行用户面协议栈上层的数据到了底层之后,都会进行一层封装,从而增长了头开销,而在本层增长的头开销到了更底层的时候就又体现为数据量,应当计算入该层的吞吐量中,其各层吞吐率中包含的开销可以参考下图:6、LTE网络架构与承载概念承载在网络结构中,存在各类承载,具体划分如下:UE~eNodeB~S-GW~P-GWRB(无线承载):UE到eNodeB之间的承载;E-RAB承载:UE到S-GW之间的承载;S5/S8承载:S-GW到P-GW之间的承载;S1承载:eNodeB到S-GW之间的承载;EPS承载:UE到之间P-GW的承载。在承载建立和释放过程中,当用户开机时,即建立EPS承载,假如用户不做业务,空口RB会被释放,但S5/S8承载保存,IP同样保存,这也就是LTE的“永远在线”。上图右下角的Operator’sIPServices,将在VOIP中使用。1.2.1DRB
“数据无线承载”DRB是用于传输用户数据的无线承载,DRB只有一种,协议规定每个UE可以最多有8个DRB用来传输不同的业务。ﻫﻫ1.2.2SRBﻫ“信令无线承载”(SRB)定义为仅仅用于RRC和NAS消息传输的无线承载(RB)。更具体地讲,定义如下三种SRB:ﻫ
●SRB0用于RRC消息,使用CCCH逻辑信道;message3、4均使用SRB0。ﻫ●SRB1用于RRC消息(也许涉及具有NAS消息),SRB1先于SRB2的建立,所有使用DCCH逻辑信道;message5使用SRB1。
●SRB2用于NAS消息,使用DCCH逻辑信道。SRB2要后于SRB1建立,并且总是由E-UTRAN在安全激活后进行配置。7、调度概念8、LTE网络架构和接口9、PUCCH/PDCCH格式DCI格式用途通过DCI格式传输的信息DCI0用于PUSCH调度格式0和格式1A区分的标志(1bit)跳频标志位(1bit)资源块分派和跳频资源分派调制编码方案和冗余版本(5bit)新数据指示(1bit)被调度的PUSCH的传输功率控制命令(2bit)上行索引号(2bit)下行索引号(2bit)CQI请求(1bit)DCI1调度PDSCH单码字资源分派类型0或者1(1bit)资源块分派调制编码方案(5bit)HARQ进程数(4bit)新数据指示(1bit)冗余版本(2bit)PUCCH传输功率控制命令(2bit)下行分派索引(2bit)DCI1A压缩调度of|(PDSCH单码字&PDCCH命令发起的随机接入进程)集中式和分布式VRB分派标志(1bit)资源块分派调制编码方案(5bit)HARQ进程数(4bit)新数据指示(1bit)冗余版本(2bit)PUCCH传输功率控制命令(2bit)下行分派索引(2bit)格式0和格式1A区分标志(1bit)集中式和分布式VRB分派标志(1bit)资源块分派随机接入导频序列号(6bit)PRACH掩码号(4bit)用于单PDSCH码字的压缩调度的其余比特所有设立成0DCI1B带有预编码信息的PDSCH单码字压缩调度集中式和分布式VRB分派标志(1bit)资源块分派调制编码方案(5bit)HARQ进程数(4bit)新数据指示(1bit)冗余版本(2bit)PUCCH传输功率控制命令(2bit)下行分派索引(2bit)用于预编码的TPMI信息TPMI信息用于预编码的PMI确认DCI1CPDSCH单码字的高压缩调度间距值(1bit)资源块分派传输块尺寸索引(5bit)DCI1D压缩调度of(带有预编码和功率偏移信息的PDSCH单码字)集中式/分布式VRB分派标志位(1bit)资源块分派调制编码方案(5bit)HARQ进程数(4bit)新数据指示(1bit)冗余版本(2bit)PUCCH传输功率控制命令(2bit)下行分派索引(2bit)用于预编码的TPMI信息TPMI信息下行功率偏移