城市轨道交通通信设备技术-LTE技术

LTE网络基础知识简介目录2LET概述LET网络基本架构LET参数介绍LET网络业务流程Question&Answer0102030405LTE网络概述—移动通信系统发展

3LTE3G2G1G使用蜂窝组网，采用模拟技术和频分多址（FDMA）等技术采用OFDM及MIMO技术，在20MHz的系统带宽下，下行峰值速率100Mbps，上行50Mbps(现有UE能力支持)，提供VoIP及IMS等高速数据传输服务。目前使用最为广泛的通信系统，主要使用技术是时分多址(TDMA)技术，如GSM网络国际标准有WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA。技术指标：室内速率2Mbps，室外384kbps，行车速率144kbps。能够实现语音业务、高速传输及无线接入Internet等服务。LTE网络概述—网络特征4更高的带宽更大的容量更高的数据传输速率更低的传输时延更低的运营成本降低传输时延用户面时延小于5ms控制面时延小于100ms1.4MHz~20MHz可变带宽对0～15km/h的低速环境优化对15～120km/h保持高性能对120～350甚至500km/h保持连接上行峰值速率50Mbps下行峰值速率100Mbps提高小区边缘用户的数据传输速率传输时延建网成本带宽需求移动性支持数据速率LTE网络概述—关键技术5多载波技术下行：OFDMA(正交频分多址接入)上行：SC-FDMA(单载波频分多址接入)多天线技术分集增益阵列增益空间复用增益新的扁平网络架构接入网仅由eNodeB构成LTE网络概述—TDD与FDD差异性LTE系统同时定义了频分双工(FDD)和时分双工(TDD)两种方式，二者工作原理如下所示：

FDD是在分离的两个对称频率信道上进行接收和发送，用保护频段来分离接收和发送信道；TDD用时间来分离接收和发送信道。6LTE网络概述—TDD的优势与劣势7频谱配置，由于LTETDD系统无需成对的频率，具有一定的频谱灵活性，能有效的提高频谱利用率；支持非对称业务(通过上下行帧配置实现)；智能天线的使用；与TD-SCDMA的共存。TDD优势：由于保护间隔的使用降低了频谱利用率，特别是提供广覆盖的时候，使用长CP(循环前缀)，对频谱资源造成了浪费；由于上下行信道占用同一频段的不同时隙，为了保证上下行帧的准确接收，系统对终端和基站的同步要求很高。TDD劣势：目录8LET概述LET网络基本架构LET参数介绍LET网络业务流程Question&Answer0102030405与3G网络相比，LTE的网络结构更为简化，其主要特点为：业务平面与控制平面完全分离化核心网趋同化,交换功能路由化网络扁平化,全IP化不在需要RNC,大部分功能转移到基站实现以数据业务为主9LTE网络基本架构—EPS网元及功能10LTE网络基本架构—协议架构接口协议主要分三层两面，三层主要包括了物理层、数据链路层和网络层，两面是指控制平面和用户平面。11数据链路层同时位于控制平面和用户平面：在控制平面负责无线承载信令的传输、加密和完整性保护；在用户平面主要负责用户业务数据的传输和加密。网络层是指无线资源控制（RRC）层，位于接入网的控制平面，负责完成接入网和终端之间交互的所有信令处理。数据链路层网络层LTE网络基本架构—协议架构LTE总体的协议结构12LTE网络基本架构—信道类型信令流、数据流在各层之间传送，要通过不同的信道来承载，各逻辑信道、物理信道对应关系如下所示：13LTE网络基本架构—信道类型14LTE网络中信息的传输是以帧来传送的，对于TDD和FDD来说，帧的结构是不同的。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，如下图所示：15对于TDD，一个无线帧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，总长度为1ms。16目录17LET概述LET网络基本架构LET参数介绍LET网络业务流程Question&Answer0102030405LTE网络参数介绍同其它网络制式一样，除用户感知外，参数、指标也是反映网络好坏的重要因素。由于参数较多，这里只简单介绍LTE网络的一些重点参数：18标识类参数帧及物理资源基本参数天线类参数小区选择/重选类参数切换类参数其它参数LTE网络标识类参数标识是网络中识别用户、小区等的参数，主要有：IMSI：国际移动用户识别码TAI：全球唯一跟踪区标识ECGI：E-UTRAN全球小区识别码GUTI：全球唯一临时标识，在网络中唯一标识UE，可以减少IMSI，IMEI等用户私有参数暴露在网络传输中19EARFCN：频点号PCI：物理小区标识20参数解释取值范围EARFCNTD-LTE的频点号，FDD的EARFCN从0~35999，TDD的EARFCN从36000~65531。

