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1、第 1 页LTE 原理及关键技术DTM2015.07第 2 页目录目录1系统架构系统架构.3 2. 工作频段工作频段.4 3. 无线协议接口无线协议接口.7 4. 上行上行/下行信道下行信道 .9 5. 物理层帧结构物理层帧结构.11 6. 上下行时隙比例配置上下行时隙比例配置.12 7. 传输带宽传输带宽.13 8. 资源分组资源分组.14 9. 理论数据速率计算理论数据速率计算.15 10. MIMO 技术技术 .16第 3 页1系统架构系统架构MME：移动管理实体，负责控制面功能，如非接入层信令的加密、完整性保护和安全 控制，并对空闲状态下的移动台进行移动性管理， S-GW：服务网关，负
2、责用户面功能，如终止用户面数据包及用户平面切换 P-GW：分组数据网关，终结和外部数据网络（如互联网、IMS 等）的 SGi 接口，是 EPS 锚点，即 3GPP 与 non-3GPP 网络间的用户面数据链路的锚点 eNodeB（eNB）：演进型节点 B，具有 3GPP R5/R6/R7 的 Node B 功能和大部分 RNC 功能（接入层功能）演进型通用陆基无线接入网（E-UTRAN）仅由 eNodeB 组成，取消了 RNC演进型分组核心网（EPC）由 MME 和 S-GW 组成演进后的系统仅存在分组交换域，取消了电路交换域eNodeB 之间通过 X2 接口互连eNodeB 通过用户面接口
3、S1-GW 与 S-GW 相连eNodeB 通过 S1-MME 接口与 MME 相连第 4 页2. 工作频段工作频段TD-LTE要求支持频段 38：25702620MHz要求支持频段 39：18801920MHz要求支持频段 40：23002400MHzTD-SCDMA要求支持频段 34：20102025MHz要求支持频段 39：18801920MHzFDD-LTE要求支持频段 7：上行 25002570MHz，下行 26202690MHz第 5 页载波频点 Fc=Flow+0.1*（Nearfcn-Noffs）EARFCN（E-UTRA Absolute Radio Frequency Ch
4、annel Number）的序号范围为 065535第 6 页2570-2620 对应的 EARFCN 为 37750-38249Fc =2570+0.1（37750-37750）= 2570Fc =2570+0.1（38249-37750）= 2619.9信道栅格是指用于调整 LTE 载波频率位置的最小单位。E-UTRA 规范规定信道栅格为100KHz。所以中心频点是 100KHz 的整数倍。UMTS 使用的信道栅格为 200KHz。目前实验室里 LTE 的 RRU 的工作频段是 2575MHz2615MHz，若是 2 个小区一组可以按20M 带宽规划，即中心频点配成 2585MHz 和 2
5、605MHz。若是 4 个小区一组可以按 10M 带宽规划，即中心频点配成 2580MHz、2590MHz、2600MHz 和 2610MHz。TD-LTE底层技术OFDM，在每个TTI内使用最多20MHz频域（100RB）的资源承载数据符号，由于考虑到系统容量尽量采用20MHz带宽组网，可配的中心频点不多，所以实际组网中不可避免遇到很多同频组网。实际上eNodeB侧有类似的调度算法，考虑小区中心及边缘的用户远近，比如两个小区边缘处对不同用户在分配资源的时候会尽量错开频域资源比如UE1分配在靠近中心RB的资源，UE2分配在靠近边缘RB的资源，这样大家在同TTI下的频域是错开的，防止同频干扰。再
6、则就算异频组网，由于TD-LTE与TDS不同的是，TDS是工作在各载波中心频点下的时分系统，TD-LTE是OFDM使用整个频带内的资源，无法简单的从中心频点错开就能认为可以错开所有的同频干扰，关键看网侧那边优化。不过室内因为小区间地域上没有足够空间距离，如果同频组网，干扰肯定比室外要大。第 7 页3. 无线协议接口无线协议接口在 LTE 中真正实现了控制和承载相分离，控制信令通过 MME 进行交互，而业务则通过 S-GW 与 eNodeB 进行交互。控制平面主要负责对无线接口的管理和控制，包括 RRC 协议、数据链路层协议(PDCP/RLC/MAC)和物理层协议。用户平面主要为数据链路层协议和
