最全面LTE物理层总结讲述.ppt

Physical Layer Introduction Zhu Xiaoqiang 2011.3.7 目录 LTE的性能需求指标 与LTE物理层相关的协议编号及内容 物理信道的种类 传输信道与物理信道的映射 物理层相关参数 物理信道结构 参考信号和信道估计功能 LTE物理层过程 LTE的需求指标 支持1.4MHz-20MHz带宽 峰值数据率：上行50Mbps，下行100Mbps。频谱效率达到3GPP R6的2-4倍 提高小区边界的比特率，保证业务的一致性 用户面延时：零负载（单用户、单数据流）、小ＩＰ分组条件下单向时延小于5ms 控制面延时：从驻留状态转换到激活状态的延迟小于1OOms 每个小区在5MHz带宽下最少支持200个用户 实现合理的终端复杂度、成本和耗电 对低速移动优化系统，同时支持高速移动 以尽可能相似的技术同时支持成对（paired）和非成对（unpaired）频段 与LTE物理层相关的协议编号及内容 物理信道的种类 传输信道与物理信道的映射 传输信道与物理信道的映射 上行传输信道与物理层信道的映射关系 物理层相关参数 基本传输和多址技术：上行单载波频分多址SC-FDMA，下行正交频分多址OFDMA 双工方式：TDD，FDD（全双工和半双工FDD） 帧结构：无线帧长10ms，分10个子帧，长1ms，每个子帧分为两个时隙（TDD方式中包含3个特殊时隙，共1ms） 子载波间隔：15KHz或7.5KHz。取决于频谱效率和抗频偏能力的折中，主要考虑多普勒频移。在单播系统中采用15kHZ的子载波间隔，相应的符号长度为66.75us(不包括CP)，在载波MBMS（Dedicated Carrier MBMS，ＤＣ－ＭＢＭＳ）中，由于是低速移动，故为７.５kHz的子载波，相应符号长度为１３３.３３ｕｓ（不包括ＣＰ），一个１ｍｓ子帧包含六个ＯＦＤＭ符号 资源分配方式：基本资源块RB大小为12个宽度15KHz或24个宽度为7.5KHz的子载波，180KHz，下行支持集中和分散分配，上行只支持集中分配。 物理层相关参数 CP的长度是由所要求的系统容量、信道相关时间和FFT复杂度（限制OFDM符号周期）共同决定的。 常规小区的单播系统采用 CP 4.6875us和６６.６７ｕｓ的符号，在一个子帧的７个符号中，前６个符号的ＣＰ均为4.6875us，最后一个符号的ＣＰ为５.２０８ｕｓ 大小区的单播系统或单播／ＭＢＭＳ混合载波的E-MBMS系统采用扩展CP 16.67us和符号６６.７５ｕｓ ＤＣ－ＭＢＭＳ系统采用３３.３３ＣＰ和１３３.３３ｕｓ的符号 调制方式及AMC 下行 BPSK QPSK 16QAM 64QAM, 上行 QPSK,16QAM,64QAM 信道编码：Turbo 、卷积码 多天线技术 下行 预编码SU-MIMO、预编码MU-MIMO、波束赋形、发射分集 上行 MU-MIMO、天线选择 物理层相关参数 子帧格式：LTE支持两种基本的工作模式，即频分双工（FDD）和时分双工（TDD）；支持两种不同的无线帧结构，即Type1和Type2帧结构，帧长均为10ms。前者适用于FDD工作模式，后者适用于TDD 物理层相关参数 物理层相关参数 物理层相关参数 物理层相关参数 物理层相关参数 物理信道结构 上行共享信道PUSCH 信道功能：物理上行共享信道，即主要传输UE的数据和控制信息的物理信道，既可以传输数据也可复用传输控制信息包括(CQI and/or PMI), HARQ-ACK 和 RI(rank indication)秩信息 PUSCH系统结构 信道编码：加循环校验冗余CRC、码块分段、加CRC校验、turbo编码、速率匹配、码块级联、复用、信道交织过程 基带SC-FDMA处理：加扰、调制映射、传输与编码（DFT）、RE映射、SC-FDMA信号产生 上行共享信道PUSCH 物理上行控制信道PUCCH 上行控制信道PUCCH，用于传输上行控制信息。同一UE端不能同时在PUSCH和PUCCH上传输。此外PUCCH不能在UpPTS时隙中传输。 物理上行控制信道PUCCH 物理上行控制信道支持多种格式传输 物理随机接入信道PRACH 随机接入：随机接入是在UE获得下行同步的基础上，请求与网络通信之前的接入过程，随机接入可以分为两种类型 同步随机接入：UE已经和系统取得上行同步，UE申请上行数据传输的资源 非同步随机接入：UE尚未和系统取得或丢失了上行同步 PRACH参数配置 随机接入前导序列的相关参数 (1) 随机接入前导序列号：numberOfRA-Preamble ={n4, n8, n12, n16 ,n20, n24, n28,n32, n36