(1bit)DCI2调度PDSCH双码字资源分派头(资源分派类型0/资源分派类型1)(1bit)资源块分派用于PUCCH的功控命令(2bit)下行分派索引(2bit)HARQ进程数(4bit)传输块到码块映射标志位(1bit)TB1&TB2:调制编码方案(5bit)新数据指示(1bit)冗余版本(2bit)预编码信息DCI2A带有预编码的PDSCH双码字资源分派头(资源分派类型0/资源分派类型1)(1bit)资源块分派用于PUCCH的TPC命令(2bit)下行分派索引(2bit);HARQ进程数(4bit)传输块到码块映射标志位(1bit)TB1&TB2:调制编码方案(5bit)新数据指示(1bit)冗余版本(2bit)预编码信息DCI2B带扰码?的PDSCH双码字资源分派头(资源分派类型0/资源分派类型1)(1bit)资源块分派下行分派索引(2bit)HARQ进程数(4bit)扰码标记(1bit)TB1&TB2:调制编码方案(5bit)新数据指示(1bit)冗余版本(2bit)DCI3PUCCH和PUSCH的TPC命令传输TPC命令1,TPC命令2(2bit)DCI3APUCCH和PUSCH的TPC命令传输TPC命令1,TPC命令2(1bit)10、MCS11、QoS相关参数等,EPS的QoS参数12、TTI绑定TTIBundling(时隙绑定)技术是将一个数据包在连续多个TTI资源上反复进行传输,接受端将多个TTI资源上的数据合并达成提高传输质量的目的。LTE中物理层调度的基本单位是1ms,这样小的时间间隔可以使得LTE中应用的时间延迟较小。然而在某些社区边沿,覆盖受限的情况下,UE由于受到其自身发射功率的限制,在1ms的时间间隔内,也许无法满足数据发送的误块率(BLER)规定。因此,LTE中提出了TTIBundling的概念,对于上行的连续TTI进行绑定,分派给同一UE,这样可以提高数据解码成功的概率,提高LTE的上行覆盖范围,代价是增长了一些时间延迟。eNodeB只有在收到所有绑定的上行帧以后,才反馈HARQ的ACK/NACK。几个重要结论:3GPPR8版本中定义TTIBundling用于VoIP业务,最大连续使用的TTI资源数为4,往返时间RTT为16ms,调制格式为QPSK,最大分派RB资源数为3。TTIBundling既可以应用到FDD,也可以应用到TDD模式。运用4TTIbundling进行LTE上行覆盖增强,可以大约提高上行用户1~2dB的SINR。A:在连续的4个上行子帧发射同一传输块B:且只在第一个TTI相应发射时刻有PDCCHC:只在最后一个TTI(即,第4个TTI)相应的发射时刻有PHICHD:重传也是针对4个连续上行TTI发射13、ICIC概念ICIC:InterCellInterferenceCoordination,社区间干扰协调技术。
重要原理ICIC干扰协调技术是通过在社区间合理分派资源,尽量使相邻社区使用的频率资源正交,从而使达成协调社区间干扰的目的,改善社区覆盖和边沿社区速率,提高社区频谱效率。ICIC技术按照协调方式分为两类:部分频率复用(FFR:FractionalFrequencyReuse)FFR把频谱提成两个部分,基站根据分派的频段结合调度算法动态调度中心用户和边沿用户的使用频段:某些子频带上的频率复用因子为1(同频复用),而在此外一些子频带上的频率复用因子大于1(比如复用因子为3)。从功率分派的角度看,有一个子频带被所有社区等功率使用(即,频率重用因子为1),而其余子频带的功率分派在相邻社区间协调,从而在每个社区发明一个社区间干扰较低的子频带,成为社区边沿频带。
