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1、TD-LTE 基本原理TD-LTE 基本原理 及关键技术 课程内容 TD- LTE概述概述 TD- LTE网络架构 TD- LTE协议栈 TD- LTE关键技术TD LTE关键技术 TD- LTE与LTE FDD的区别 2 TDTD- - LTELTE概述概述概述概述 nLTE简介简介 nLTE相关组织介绍相关组织介绍 3 LTE背景 v LTE表示3GPP长期演进 ( Long Term Evolution ) v 2004年11月3GPP TSG RAN workshop启动LTE项目 4 移动通信技术的演进路线 GPRSEDGE HSDPA R5 HSUPA R6 MBMS4G MBMS
2、 HSDPA HSPA+ R7 FDD/ TDD GSM TD- SCDMA WCDMA R99 LTE HSUPA HSPA+ R7 n多种标准共存、汇聚集中 n多个频段共存 n移动网络宽带化、IP化趋势 2G2.5G2.75G3G3.5G3.75G3.9G CDMA 2000 1X EV- DO 802.16 e802.16 m 4G 802.16 d CDMA IS95 CDMA 2000 1x EV- DO Rev. A EV- DO Rev. B 5 更好的覆盖更好的覆盖 峰值速率峰值速率 DL: 100Mbps UL: 50Mbps 低延迟低延迟 CP: 100ms 更高的频更高的
3、频 LTE LTE的目标 CP: 100ms UP: 5ms 更低的更低的 CAPEX & OPEX 频谱 灵活性 频谱 灵活性 谱效率谱效率 LTE 6 LTE 频段划分 7 课程内容 TD- LTE概述 TD- LTE网络架构网络架构 TD- LTE协议栈 TD- LTE关键技术TD LTE关键技术 TD- LTE与LTE FDD的区别 8 LTE 网络构架 MME / S- GWMME / S- GW X2 S1 p 移动性管理移动性管理 p 服务网关服务网关 p MME/SGW 与与 eNode B 的接口的接口 EPC E- UTRAN Node B RNC eNode B EPS
4、X2X2 eNode B X2 p eNode B间的接口间的接口 += eNode B eNode B Uu p E- UTRAN中只有一种网元中只有一种网元eNode B p 演进分组核心网演进分组核心网EPC p 演进分组系统演进分组系统EPS 9 LTE全网架构 S3 S1- MME PCRF S6a HSS GERAN UTRAN SGSN MME SGi S4 PCRF S7 S10 UE LTE- Uu E- UTRAN S11 S5 Serving Gateway PDN Gateway S1- U Operators IP Services (e.g. IMS, PSS et
5、c.) Rx+ q 网络结构扁平化 q E-UTRAN只有一种 网元E-Node B q 全IP q 媒体面控制面分离 q 与传统网络互通 10 E-UTRAN 和 EPC的功能划分 3GPP TS 36.300 11 E-UTRAN 和 EPC的功能划分（续） v eNB 功能: 无线资源管理 IP头压缩和用户数据流加密 UE附着时的MME选择 用户面数据向S GW的路由 nMME 功能: l分发寻呼信息给eNB l安全控制 l空闲状态的移动性管理 lSAE 承载控制 l非接入层（NSA）信令的加密及完整性 用户面数据向S- GW的路由 寻呼消息和广播信息的调度 和发送 移动性测量和测量报告
6、的配 置 保护 nS- GW 功能: l终止由于寻呼原因产生的用户平面数据 包 l支持由于UE移动性产生的用户面切换 12 无线帧结构类型1 #0 1个无线帧 Tf= 307200 TS= 10 ms 1个时隙 Tslot=15360TS=0.5ms #1#2#17#18#19 v 每个10ms无线帧被分为10个子帧 v 每个子帧包含两个时隙，每时隙长0.5ms v Ts=1/(15000*2048) 是基本时间单元 v 任何一个子帧即可以作为上行，也可以作为下行 1个子帧 13 1个半帧 153600 TS= 5 ms 30720TS 1个时隙 Tslot=15360TS 1个无线帧 Tf=
7、 307200 Ts = 10 ms 无线帧结构类型2 1个子帧 子帧 #5 DwPTS GP UpPTS 子帧 #9 1个子帧 子帧 #0 DwPTS GP UpPTS 子帧 #4 v 每个10ms无线帧包括2个长度为5ms的半帧，每个半帧由4个数据子帧和1个特 殊子帧组成 v 特殊子帧包括3个特殊时隙：DwPTS，GP和UpPTS，总长度为1ms v 支持5ms和10ms上下行切换点 v 子帧0、5和DwPTS总是用于下行发送 14 Uplink- downlink configuration Downlink- to- Uplink Switch- point periodicity S
8、ubframe number 0123456789 05 msDSUUUDSUUU 15 msDSUUDDSUUD 25 msDSUDDDSUDD 310 msDSUUUDDDDD 410 msDSUUDDDDDD 510 msDSUDDDDDDD 65 msDSUUUDSUUD 上下行配比方式 v “D”代表此子帧用 于下行传输，“U” 代表此子帧用于上 行传输，“S”是由 DwPTS、GP和 UpPTS组成的特殊 子帧 Configuration Normal cyclic prefixExtended cyclic prefix DwPTSGPUpPTSDwPTSGPUpPTS 0310