目前国内使用的38频段，EARFCN的起始值为37750，频率的起始值为2.57GHz，每100kHz对应一个频点号。比如2.6GHz，对应的EARFCN就是37750+300=38050。37750+（使用频率-257O)/0.1

频率单位MHzPCIPhysicalCellID，同一区域内小区不能定义相同的值0～503对于TDD而言，涉及到的参数主要有子帧配置类型、特殊子帧配置、帧号、子帧号等，如下表所示：21参数解释取值范围SpecialSubFramePatterns特殊子帧类型(特殊子帧DwPTS,GP,UpPTS

的配比方式)0-8SubFrameAssignmentType上、下行子帧配置0～6FrameNumberLTE中用10bit承载SFN(systemframenumber)数据，在MIB中承载，在PBCH中传输。SFN位长为10bit，也就是取值从0-1023循环。0～1023SubFrameNumber1帧由10个子帧组成，取值0～90～9LTE网络参数：RSRP/RSRQ/RSSIRSRP/RSRQ/RSSI是LTE中判定信号强度、信号质量的三个参数。22参数解释取值范围RSRP(dBm)ReferenceSignalReceivingPower，是在某个Symbol内承载ReferenceSignal的所有RE上接收到的信号功率的平均值取值-141~-40RSRQ(dB)ReferenceSignalReceivingQuality，是RSRP和RSSI的比值取值-40～-6RSSI(dBm)ReceivedSignalStrengthIndicator，是在这个Symbol内接收到的所有信号（包括导频信号和数据信号，邻区干扰信号，噪音信号等）功率的平均值取值-125~0LTE网络参数：TMmode多天线技术是LTE的关键技术之一，因此天线类的参数也是我们要特别关注的，这里我们只介绍一个最常用的参数——TMmode。23TMmodeTransmissionscheme解释Release8TM1SAPort0SISO/SIMO单收单发TM2TxDiv发射分集，两个天线所传的东西都是一样的，即一个codeword，保证传输质量TM3OLSU-MIMO开环单用户MIMOTM4CLSU-MIMO闭环单用户MIMOTM5CLMU-MIMO多用户MIMO，即用户空分利用MIMOTM6CLRank=1SM(BF)

TM7SingleLayerBFPort5波束赋形Release9TM8SingleLayerBFPort7or8/DualLayerBFPort7and8天线阵列实现单层/双层的双流Release10TM9CLSU-MIMOPorts7-14(SU-MIMOorMU-MIMO)单用户达到8层，多用户到4层TM2模式下峰值速率可达41.4568Mbps，TM3模式则加倍，约为82Mbps。LTE网络:小区选择/重选类参数LTE重选中，由于网络频段的不同，分为同频、异频切换，另外，不同的频段有不同的优化级，又分为不同优先级的切换。24参数解释Q-offsetCell目标小区的偏移值(基于小区的偏移量)Q-offsetFreq基于频率的偏移值(用于同等优先级的异频小区)IntraFreqResection是否允许同频小区重选CellReselectionPriority服务频率在异频小区重选的优先级，在0到7之间取值，其中0代表优先级最低ThresholdX-high目标小区的优先级比当前服务小区的优先级高，目标小区的测量门限ThresholdX-lowUE重选优化维较低的小区时，目标小区的测量门限ThresholdServingLowUE在重选优先级较低的小区时，服务小区的测量门限。