软频率复用(SFR:SoftFrequencyReuse)软频率复用对某些子频带上的功率只是部分减少,而不是完全限制使用。在SFR方案里,一个频率不再是被定义为用或者不用,而是用功率门限规定了其在多大限度上被使用,复用因子可以在1~3之间平滑过渡,这就是其得名的由来。SFR的重要特点是:对于每个社区,一部分作为主载波,其他作为副载波,主载波的功率门限高于副载波;相邻社区的主载波不重叠;主载波可用于整个社区,副载波只用于社区内部。
应用FFR和SFR在系统低负载时,增益非常有限;在系统中高负荷时对边沿频谱运用率有明显增益;SFR相对于FFR来说以更低的整体频谱运用率的损失,获得和FFR相近的边沿频谱运用率的增益;采用FFR和SFR后,上行和下行的SINR都有所改善。其中FFR改善比SFR改善的更明显;一般来说,当LTE形成连片覆盖,且系统负荷相对较高时,可开通ICIC功能减少系统干扰。14、SRSSRS是探测参考信号的缩写,所谓参考信号,那么是为谁提供参考?参考的指标是什么?答案是为eNodeB的调度提供参考,参考的内容是为上行信道质量做参考。
那么为什么需要SRS呢?众所周知,在LTE网络中,eNodeB通常是分派系统带宽的一部分区域给特定的UE,也就是在一个特定期间、给UE分派特定的频率区域资源,此时若eNodeB知道哪一部分特定频率区域质量较好,优先分派给UE将使UE的业务质量更有保障;当然,若eNodeB每次都把整个系统带宽分派给UE,那么SRS的参考意义就不重要了,所以SRS是一个可选的参考信号,只是为eNodeB的调度资源提供参考。
ﻩSRS是上行的参考信号,由UE上报给eNodeB,为什么上行已有DM-RS(解调参考信号)参考信号,还需要SRS呢?那是由于DM-RS与上行信道PUSCH或PUCCH占用同一个资源区,可为eNodeB提供信道估计与相干解调;而SRS是位于一个子帧的最后一个SC-FDMA符号,周期性的发送,与上行数据传输无关,因其是周期上报,除了为上行资源调度提供参考外,eNodeB还可以检测UE的时间对齐状态。有点类似于CQI,用于下行资源调度。如下图。
SRS的发送周期是2ms~320ms,具体周期要根据高层的参数(SIB2\RRCCONNECTIONSETUP\RRCCONNECTIONRECONFIGURATION)配置而定,当然,也可以设立不发送SRS.具体参数可以参考36.211协议。SRS配置参数涉及两个部分,公共配置SRS和专用配置SRS,公共配置部分又叫做社区专属SRS(CellspecificSRS),在系统消息2中下发;专用配置SRS又叫UE专属SRS(UEspecificSRS),在RRC连接中配置完毕。如下图,在公共配置中包含Csrs带宽配置、子帧配置、simultaneous-AN-and-SRS(该值设立为TRUE,将采用短PUCCH格式)等;在专用配置中包含Bsrs配置、Bhop配置、n_SRS等,这些配置参数的设立决定了SRS上报的带宽,带宽分段等。15、ARQ,HARQ1、混合自动重传请求HARQ(HybridAutomaticRepeatRequest):HARQ是前向纠错(FEC)和自动重传请求的结合,LTE中采用基于增量冗余IR(IncrementalRedundancy)的HARQ方案。根据重传的时域位置,HARQ可分为同步HARQ和异步HARQ;此外自适应HARQ根据无线信道条件,自适应地调整每次重传采用的资源块、调制方式、传输块大小、重传周期等参数,而非自适应HARQ每次重传采用预定义好的传输格式。在LTE中,下行采用自适应的异步HARQ,上行采用非自适应的同步HARQ。
ﻩ按照重传发生的时刻来区分,可以将HARQ可以分为同步和异步两类。同步HARQ是指一个HARQ进程的传输(重传)发生在固定的时刻,由于接受端预先已知传输的发生时刻,因而不需要额外的信令开销来标记HARQ进程的序号,此时的HARQ进程的序号可以从子帧号获得;异步HARQ是指一个HARQ进程的传输可以发生在任何时刻,接受端预先不知道传输的发生时刻,因此HARQ进程的解决序号需要连同数据一起发送。
