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1、LTE物理层协议介绍,系统与标准部 信号处理研究室 2010-03-15,本课程的内容,总结,LTE物理层过程,LTE上行传输,LTE下行传输,LTE帧结构,LTE帧结构,LTE design goals,1,Frame structure type 1,2,Frame structure type 2,3,LTE design goals,Support scalable bandwidth of 1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15MHz、20MHz Peak data rates DL：100Mbps(20M channel bandwidth) UL：50Mbps(20M
2、 channel bandwidth) Support antenna configurations DL： 4x2、2x2、1x2、1x1 UL：1X2、1X1 Spectrum efficiency DL：3 to 4 x HSDPA Rel.6 UL：2 to 3 x HSUPA Rel.6,LTE design goals (cont.),Latency C-plane：50-100 ms U-plane： 10 ms from UE to server Mobility Optimized for low speeds(15km/h) High performance at spee
3、ds up to 120km/h Maintaining link at speeds up to 350km/h Coverage Full performance up to 5km Slightly degradation 5km-30km Operation up to 100km should not be precluded by standard,Frame Structure,Frame structure 1 支持全双工FDD和半双工FDD 每个无线帧为10 ms,由10个子帧构成,每个子帧又可以分为2个时隙,标号从0-19 Frame structure 2 只支持TDD
4、每个无线帧由2个半帧构成,每个半帧由5个子帧构成,Frame Structure(cont.),常规子帧由两个长度为0.5ms的时隙构成，长度为1ms 子帧0和子帧5只能用于下行传输 特殊子帧由DwPTS，GP以及UpPTS构成，总长度为1ms 5ms切换周期配置时子帧1和子帧6用作特殊子帧 10ms切换周期配置时子帧1用作特殊子帧 UpPTS之后的第一个常规子帧只能用于上行传输 可以通过配置不同的时隙比例以及DwPTS/GP/UpPTS的长度，保证与TD-SCDMA的共存,TD-SCDMA FS,Frame Structure(cont.),与TD-SCDMA比有哪些不同?,本课程的内容,总
5、结,LTE物理层过程,LTE上行传输,LTE下行传输,LTE帧结构,LTE下行传输,LTE下行传输,下行物理信道,下行时隙结构和物理资源,下行多天线技术,总结,下行物理信号,下行小区间干扰减轻,下行时隙结构和物理资源,Resource Grid(RG)： 频域 时域 Resource Block(RB)： 频域: 时域 Resource Element(RE)： 最小资源单元,下行时隙结构和物理资源(cont.),Physical Resource Block parameters Number of OFDM symbol per slot Number of RBs per channel
6、 BW,下行时隙结构和物理资源(cont.),Resource Element Groups,REGs 下行控制信息映射的基本单元 REG通过index pair 表示 REG的数目取决于参考符号的开销,因此天线端口数和cp类型会影响REG的数目 控制信道以symbol quadruplet 为单位将信息映射到一个REG中去,Resource Element Groups(cont.),REG的分布与 数据映射,LTE下行传输,LTE下行传输,下行物理信道,下行时隙结构和物理资源,下行多天线技术,总结,下行物理信号,下行小区间干扰减轻,下行物理信道,广播信道 Physical Broadcas
7、t Channel (PBCH) 控制信道 Physical Control Format Indicator Channel (PCFICH) Physical hybrid-ARQ Indicator Channel (PHICH) Physical Downlink Control Channel (PDCCH) 业务信道 Physical Downlink Shared Channel (PDSCH) 多播信道 Physical Multicast Channel (PMCH),信道映射,LTE下行信道映射,PBCH,MIB (Master Information Block)信息通过
8、PBCH承载 SFN: 8 bits(高8位) PHICH: 3 bits(1 bit指示PHICH周期 2 bit指示 ) 系统带宽：3 bits FFS: 10 bits SIB (System Information Block)信息通过PDSCH承载,PBCH (cont.),BCH传输信道映射到4个连续的无线帧(TTI=40ms),每个无线帧可以独立译码 40ms定时通过盲检测扰码获得 根据40ms定时确定SFN的低2位 PBCH位于子帧0时隙1的前4个OFDM符号，频域上占用中间的72个子载波 PBCH资源映射时假定eNodeB采用4天线端口进行传输,PCFICH,CFI (Con