如果目标小区的优先级比当前服务小区的低，那么只有服务小区的S值小于threshServingLow（在SIB3中定义），并且目标小区的S值大于门限参数threshXLow，而且持续的时间超过ReselectionTimer后，UE才会重选到目标小区25参数名称取值含义TYPEINTRA/INTER/INTER-RAT（WCDMA/TD-SCDMA/GSM）切换类型，分为同频切换(LTE同频点切换)、异频切换(LTE异频点切换)及多网络间切换(LTE与2/3G间的切换)MODENon-contention切换模式(指切换目标小区的随机接入方式)，目前仅可判断非竞争。NumberOfRA-Preambles0~64随机接入前导数目，各厂家配置不同，目前诺西设备64指切入到竞争小区，40指切入到非竞争小区RA-PreambleIndex0~64只有在切入到非竞争小区时，才有值，在rach-configdedicated中(即非竞争小区配置专用rach)。TimeToTrigger(ms)640切换触发时间，指目标小区在这一时间内持续优于服务小区才可进行切换，为了防止乒乓切换Eventa3切换事件，是通过UE的测量报告中上报的测量，通过measid对应到RRCConnectionReconfiguration信令中下发DCI：资源分配信息。HARQ信息、上行调度确认以及其他控制信息，根据承载信息的不同，可分为DCIFormat1/Format1A/Format2等。CQI：信道质量指示。分为周期性的和非周期性的上报两种，周期性的CQI上报通常是通过PUCCH来进行的，非周期的通过PUSCH来进行。调制信息：QPSK/16QAM/64QAM三种调试方式。HARQ：混合重传类参数，包括初传成功率、重传率等。26目录27LET概述LET网络基本架构LET参数介绍LET网络业务流程Question&Answer0102030405LTE网络主要业务流程—系统广播消息系统信息广播的内容被划分为多个系统信息块(SystemInformationBlocks,SIB)，系统广播信息就被划分为MIB(主信息块)+severalSIBs。28SIB2SIB3SIB4SIB5SIB6SIB7SIB8SIB9SIB10SIB11MIBSIB1系统信息广播（SystemInformationBroadcast）MIB在BCH上发送，MIB上传输几个比较重要的系统信息参数:1、下行链路系统带宽；2、PHICH配置信息；3、系统帧号。SIBs包含了其它的必要信息，在DL-SCH上发送。其中SIB1上传输与评估一个UE是否被允许接入小区有关的信息以及其他系统信息的调度信息：1、小区接入相关信息；2、小区选择信息；3、SIB调度信息；4、TDD参数配置等。29LTE网络主要业务流程—系统广播消息30SIB2SIB3SIB4SIB5SIB6SIB7SIB8SIB9SIB10SIB11小区无线配置，其它基本配置小区重选信息，主要关于服务小区频内邻区列表，白/黑名单频间邻区列表UTRAN邻区列表(W+TD)GSM邻区列表CDMA2000邻区列表HomeeNBIdentiferETWS通知ETWS信息，语音图片UE发送附着消息给MME，进行网络注册，也就是网络附着（networkattachment）鉴权MME发送创建默认承载消息给S-GWS-GW把创建默认承载消息转发给P-GWPDN-GW为新的会话建立，向PCRF申请策略,然后安装必要的过滤器（SDF）31UE附着到网络、创建默认承载的过程中，PCRF扮演了顾问的角色，主要负责做出策略及计费判决。3233EPC支持两种业务请求：UE发起的业务请求：UE发给MME，要求业务接入；网络发起的业务请求：当PDN-GW接到DL数据包时，由网络对注册用户发起业务请求。任一业务请求都可以触发专用承载的建立（取决于业务请求的QoS）。343536对于处于空闲状态的UE，当下行数据到达EPC时，数据终结在S-GW，S-GW发起寻呼：S-GW向MME发出下行数据通知(downlinkDatanotification)；S-GW开始缓存下行数据包；MME向UE注册的TA列表内的所有eNB发出寻呼消息，要求eNB在其覆盖范围内寻呼UE；收到寻呼后，UE发起业务请求流程(UE-triggeredservice-requestprocedure)，重建无线承载和S1-U承载，S-GW开始清空缓存。373839目录40LET概述LET网络基本架构LET参数介绍LET网络业务流程Question&Answer010203040541Question&AnswerLTE基本原理及系统构架课程内容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LTE基本原理及系统构架LTE主要技术需求和性能指标概括增强小区覆盖峰值速率DL:100MbpsUL:50Mbps减少时延CP:100msUP:5ms更低的OPEX和CAPEX支持不同带宽增强频率效率LTE特征3GPP要求LTE支持的主要特性和性能指标如上图所示。峰值数据速率下行链路的立即峰值数据速率在20MHz下行链路频谱分配的条件下，可以达到100Mbps（5bps/Hz）（网络侧2发射天线，UE侧2接收天线条件下）；上行链路的立即峰值数据速率在20MHz上行链路频谱分配的条件下，可以达到50Mbps（2.5bps/Hz）（UE侧一发射天线情况下）。控制面延迟时间与控制面容量从驻留状态到激活状态，也就是类似于从Release6的空闲模式到CELL_DCH状态，控制面的传输延迟时间小于100ms，这个时间不包括寻呼延迟时间和NAS延迟时间；从睡眠状态到激活状态，也就是类似于从Release6的CELL_PCH状态到Release6的CELL_DCH装态，控制面传输延迟时间小于50ms。