ﻩ由于同步HARQ的重传发生在固定期刻,因此没有附加进程序号的同步HARQ在某一时刻只能支持一个HARQ进程。事实上,HARQ操作应当在一个时刻可以同时支持多个HARQ进程的发生,此时同步HARQ需要额外的信令开销来标示HARQ的进程序号,而异步HARQ自身可以支持传输多个进程。此外,在同步HARQ方案中,发送端不能充足运用重传的所有时刻,例如为了支持优先级较高的HARQ进程,则必须中止预先分派给该时刻的进程,那么此时仍需要额外的信令信息。ﻫ
根据重传时的数据特性是否发生变化,又可将HARQ分为非自适应和自适应两种。其中,传输的数据特性涉及资源块的分派、调制方式、传输块的长度、传输的连续时间。自适应传输是指在每一次重传过程中,发送端可以根据实际的信道状态信息改变部分的传输参数,因而在每次传输的过程中包含传输参数的控制信令信息要一并发送。可改变的传输参数涉及调制方式、资源单元的分派和传输的连续时间等。在非自适应系统中,这些传输参数相对于接受端而言都是预先已知的,故包含传输参数的控制信令信息在非自适应系统中是不需要被传输的。ﻫ
在重传过程中,可以根据信道环境自适应地改变重传包格式和重传时刻的传输方式,可以称为基于IR类型的异步自适应HARQ方案。这种方案可以根据时变信道环境的特性有效地分派资源,但是在具有灵活性的同时也带来了更高的系统复杂性。在每次重传过程中,包含传输参数的控制信令信息必须与数据包一起发送,这样就会导致额外的信令开销;而同步HARQ在每次重传过程中的重传包格式,重传时刻都是预先已知的,因而不需要额外的信令信息。ﻫ
ﻩ与异步HARQ相比较,同步HARQ具有以下的优势:控制信令开销小,在每次传输过程中的参数都是预先已知的,不需要标出HARQ的进程序号;在非自适应系统中接受端操作复杂度低;提高了控制信道的可靠性,在非自适应系统中,有些情况下,控制信道的信令信息在重传时与初始传输是相同的,这样就可以在接受端进行软信息合并从而提高控制信道的性能。ﻫ
根据物理层/数据链路层的实际需求,异步HARQ具有以下的优势:假如采用完全白适应的HARQ技术,同时在资源分派时,可以采用离散、连续的子载波分派方式,调度将会具有很大的灵活性;可以支持一个子帧的多个HARQ进程。2、物理层:2.1物理下行共享信道PDSCH(PhysicalDownlinkSharedCHannel)使用HARQ,同时上行传输的ACK/NACK信令通过下行的物理HARQ指示信道PHICH(PhysicalHARQIndicatorCHannel)传输。下行异步HARQ操作是通过上行ACK/NACK信令传输、新数据指示、下行资源分派信令传输和下行数据的重传来完毕的。2.2物理上行共享信道PUSCH(PhysicalUplinkSharedCHannel)使用HARQ,同时下行传输的ACK/NACK信令在物理上行控制信道PUCCH(PhysicalUplinkControlCHannel)上传输,PUSCH与PUCCH不能同时存在,当反馈控制信息与PUSCH并发时,相应控制信息插入PUSCH传输。上行同步HARQ操作是通过下行ACK/NACK信令传输、NDI和上行数据的重传来完毕的。3、MAC层协议实现对物理层HARQ功能的控制,完毕纠错4、RLC层通过自动重传请求ARQ(AutomaticRepeatRequest)机制进行错误修复(仅针对确认模式数据传输),配合MAC层所使用的HARQ,误码率可以减少到10-7次方。这种模式重要用在高误敏感,低时延规定的非实时业务中。5、这种HARQ/ARQ的协议结构为上层提供足够的传输可靠性。