9、trol Format Indicator) 指示一个子帧内用于控制区域的OFDM符号数(1、2 or 3) PCFICH承载CFI 源比特为2 bits，编码之后为32 bits 加扰、调制(QPSK) 资源映射：映射到该子帧第一个OFDM符号的4个REG中 扩展到整个带宽，充分捕获频率分集增益 占用资源位置与天线端口无关，即端口1、2、4映射相同 天线端口和PBCH相同,PHICH,承载PUSCH信道的ACK/NACK应答 不同PHICH信道映射到相同的RE构成PHICH group ,组内通过正交序列 来区分,因此一个PHICH资源通过两个参数来唯一标识 PHICH group的数目 F
10、S1: FS2:,PHICH (cont.),通过2比特指示,通过接收PBCH获得 PHICH group 1 PHICH group=8 PHICHs (normal cp) 1 PHICH group=4 PHICHs (extend cp),PDCCH,PDCCH承载调度和一些控制信息(UCI/DCI) PDCCH信道占用一个或者几个连续的CCE 1 PDCCH = 1、2、4、8CCEs 1CCE = 9 REGs 一个子帧可以有多个PDCCH信道,PDCCH支持不同的format 控制区域内除去PCFICH/PHICH资源外的REG 用于PDCCH传输,PDCCH,DCI forma
11、t DCI format0 用于PUSCH的调度 DCI format1 用于单码字的PDSCH的调度 DCI format 1A用于采用紧凑模式调度的单码字的PDSCH的指示、公共信息的调度、用于PDCCH发起RACH过程 DCI format1B用于紧凑模式下的采用预编码的单码字的PDSCH的传输指示 DCI format1C用于更紧凑模式下单码字的PDSCH的调度，主要用于调度公共控制信息。 DCI format1D用于紧凑模式的采用预编码的并且携带功率偏移的单码字的PDSCH的调度，主要用于MU-MIMO的调度。 DCI format2用于双码字的CL-SDM的PDSCH的调度指示。
12、DCI format2A用于双码字的OL-SDM的PDSCH的调度指示。 DCI format3用于通过2bit来指示PUCCH和PUSCH组 TPC command的传输。 DCI format3A用于通过1bit来指示PUCCH和PUSCH组 TPC command的传输。,PDCCH,CCE的聚合等级 CCE的聚合等级成树形结构 1-CCE的起始位置可能是任何编号的CCE (i=0,1,2,3,4,.) 2-CCE的起始于偶数的编号的CCE (i=0,2,4,6,.) 4-CCE的起始于编号为4的整数倍的CCE（i=0,4,8,） 8-CCE的起始于编号为8的整数倍的CCE（i=0,8,
13、16,） 小区内可用的CCE个数取决于 半静态配置的：系统带宽、天线端口数目、PHICH配置(包括PHICH duration和PHICH group的配置) 动态配置的：PCFICH值,PDCCH,公共搜索空间 公共搜索空间对应CCEs 0-15 小区内所有UE都需要监听 可能会与UE专署搜索空间重叠 不会增加盲检测次数 只可能会降低 聚合等级 4-CCE和8-CCE 公共搜索空间盲检测次数为6次(一种DCI format) 4-CCE: 4 8-CCE: 2,PDCCH,UE专署搜索空间 聚合等级：1-CCE、2-CCE、4-CCE、8-CCE 盲检测16次 1-CCE：6次 2-CCE：
14、6次 4-CCE：2次 8-CCE：2次 搜索空间起始位置 表示聚合等级 表示第 子帧控制区域内的总CCE个数 表示PDCCH candidate,公共搜索空间: UE专属搜索空间:,RNTI分类,RA-RNTI-DCI format 1A/1C 用于随机接入响应（RAR） 与时频资源位置绑定（0001003C） SI-RNTI-DCI format 1A/1C 用于标识SIB消息的传输（FFFF） P-RNTI-DCI format 1A/1C 用于标识寻呼消息的传输（FFFE） TPC(-PUCCH/-PUSCH)-RNTI-DCI format 3/3A 用于标识联合编码TPC命令传输的
15、用户组（003D-FFF3）,RNTI分类,Temp C-RNTI-DCI format 1/1A 用于Msg3的传输 冲突解决（003DFFF3） C-RNTI-DCI format 1/1A/1B/1D/2/2A 用于动态调度的PDSCH传输（ 003DFFF3 ） SPS C-RNTI-通常为DCI format 1A 用于半持续调度的PDSCH传输（ 003DFFF3） 各种RNTI支持的PDCCH搜索空间有所差别,PDSCH,PDSCH发射流程 加扰 利用小区ID和RNTI产生扰码，每个子帧初始化一次 调制 QPSK、16QAM、64QAM 层映射 实现码字(codeword)到层的
16、映射 LTE目前最大支持2码字4层 预编码 层到天线端口的映射 资源映射,单码字和多码字性能有何差异? 为什么最大支持2码字?,PDSCH,PDSCH资源映射 Resource allocation type 0 Resource allocation type 1 Resource allocation type 2 Resource Allocation type 0 将带宽内可用资源分为RBG，每个RBG由 个连续的PRB构成 每个RBG通过一个比特来指示是否被占用，用 长的bitmap来指示该UE的资源分配 1表示该RBG被占用，0反之,PDSCH,Resource Allocation type 1 根据系统带宽，确定RBG的个数 将