频谱分配是5MHz的情况下，每小区至少支持200个用户处于激活状态。

用户面延迟时间及用户面流量空载条件即单用户单个数据流情况下，小的IP包传输时间延迟小于5ms。下行链路：与Release6HSDPA的用户面流量相比，每MHz的下行链路平均用户流量要提升3到4倍。此时HSDPA是指1发1收，而LTE是2发2收。上行链路：与Release6增强的上行链路用户流量相比，每MHz的上行链路平均用户流量要提升2到3倍。此时增强的上行链路UE侧是一发一收，LTE是1发2收。频谱效率下行链路：在满负荷的网络中，LTE频谱效率（用每站址、每Hz、每秒的比特数衡量）的目标是Release6HSDPA的3到4倍。上行链路：在满负荷的网络中，LTE频谱效率（用每站址、每Hz、每秒的比特数衡量）的目标是Release6增强上行链路的2到3倍。移动性E-UTRAN可以优化15km/h以及以下速率的低移动速率时移动用户的系统特性。能为15-120km/h的移动用户提供高性能的服务。可以支持蜂窝网络之间以120-350km/h（甚至在某些频带下，可以达到500km/h）速率移动的移动用户的服务。对高于350km/h的情况，系统要能尽量实现保持用户不掉网。覆盖（小区边界比特速率）吞吐量、频谱效率和LTE要求的移动性指标在5公里半径覆盖的小区内将得到充分保证，当小区半径增大到30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100公里以上的移动用户业务。多媒体广播多播业务(MBMS)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，同时可以降低终端复杂性。可以同时提供专用语音业务和MBMS业务给用户。可利用成对或非成对的频谱分配。进一步增强MBMS功能，支持专用载波的MBMS业务。多带宽支持E-UTRA可以应用不同大小的频谱分配，上下行链路上，可以包括有1.25MHz、1.6MHz、2.5MHz、5MHz、10MHz、15MHz以及20MHz。支持成对或非成对的频谱分配情况。