7、物理层协议，主要完成头压缩、加密、调度、ARQ 和 HARQ 等功能。控制平面协议栈用户平面协议栈NAS 层主要负责提供对非接入层部分的控制和管理，主要功能包括 EPS 承载管理，鉴权，EPS 连接管理模式空闲状态（ECM-IDLE）下的移动性管理，负责产生 ECM-IDLE 状态下 UE 的寻呼，安全控制等。RRC 层主要负责对接入层的控制和管理，完成广播、寻呼、RRC 连接管理、RB 控制、移动性管理、UE 测量报告和控制功能。RRC 分为 RRC_IDLE 和 RRC_CONNECTED两个状态。数据链路层被分为 MAC、RLC 和 PDCP 三个子层，MAC 子层为 RLC 子层提供逻
8、辑信道级的服务，PDCP 子层为上层提供无线承载级的服务。在控制平面负责无线承载信令的传输，加密和完整性保护，在用户平面负责用户业务数据的传输和加密。物理层为数据链路层提供数据传输功能，通过传输信道为 MAC 子层提供相应的服务。第 8 页第 9 页4. 上行上行/下行信道下行信道1）逻辑信道）逻辑信道 MAC 向向 RLC 以逻辑信道的形式提供服务以逻辑信道的形式提供服务BCCH：广播控制信道，下行PCCH：寻呼控制信道，下行CCCH：公共控制信道，上行和下行，UE 和网络间无 RRC 连接时传输控制信息DCCH：专用控制信道，上行和下行，点对点的双向信道，存在 RRC 连接时使用MCCH：
9、多播控制信道，下行，点到多点DTCH：专用业务信道，上行和下行，针对单个用户，点到点MTCH：多播业务信道，发送下行 MBMS 业务（多媒体广播组播功能） ，点到多点2）传输信道）传输信道 MAC 以传输信道的形式使用物理层提供的服务以传输信道的形式使用物理层提供的服务BCH：广播信道，下行PCH：寻呼信道，下行DL-SCH：下行共享信道，下行，使用 HARQ 传输MCH：多播信道，下行RACH：随机接入信道，支持 HARQ 传输第 10 页UL-SCH：上行共享信道3）物理信道）物理信道 为为 MAC 层和高层提供信息传输的服务层和高层提供信息传输的服务上行物理信道PUSCH：物理上行共享信
10、道，传输上行数据，包括业务数据和高层信令等。调制方式：QPSK，16QAM，64QAMPRACH：物理随机接入信道，用于 UE 上行接入同步或上行数据到达时的资源请求。调制方式：QPSKPUCCH：物理上行控制信道，传输上行控制信息，主要包括 CQI 和 ACK。调制方式：QPSK下行物理信道PDSCH：物理下行共享信道，传输数据信息，包括业务数据和高层信令等信息。调制方式：QPSK，16QAM，64QAMPMCH：物理多播信道，传输多播信息。调制方式：QPSK，16QAM，64QAMPDCCH：物理下行控制信道，传输与特定 PSDCH 相关的配置和控制信息（HARQ 信令，功控命令，RB 分
11、配，AMC 配置） 。调制方式：QPSKPBCH：物理广播信道，传输小区广播信息。调制方式：QPSKPCFICH：物理控制格式指示信道，2bit 信息（1,2,3,4） ，传输用于控制信道 PDCCH的 OFDM 符号个数。调制方式：BPSKPHICH：物理 HARQ 指示信道，传输 PUSCH 的 ACK/NACK 信息。调制方式：QPSK4）参考信道）参考信道上行参考信号：解调参考信号（DM-RS）：与 PUSCH 或 PUCCH 相关联，用作求取信道估计矩阵，在 eNodeB 端帮助 PUSCH 或 PUCCH 进行解调探测参考信号（SRS）：与 PUSCH 或 PUCCH 不关联，用作
12、上行信道质量的估计与信道选择，计算上行信道的 SINR下行参考信号：小区专用参考信号（CRS）：用于除了不基于码本的波束赋形技术之外的所有下行传输技术的信道估计和相关解调。对应天线端口 03MBSFN 参考信号：用于 MBSFN 的信道估计和相关解调。对应天线端口 4UE 专用参考信号（DM-RS）：用于不基于码本的波束赋形技术的信道估计和相关解调。对应天线端口 5第 11 页定位参考信号（PRS）：信道状态信息参考信号（CSI-RS）：用来进行信道状态估计（CQI/PMI/RI）5. 物理层帧结构物理层帧结构基本时间单位 Ts = 1/（15000x2048）s = 32.55ns 无线帧长度 Tf=307200Ts =10ms1）帧结构类型）帧结构类型 1（FDD）每个无线帧长度为 10ms由 20 个时隙组成