RLC有,而HARQ木有的能力,涉及:1.按序递交(AM和UM都有)。由于HARQ是多个并发的Stop-And-WAit解决过程,所以也许会乱序。排序功能由rLC来做(在UTRA时代,MAC层,也就是MAC-hs和MAC-es也会做reordering,E-UTRA的re-ordering则完全交给RLC来做)。2.流量控制(仅RLCAM支持)。HARQ是个傻快的东东,没有聪明谨慎的RLC会做端到端的flowcontrol。相称于rLC站在一个更高的层次来改善整个E-UTRAN的性能。ARQ机制是flowcontrol的基础。3.时间分集(仅AM)。HARQ的和重传也许不久,在ms级,假如处在快衰的深度衰落期,几次重传也许都还是出不了深衰。而时间粒度较粗的RLC,也许在下一次重传时,信道刚好离开了深度衰落区,重传成功率大为提高。相称于在H-ARQ的基础上又加了一道保险。对于某些FTP类业务,PER(PacketErrorRate)规定为10^-6,仅通过HARQ有也许不满足(比如HARQ-ACK反馈也许犯错),需要通过RLC重传来保证业务QoS。HARQ+RLCARQ可以满足业务PDB(PacketDelayBudget)和PER的规定。进程数:FDD中,下行HARQ进程的最大数目为8个。TDD中下行HARQ进程的最大数目在4到15之间,如下表所示:Table1MaximumnumberofDL
HARQprocesses【1】上表中给出的TDD中下行最大进程数,基于如下的一些假设:(1):特殊子帧中的DwPTS总是包含控制信令和数据。(2):特殊子帧中的UpPTS只是用来传输SRS和短RACH,不包含控制信令和数据。(3):eNodeB和UE侧的解码解决时间为3ms。在LTE系统中,各个用户的PHICH区分是通过码分来实现的.一个PHICH组包含8个PHICH信号(也就是ACK/NACK信号),是针对不同上行PUSCH的,可以简朴看作是不同用户。不同PHICH信号通过walsh码区分16、社区干扰控制-LTE系统中,系统中各社区采用相同的频率进行发送和接受。与CDMA系统不同的是,LTE系统并不能通过合并不同社区的信号来减少邻社区信号的影响。因此必将在社区间产生干扰,社区边沿干扰尤为严重。ﻫ-为了改善社区边沿的性能,系统上下行都需要采用一定的方法进行社区干扰控制。目前正在研究方法有:ﻫ1)干扰随机化:被动的干扰控制方法。目的是使系统在时频域受到的干扰尽也许平均,可通过加扰,交织,跳频等方法实现;ﻫ2)干扰对消:终端解调邻社区信息,对消邻社区信息后再解调本社区信息;或运用交织多址IDMA进行多社区信息联合解调;ﻫ3)干扰克制:通过终端多个天线对空间有色干扰特性进行估计和克制,可以分为空间维度和频率维度进行克制。系统复杂度较大,可通过上下行的干扰克制合并IRC实现;ﻫ4)干扰协调:积极的干扰控制技术。对社区边沿可用的时频资源做一定的限制。这是一种比较常见的社区干扰克制方法;17、LTE/SAE的协议结构18、LTE关键技术演进19、无线信道传播特性20、天线端口概念21、REG/CCE/RBG22、EMM/ECM/ESM协议EMM:EPSMobilityManagementECM:EPSConnectionManagementESM:EPSSessionManagementTwoEMMstatesaredescribedinthisdocument:ﻫ-
EMM-DEREGISTERED.
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EMM-R
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