与已有3GPP无线接入技术的共存和交互尽量保持和3GPPRelease6的兼容，但是要注重平衡整个系统的性能和容量。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。在Release6中使用CS域支持的一些实时业务，如语音业务，在LTE里应该能在PS域里实现（整个速度区间），且质量不能下降。E-UTRAN和UTRAN（或者GERAN）之间实时业务在切换时，中断时间不超过300ms。其他性能指标无线资源管理需求增强的支持端到端服务质量。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。减小CAPEX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成本得以显著降低。E-UTRAN物理层技术特征传输信道的下行链路物理层处理包括以下步骤：CRC插入、信道编码、HARQ、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。PDSCH和PUSCH都基本采用24bit的CRC。支持三种调制方式QPSK、16QAM和64QAM。下行链路的物理层过程有链路自适应（AMC，Linkadaptation）、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。信道类型和映射关系LTE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，在上行和下行都采用共享信道（SCH）。LTE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BCCH、寻呼控制信道PCCH、公共控制信道CCCH、多播控制信道MCCH和专用控制信道DCCH几类；业务信道分为专用业务信道DTCH和多播业务信道MTCH两类。LTE的传输信道按照上下行区分，下行传输信道有寻呼信道PCH、广播信道BCH、多播信道MCH和下行链路共享信道DL-SCH，上行传输信道有随机接入信道RACH和上行链路共享信道UL-SCH。LTE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PDSCH和物理数据控制信道PDCCH，上行物理信道有物理随机接入信道PRACH、物理上行控制信道PUCCH、物理上行共享信道PUSCH。下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下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各类信道的物理层模型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LTE中称为E-NodeB或eNB。DL-SCH物理层模型

BCH物理层模型PCH物理层模型MCH物理层模型

UL-SCH物理层模型LTE基本原理及系统构架课程内容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LTE基本原理及系统构架无线承载控制RBCRBC功能体位于eNB，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。当为一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QOS需求和新业务的QOS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、切换或其他场景时，释放无线资源的处理。