9、 1 OFDM symbols 38 1 OFDM symbols 19483 210392 3112101 412137 2 OFDM symbols 539 2 OFDM symbols 82 69391 7102- 8111- 子帧。 v 特殊子帧中 DwPTS和UpPTS 的长度是可配置的， 满足DwPTS、GP 和UpPTS总长度为 1ms 。 15 系统占用带宽分析 名义带宽名义带宽 (MHz) 1.435101520 RB数目数目615 255075100 实际占用带宽实际占用带宽 (MHz) 1.082.74.5913.518 v 占用带宽 = 子载波宽度 x 每RB的子载波数
10、目 x RB数目 v 子载波宽度 = 15KHz v 每RB的子载波数目 = 12 16 资源分组 1 = 1ms = 14OFDM CP 1 = 0.5ms = 7OFDM CP RE (Resource Element) 最小的资源单位，时域上为1 个符号，频域上为1个子载波 用 (k, l) 标记 /OFDMl /k l = 0 k = 0 RB ( Resource Block) 业务信道的资源单位，时域上为1 个时隙，频域上为12个子载波 17 LTE物理信道概述 Radio Resource Control (RRC) Medium Access Control Control /
11、 Measurements Layer 3 Logical channels Layer 2 Medium Access Control Transport channels Physical layer Control / Measurements Layer 1 物理层周围的无线接口协议结构 18 LTE 上行/下行信道 BCCHPCCHCCCHDCCHDTCHMCCHMTCH PCHDL- SCHMCHBCH 逻辑信道 传输信道 物理信道 下行信道下行信道 PBCHPDSCHPMCH CCCHDCCHDTCH UL- SCH PRACHPUSCH RACH PUCCH 上行信道上行信道
12、逻辑信道 传输信道 物理信道 19 逻辑信道 v MAC向RLC以逻辑信道的形式提供服务。逻辑信道由其承载的信息类 型所定义，分为CCH和TCH，前者用于传输LTE系统所必需的控制和 配置信息，后者用于传输用户数据。LTE规定的逻辑信道类型如下： BCCH信道，广播控制信道，用于传输从网络到小区中所有移动 终端的系统控制信息。移动终端需要读取在BCCH上发送的系统 信息，如系统带宽等。 PCCH，寻呼控制信道，用于寻呼位于小区级别中的移动终端， 终端的位置网络不知道因此寻呼消息需要发到多个小区终端的位置网络不知道，因此寻呼消息需要发到多个小区。 DCCH，专用控制信道，用于传输来去于网络和移动
13、终端之间的 控制信息。该信道用于移动终端单独的配置，诸如不同的切换消 息 MCCH，多播控制信道，用于传输请求接收MTCH信息的控制信 息。 DTCH，专用业务信道，用于传输来去于网络和移动终端之间的 用户数据。这是用于传输所有上行链路和非MBMS下行用户数据 的逻辑信道类型。 MTCH，多播业务信道，用于发送下行的MBMS业务 20 传输信道 v 对物理层而言，MAC以传输信道的形式使用物理层提供的服务。 v LTE中规定的传输信道类型如下： BCH：广播信道，用于传输BCCH逻辑信道上的信息。 PCH：寻呼信道，用于传输在PCCH逻辑信道上的寻呼信息。 DL- SCH：下行共享信道，用于在
14、LTE中传输下行数据的传 输信道它支持诸如动态速率适配时域和频域的依赖于信输信道。它支持诸如动态速率适配、时域和频域的依赖于信 道的调度、HARQ和空域复用等LTE的特性。类似于HSPA 中的CPC。DL- SCH的TTI是1ms。 MCH：多播信道，用于支持MBMS。 UL- SCH：上行共享信道，和DL- SCH对应的上行信道 21 物理信道和信号 v 上行物理信道 PUSCH n下行物理信道 lPDSCH: n物理信道 l一系列资源粒子（RE）的集合，用于承载源于高层的信息 n物理信号 l一系列资源粒子（RE）的集合，这些RE不承载任何源于高 层的信息 PUSCH PUCCH PRACH
15、 v 上行物理信号 参考信号（Reference Signal：RS） lPDSCH: lPBCH lPMCH lPCFICH lPDCCH lPHICH n下行物理信号 l同步信号（Synchronization Signal） l参考信号（Reference Signal） 22 下行RS 23 上行RS 12 1 0.5ms 1 1 1ms (SRSChannel sounding reference signal) 24 物理层过程小区搜索 v Step1、搜索PSCH，确定5ms定时、获得小区ID v Step2、解SSCH，取得10ms定时，获得小区ID组； v Step3、检测下
16、行参考信号，获取BCH的天线配置； v 然后UE就可以读取PBCH的系统消息（PCH配置、RACH配置、邻区 列表等） v SCH结构基于1.25MHz固定带宽。UE必需的小区信息有：小区总发 射带宽、小区ID、小区天线配置、CP长度配置、BCH带宽 25 物理层过程 随机接入 v 通过PRACH发送RACH preamble v UE监控PDCCH获得相 应的上下行资源配置； 从相应的PDSCH获取随 机接入响应包含上行 2 UEeNB Msg1: preamble on PRACH Msg2: RA response on PDCCH and PDSCH min delay 2ms 1 机接入响应，包含上行 授权、定时消息和分配 给UE的标识 v UE从PUSCH发送连接 请求 v eNB从PDSCH发送冲突 检测 Msg3: connection requirement, ect3 Delay about 5ms Msg
