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1、LTE网络结构、协议栈及物理层该部分内容重点：该部分内容重点： LTE协议栈结构 LTE资源的基本概念 LTE上下行物理信道的映射作用和配置 LTE信号的概念、作用和配置 LTE的L2LTE全网架构SGiS4S3S1-MMEPCRFS7即GxS6aHSSS10UEGERANUTRANSGSNLTE-UuE-UTRANMMES11S5Serving GatewayPDN GatewayS1-UOperators IP Services(e.g. IMS, PSS etc.)Rx+S8S9LTE 网络构架MME / S-GWMME / S-GWX2S1 移动性管理移动性管理 服务网关服务网关 MM
2、E/SGW 与与 eNode B的接口的接口EPCE-UTRAN eNode B间的接口间的接口Node BRNC+=eNode BEPSeNode BX2X2eNode BeNode B Uu E-UTRAN中只有一种网元中只有一种网元eNode B 演进分组核心网演进分组核心网EPC 演进分组系统演进分组系统EPSE-UTRAN 和 EPC的功能划分 eNB 功能功能: 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 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的配置MME 功能:分发寻呼信息给eNB安全控制空闲状态的移动性管理SAE
3、承载控制非接入层（NAS）信令的加密及完整性保护S-GW 功能:终止由于寻呼原因产生的用户平面数据包支持由于UE移动性产生的用户面切换LTE网元功能MMEServing GWPDN GWE-Node B用户接入控制业务承载管理功能（包括专用承载的建立）寻呼控制切换控制支持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数据包路由和转发上下行传输层数据包标记基于用户的计费、统计合法侦听基于用户的包过滤合法监听UE的IP地址分配上下行传输层数据包标记上下行业务级计费、门控基于聚合最大比特速率（AMBR）的下行速率控制物理层功能MAC、RLC、PDCP功能RRC功能资
4、源调度无线资源管理（含小区间）无线接入控制许可接入移动性管理MME功能LTE的的MME功能与网关功能分离，实现如下控制功能：功能与网关功能分离，实现如下控制功能：NAS信令NAS信令安全AS 安全控制3GPP无线网络的网间移动信令idle状态UE的可达性（包括寻呼信号重传的控制和执行）跟踪区列表管理P-GW 和 S-GW 的选择切换中需要改变MME时的MME选择切换到2G或3GPP网络时的SGSN选择漫游鉴权包括专用承载建立的承载管理功能支持ETW传输ENodeB功能具有现具有现3GPP Node B全部和全部和RNC大部分功能，包括：大部分功能，包括： 无线资源管理：无线承载控制、无线接纳控
5、制、连接移动性控制、上下行链路的动态资源分配（即调度）等功能 IP头压缩和用户数据流的加密 当从提供给UE的信息无法获知到MME的路由信息时，选择UE附着的MME 路由用户面数据到S-GW 调度和传输从MME发起的寻呼消息 调度和传输从MME或O&M发起的广播信息 用于移动性和调度的测量和测量上报的配置 调度和传输从MME发起的ETWS（即地震和海啸预警系统）消息LTE/SAE的协议结构信令流eNBPHYUEPHYMACRLCMACMMERLCNASNASRRCRRCPDCPPDCPAPPUDPGTPUIPS1APSCTPSGWIPUDPGTPUIPSCTPS1APX2AP数据流控制面协议架构
6、eNBPHYUEPHYMACRLCMACMMERLCNASNASRRCRRCPDCPPDCPUEeNode-BMME控制面协议架构eNBPHYUEPHYMACRLCMACMMERLCNASNASRRCRRCPDCPPDCPUEeNode-BMMERRC 子层执行的功能: 广播 寻呼 链接管理 无线承载控制 移动性 UE测量上报和控制PDCP 子层执行的功能: 加密和完整性保护NAS 子层执行的功能: 认证、鉴权 安全控制 Idle 模式移动性处理 Idle 模式寻呼发起用户面协议架构UEeNode-BMMEeNBPHYUEPHYMACRLCMACPDCPPDCPRLCSAE Gateway用户
7、面协议架构UEeNode-BMMEeNBPHYUEPHYMACRLCMACPDCPPDCPRLCSAE GatewayRLC 子层执行的功能: PDU传输 ARQ 包的组合和拆分PDCP 子层执行的功能: 头压缩 加密MAC 子层执行的功能: 调度 HARQ 逻辑信道优先级处理 PDU组包和解复用物理层(L1)执行的功能： 无线接入 功率控制 MIMO信道带宽支持的信道带宽（支持的信道带宽（Channel Bandwidth）1.4MHz，3.0MHz，5MHz，10MHz，15MHz以及20MHzLTE系统上下行的信道带宽可以不同系统上下行的信道带宽可以不同下行信道带宽大小通过主广播信息（M
8、IB）进行广播上行信道带宽大小通过系统信息（SIB）进行广播信道带宽与传输带宽配置有如下对应关系：信道带宽1.43 5101520传输带宽配置（RB数目）615 255075100Transmission Bandwidth RBTransmission Bandwidth Configuration RBChannel Bandwidth MHzResource blockChannel edgeChannel edgeDC carrier (downlink only)Active Resource BlocksfDLfULFDDfDLfULhalf-duplex FDDfDL/ULTDD