无线接纳控制RACRAC功能体位于eNB，主要任务是接纳或拒绝新的无线承载的建立请求。RAC需要考虑E-UTRAN的整体资源状况、QOS需求、优先级以及正在进行的会话所提供的QOS和新无线承载请求的QOS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，则拒绝无线承载请求）。连接移动性控制CMC连接移动性控制功能位于eNB，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。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UE开始选择一个新小区的时间。同样，E-UTRAN的广播参数配置UE在激活模式下的测量和报告过程，需要支持无线连接的移动性。切换的决策可以通过UE或者是eNB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、业务流的属性、传输和硬件资源以及其他运营商定义的策略等。分组调度PS-动态资源分配DRA动态资源分配功能体位于eNB，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QOS需求、UE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小区间干扰协调时，考虑限制或选择一些可用的资源块。小区间干扰协调ICIC小区间干扰协调功能位于eNB，ICIC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控制。本质上ICIC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。负载均衡LB负荷均衡功能位于eNB，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。RAT间的无线资源管理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、以及UE的能力和运营商策略等。LTE基本原理及系统构架课程内容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LTE基本原理及系统构架移动性过程E-UTRAN内部的移动性过程E-UTRAN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等。待五月3GPP会议后补充内容。RAT间切换待3GPP会议确定后补充内容。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。非同步随机接入是在UE还未获得上行时间同步或丧失同步时，用于NodeB估计、调整UE上行发射时钟的过程。这个过程也同时用于UE向NodeB请求资源分配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1.25MHz信道。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：UE一次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配信息；第2种接入过程为：UE先发送用于同步的Preamble，NodeB反馈时钟信息和可供UE发送资源请求信息的资源。而后UE再使用NodeB分配的资源在共享信道或随机接入信道（对基于LCR-TDD的TDDLTE系统）发送资源请求，然后NodeB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RACH信号的发射功率。FDD系统的开环功控将采用可变步长的功率渐增（Powerramping）方法，而TDD系统的开环功控可以针对每次RACH发送独立的调整发射功率。随机接入同步随机接入用于在UE已经取得并保持着和NodeB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。上行接入的最小带宽等于资源分配的基本单位（即375kHz），但也可能采用更宽的带宽或多个1.25MHz信道。RACH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），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。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LTE基本原理及系统构架调度下行链路的调度：NodeB的调度程序(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一用户。下行链路控制信令通知UE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法中选择最好的复接策略。上行链路的调度：上行链路可以允许NodeB控制的调度和基于竞争的接入。链路自适应下行链路自适应的核心技术是自适应调制和编码（AMC）。采用RB-commonAMC。也就是说，对于一个用户的一个数据流，在一个TTI内，一个层2的PDU只采用一种调制编码组合（但在MIMO的不同流之间可以采用不同的AMC组合）。编码和调制的完整过程参见右图所示来描述。链路自适应上行链路自适应比下行包含更多的内容，除了AMC外，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，保证每个UE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。UE发射带宽的调整主要基于平均信道条件（如路损和阴影）、UE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，有待于进一步研究。小区搜索可用于小区搜索的信道包括同步信道（SCH）和广播信道（BCH），SCH用来取得下行系统时钟和频率同步，而BCH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。总的来说，UE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ID、帧时钟信息、小区多天线配置、BCH带宽以及SCH和BCH所在的子帧的CP长度。小区干扰抑制采用小区干扰抑制技术提高小区边缘的数据率和系统容量等。下行方向的干扰抑制有三类，这三类技术在小区间的干扰抑制执行时并不互斥：随机的小区间干扰、小区间干扰取消、小区间干扰调和与避免。上行方向的干扰抑制方法有四种方式：协调和避免（例如通过时频资源的分片和重用）、随机的小区间干扰、小区间干扰取消和功率控制。此外在基站侧采用波束成形天线的解决方法也是一种通常采用的下行链路小区间干扰抑制的方法。LTE基本原理及系统构架课程内容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LTE基本原理及系统构架物理层多址方式LTE的下行采用OFDM技术提供增强的频谱效率和能力，上行基于SC-FDMA（单载波频分多址接入）。OFDM和SC-FDMA的子载波宽度确定为15kHz，采用该参数值，可以兼顾系统效率和移动性。LTE上行采用的SC-FDMA具体采用DFT-S-OFDM技术来实现，该技术是在OFDM的IFFT调制之前对信号进行DFT扩展，这样系统发射的是时域信号，从而可以避免OFDM系统发送频域信号带来的PAPR问题。宏分集（软切换）网络扁平化的构架决定暂不考虑宏分集。不支持软切换方式。下行宏分集只是在提供多小区广播（broadcast）业务时，由于放松了对频谱效率的要求，可以通过采用较大的循环前缀（CP），解决小区之间的同步问题，从而可能采用下行宏分集。而对于单播业务不考虑宏分集。调制和编码调制：上行链路与下行链路都支持QPSK、16QAM和64QAM.三种调制技术编码：LTE主要考虑Turbo码，但也正在考虑其他编码方式，如LDPC码等。双工方式LTE支持FDD、TDD两种双工方式。多天线技术多天线技术是指采用下行MIMO和发射分集的技术。LTE最基本的多天线技术配置是下行采用双发双收的2*2天线配置，上行采用单发双收的1*2天线配置，现阶段考虑的最高要求是下行链路MIMO和天线分集支持四发四收的4*4的天线配置或者四发双收的4*2天线配置。考虑的MIMO技术包括空间复用（SM）、空分多址（SDMA）、预编码（Pre-coding）、秩自适应（Rankadaptation）、以及开环发射分集（STTD，主要用于控制信令的传输）。具体的技术仍在选择中尚未最终确定。如果所有空分复用（SDM）数据流都用于一个UE，则称为单用户（SU）MIMO，如果将多个SDM数据流用于多个UE，则称为多用户（MU）MIMO。小区侧的多发射天线的操作模式，即为MIMO模式，是指空间复用、波束成型、单数据流发射分集模式。MIMO模式受限于UE的能力，例如接收天线的个数。系统参数设定方法为了减小信令开销并提高传输效率，3GPP把传输时间间隔（TTI）一般规定为1ms。LTE要求单向传输延迟小于5ms，这就要求系统采用很小的最小交织长度TTI。通常建议采用0.5ms的子帧长度，此时一个TTI包含两个子帧。对于TDD技术，由于0.5ms的子帧长度与UMTS中TDD技术的时隙长度不匹配，进而造成TD-SCDMA系统与LTE的TDD系统难以邻频共址而共存。所以定义基本的子帧长度为0.5ms，考虑与低码速率的TDD（LCR-TDD，即TD-SCDMA）系统兼容时可以采用0.675ms的子帧长度。系统可以动态调整TTI，以在支持其他业务时，可以避免由于不必要的IP包分割造成额外的延迟与信令开销。上、下行系统分别将频率资源分为若干资源单元（RU）和物理资源块（PRB），RU和PRB分别是上、下行资源的最小分配单位，大小同为25个子载波，由于一个子载波宽度为15kHz，所以共375kHz。下行用户的数据以虚拟资源块（VRB）的形式发送，VRB可以采用集中（localized）或分散（distributed）方式映射到PRB上。集中方式即占用若干相邻的PRB，这种方式下，系统可以通过频域调度获得多用户增益。分布方式即占用若干分散的PRB，这种方式下，系统可以获得频率分集增益。上行RU可以分为LocalizedRU（LRU）和DistributedRU（DRU），LRU包含一组相邻的子载波，DRU包含一组分散的子载波。为了保持单载波信号格式，如果一个UE占用多个LRU，这些LRU必须相邻；如果占用多个DRU，所有子载波必须等间隔。导频结构参考信号（即，导频）设计分为上行和下行导频设计两类。下行导频设计：下行导频格式如下图所示，系统采用TDM（时分复用）的导频插入方式。每个子帧可以插入两个导频符号，第1和第2导频分别在第1和倒数第3个符号。导频的频域密度为6个子载波，第1和第2导频在频域上交错放置。采用MIMO时须支持至少4个正交导频（以支持4天线发送），但对智能天线例外。在一个小区内，多天线之间主要采用FDM（频分复用）方式的正交导频。在不同的小区之间，正交导频在码域实现（CDM）。对多小区MBMS系统，可以考虑采用两种参考符号结构：各小区相同的（cell-common）的参考符号和各小区不同的（cell-specific）参考符号。目前假设cell-common结构为基本结构，是否支持cell-specific参考符号还有待于进一步研究。上行导频设计：上行参考符号位于两个SC-FDMA短块中，用于NodeB的信道估计和信道质量（CQI）估计。参考符号的设计需要满足两种SC-FDMA传输：集中式（Localized）SC-FDMA和分布式（Distributed）SC-FDMA的需要。由于SC-FDMA短块的长度仅为长块的一半，SC-FDMA参考符号的子载波宽度为数据子载波宽度的2倍。与下行相似，上行参考符号也可能采用正交设计，以支持多个MIMO天线之间、多个UE之间的参考符号区分。上行正交参考符号也可以用FDM、TDM、CDM或上述方法的混合方法实现。其中CDM方法通过一个CAZAC序列的不同循环位移样本实现。针对用于信道估计的参考符号，首先考虑不同UE的参考符号之间将采用FDM方式区分。参考符号可能采用集中式发送（只对集中式SC-FDMA情况），也可能采用分散式发送。在采用分散式发送时，如果SB1和SB2都用于发送参考符号，SB1和SB2中的参考符号将交错放置，以获得更佳的频域密度。对分布式SC-FDMA情况，也可以考虑采用TDM和CDM方式对不同UE的参考符号进行复用。特别对于一个NodeB内的多个UE，将采用分布式FDM和CDM的方式。多天线UE情况下的上行参考符号结构尚有待于进一步研究。为了满足频域调度的需要，可能需要对整个带宽进行信道质量估计，因此即使数据采用本集中式发送，用于信道质量估计的参考符号也需要在更宽的带宽内进行分布式发送。不同UE的参考符号可以采用分布式FDM或CDM（也基于CAZAC序列）复用在一起。混合自动重传（HARQ）和自动重传（ARQ）上下行都采用增量冗余HARQ方式。相位合并也是一种特定的增量冗余情况所以也支持。MAC子层上的HARQ有以下特性：使用N个过程的停-等HARQ方式；HARQ基于应答ACK/无应答NACK方式；下行链路上，支持自适应传输参数的异步再传，也会考虑其他优化方式；上行链路上，HARQ基于同步再传，正在考虑是否在再传时应用资源分配和调制编码等技术。RLC子层上的ARQ有以下特性：采用ARQ再传得是RLC的PDU还是SDU，还处于研究阶段，尚未确定；ARQ再传是基于RLC的状态报告以及HARQ和ARQ的交互作用。ATC系统概述课程内容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LTE基本原理及系统构架背景介绍无线通讯从2G、3G到3.9G发展过程，是从移动的语音业务到高速业务发展的过程。目前可提供应用的是3.5G，以WCDMA系统来说，可以提供R5商用版本和R6试验系统；背景介绍3GPP组织正在完善R7和R8的HSPA+和LTE标准，预计2007年冻结R7，2008年冻结R8。无线技术的发展更加注重运营商的需求—NGMN组织提出系统的发展目标。LTE简介和标准进展3GPP于2004年12月开始LTE相关的标准工作，LTE是关于UTRAN和UTRA改进的项目，LTE的研究工作按照3GPP的工作流程分为两个阶段：SI（StudyItem，技术可行性研究阶段）和WI（WorkItem，具体技术规范的撰写阶段）。LTE简介和标准进展3GPP从2004年底开始LTE相关工作，3GPP计划从2005年3月开始，到2006年6月结束的SI，最终推迟到2006年9月结束SI阶段工作；3GPP从2006年6月开始WI阶段的工作，计划2007年3月完成WI的Stage2阶段协议工作，2007年9月完成Stage3阶段的协议工作并结束WI；3GPP计划2008年3月完成测试规范方面的协议制定工作。从LTE标准发展时间可以预计2009~2010年左右可以开始LTE的商用。成熟的大规模商用预计开始于2011年之后。……LTE简介和标准进展LTE与现有3GPP的R6、R7系统结构上有很大不同，E-UTRAN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的改变使得LTE较现有UTRAN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实现。LTE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。LTE简介和标准进展3GPP在Stage1和Stage2阶段的工作和技术报告汇总图如上所示。现阶段已经进行的Stage3在3GPP的36系列协议中描述，36.300是E-UTRAN的总体介绍。其他Stage3的标准正在制定中，可参见36系列的所有协议。LTE基本原理及系统构架课程内容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LTE基本原理及系统构架LTE系统架构LTE体系结构可以借助SAE体系结构来做详细描述。在SAE体系结构中，RNC部分功能、GGSN、SGSN节点将被融合为一个新的节点,即分组核心网演进EPC部分。这个新节点具有GGSN、SGSN节点和RNC的部分功能，如下图所示由MME和SAEgateway两实体来分别完成EPC的控制面和用户面功能。LTE网络结构