9、fDLfULFDDfDLfULhalf-duplex FDDfDL/ULTDDFDD:上行传输和下行传输在不同的载波频段上进行；TDD:上行传输和下行传输在相同的载波频段上进行；基站/终端在不同的时间进行信道的发送/接收或者接收/发送 ；H-FDD:上行传输和下行传输在不同的载波频段上进行；基站/终端在不同的时间进行信道的发送/接收或者接收/发送 ；H-FDD与FDD的差别在于终端不允许同时进行信号的发送与接收，即H-FDD基 站与FDD基站相同，但是H-FDD终端相对FDD终端可以简化，只保留一套收发信 机并节省双工器的成本。双工方式物理资源概念秒2048150001sT无线帧无线帧OFDM
10、符号符号天线端口天线端口基本时间基本时间 单位单位时隙时隙-slot子帧子帧物理资源物理资源接收机用来区分资源在接收机用来区分资源在 空间上的差别，包括三空间上的差别，包括三 类天线端口：类天线端口： CRSCRS：天线端口天线端口0303 MBSFNMBSFN：天线端口：天线端口4 4 DRSDRS：天线端口天线端口5 5天线端口天线端口0 0- -5 5帧结构FDDFDD帧结构帧结构 - 帧结构类型帧结构类型1 1，适用于，适用于FDDFDD一个长度为10ms的无线帧由10个长度为1ms的子帧构成；每个子帧由两个长度为0.5ms的时隙构成；子帧0子帧1子帧2子帧3子帧4子帧5子帧6子帧7子
11、帧8子帧910ms无线帧1ms子帧 最小TTI0.5ms 时隙0654321054321常规CP下行OFDM符号； 上行DFT-S-OFDM块采用常规CP的时隙结构采用扩展CP的时隙结构扩展CP帧结构TDDTDD帧结构帧结构 - 帧结构类型帧结构类型2 2，适用于，适用于TDDTDD一个长度为一个长度为10ms10ms的无线帧由的无线帧由2 2个长度为个长度为5ms5ms的半帧构成的半帧构成1个子帧子帧 #5DwPTS GPUpPTS子帧 #91个半帧 153600 TS= 5 ms1个子帧子帧 #0DwPTS GPUpPTS30720TS子帧 #41个时隙 Tslot=15360TS1个无线
12、帧 Tf= 307200 Ts= 10 msTDD帧结构上下行配置帧结构上下行配置帧结构Uplink- downlink configurationDownlink-to-Uplink Switch-point periodicitySubframe number012345678905 msDS U U U D S U U U15 msDS U U D D S U U D25 msDS U D D D S U D D310 msDS U U U D D D D D410 msDS U U D D D D D D510 msDS U D D D D D D D65 msDS U U U D S
13、 U U DDwPTS、GP、UpPTS长度配置ConfigurationNormal cyclic prefixExtended cyclic prefixDwPTSGPUpPTSDwPTSGPUpPTS03101 OFDM symbols381 OFDM symbols194832103923112101412137 2 OFDM symbols5392 OFDM symbols82693917102-8111-物理资源概念时间时间/OFDM符号符号（序号序号l）频率频率/子载波子载波（序号序号k）l = 0 k = 01个子帧个子帧 = 1ms = 14个个OFDM符号符号 （常规常规C
14、P）1个时隙个时隙 = 0.5ms = 7个个OFDM符符 号号（常规常规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PRB(physical RB) PRB的时域大小为一个时隙，即0.5ms。 PRB的大小和下行数据的最小载荷相匹 配。VRB(virtual RB)物理资源概念资源单元组资源单元组 (REG)(REG)控制区域中RE集合，用于映射下行控制信道每个REG中包含4个数据REPCFICH 4个Re
15、g，PHICH 3个Reg控制控制信道单元（信道单元（CCECCE）36RE，9REG组成PDCCH调度CCERSRSRSRSREG n+1REG n第一个OFDM符号REG n+2REG nRSRSRSRSREG n+1REG n第二个OFDM符号 (4个公共天线端口)第三个OFDM符号第二个OFDM符号 (1/2个公共天线端口)REG n+1REG n+2REG nREG n+1物理资源概念RBG RBG （Resource Block GroupResource Block Group）为业务信道资源分配的资源单位，由一组RB组成，分组大小与系统带宽有关PDSCH 调度RBG 用于传输用户数据带宽RB数System Bandwidth（RB）RBG Size(PRB)1.4MHz61013MHz 5MHz15 2511 26210MHz5027 63315MHz 20MHz75 10064 1104物理信道和信号上行物理信道上行物理信道 PUSCHQPSK, 16QAM, 64QAM PUCCHQPSK, 16QAM, 64QAM PRACHQPSK上行物理信号上行物理信号 参考信号（Reference Signal） Zadoff-Chu（估计与探测）下行物理信道下行物理信道PCFICHQPSKPDC