SGi

S4

S3

S1-MME

PCRFS7

S6a

HSSS10

UEGERAN

UTRAN

SGSN

LTE-Uu

”

E-UTRAN

MMES11

S5

ServingGateway

PDN

Gateway

S1-U

Operator'sIPServices(e.g.IMS,PSSetc.)Rx+

MME功能

NAS信令以及安全性功能

3GPP接入网络移动性导致的CN节点间信令空闲模式下UE跟踪和可达性漫游鉴权承载管理功能（包括专用承载的建立）

ServingGW

支持UE的移动性切换用户面数据的功能

E-UTRAN空闲模式下行分组数据缓存和寻呼支持

在新的LTE框架中，原先的Iu,将被新的接口S1替换。Iub和Iur将被X2

替换LTE网络结构LTE网络结构LTE相关的节点接口S1-MMEE-UTRAN和MME之间的控制面协议参考点S1-UE-UTRAN和发Serving-GW之间的接口每个承载的用户面隧道和eNodeB间路径切换（切换过程中）X2eNodeB之间的接口，类似于现有3GPP的Iur接口LTE-Uu无线接口，类似于现有3GPP的Uu接口在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-GWeNodeBeNodeBeNodeBS1EPCE-UTRANX2X2X2EPSLTE网络结构

eNodeB功能

eNodeB具有现有3GPPR5/R6/R7的NodeB功能和大部分的RNC功能，包括物理层功能（HARQ等），MAC，RRC，调度，无线接入控制，移动性管理等等。RNCNodeBLTE网络结构eNodeBLTE网络