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1、LTE基本原理培训 教材中兴通讯销售体系 工程服务部TD用服部姓 名 : 杜雨舟E-mail : 什么是LTE？什么是LTE？ LTE=Long Term Evolution，又称E-UTRA/E- UTRAN，和3GPP2 UMB合称E3G（Evolved 3G） LTE是以OFDM为核心的技术，为了降低用户面延 迟，取消了无线网络控制器（RNC）。与其说是 3G技术的“演进”（evolution），不如说是“ 革命”（revolution）。 这场“革命”是系统不可避免的丧失了大部分 后向兼容性，也就是说，从网络侧和终端侧都 要做大规模的更新换代。因此从技术归属上， 可以将LTE看作4G范
2、畴。 LTE的起因：在2004年WiMAX对UMTS技术产生挑 战（尤其是HSDPA技术）时，3GPP急于开发和 WiMAX抗衡的、以OFDM/FDMA为核心技术、支持 20MHz系统带宽的、具有相似甚至更高性能的技 术。长期上也可以在IMT-Advanced标准化上先 发制人。LTE标准化现状 LTE研究阶段（SI）于2004年底开始，于2006年 9月结束。LTE的可行性研究得出了正面的结论 。 2005年6月完成了LTE需求的研究，形成了需求 报告TR 25.913。 2006年9月3GPP正式批准了LTE工作阶段（WI） ，LTE标准的起草正式开始。3GPP已于2007年3 月完成第2
3、阶段（Stage 2）的协议，按照目前 的工作计划，3GPP将于2007年9月最终完成第3 阶段（Stage 3）协议，测试规范将于2008年3 月完成。 在SI阶段，各工作组形成了TR 25.814、TR 25.813、R3.018等研究报告。各工作组的SI结 论被收集在SI总技术报告TR 25.912。3月完成 了Stage 2规范TS 36.300 3GPP决定将编号36的标准号分给LTELTE总体技术特点 LTE系统的设计主要考虑如下几个总体目标： 降低每比特成本 扩展业务的提供能力，以更低的成本，更佳的用户体验提供更 多的业务 灵活使用现有的和新的频段 简化架构，开放接口 实现合理的
4、终端功耗 高数据率、低延迟、为分组业务优化的系统，需完成以 下工作： 在空中接口的物理层方面，支持灵活的传输带宽，引入新的传 输技术和先进的多天线技术 在空中接口层2/层3方面，对信令设计进行优化 在RAN架构方面，确定优化的RAN架构和RAN网元之间的功能划 分 优化的RF设计。LTE需求支持1.25MHz（包括1.6MHz）-20MHz带宽 峰值数据率：上行50Mbps，下行100Mbps 频谱效率达到3GPP Release 6的2-4倍 提高小区边缘的比特率 用户面延迟（单向）小于5ms，制面延迟小于100ms 支持与现有3GPP和非3GPP系统的互操作 支持增强型的广播多播业务。在单
5、独的下行载波部署移动电视（ Mobile TV）系统 降低建网成本，实现从Release 6的低成本演进 实现合理的终端复杂度、成本和耗电 支持增强的IMS（IP多媒体子系统）和核心网 追求后向兼容, 但应该仔细考虑性能改进和向后兼容之间的平衡 取消CS（电路交换）域，CS域业务在PS（包交换）域实现，如采 用VoIP 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 尽可能支持简单的临频共存LTE基本原理培训 教材中兴通讯销售体系 工程服务部TD用服部姓 名 : 杜雨舟E-mail : LTE协议层与接口原理2第一部分 3
6、GPP LTE协议概况2第二部分 LTE协议层介绍2第三部分 LTE网络接口介绍8第一部分第一部分 3GPP LTE3GPP LTE协议概况协议概况n第一章 3GPP LTE网络架构第一节 LTE网络整体架构第二节 LTE网络节点功能n第二章 3GPP LTE协议架构第一节 LTE主要协议第二节 LTE协议列表LTE网络整体架构 S-GW/MME 合称EPC演进型分组域核心网 S1接口的用户面终止在服务网关(SGW) S1接口的控制面终止于移动性管理实体（MME） S1接口支持EPC与eNB之间的多对多关系 X2为eNB之间接口n MME：Mobility Management Entityn
7、 S-GW：Serving GateWayn eNB：Evolved Node BLTE网络节点功能11第一部分第一部分 3GPP LTE3GPP LTE协议概况协议概况n第一章 3GPP LTE网络架构第一节 LTE网络整体架构第二节 LTE网络节点功能n第二章 3GPP LTE协议架构第一节 LTE主要协议第二节 LTE协议列表 36.2XX：物理层相关协议 n36.201:物理层协议整体描述 n36.211: 物理信道和调制 n36.212: 复用和信道编码 n36.213：物理层过程 n36.214：物理层测量 36.3XX: 上层相关，UE等级划分 n36.300:E-UTRAN 整
8、体描述 n36.321: MAC 子层规范 n36.322: RLC 子层规范 n36.323：PDCP子层规范 n36.331：RRC规范 36.4XX：各种网络接口协议 n36.41036.414：S1接口相关标准 n36.42036.424：X2接口相关标准LTE主要协议LTE协议列表LTE协议列表2第一部分 3GPP LTE协议概况2第二部分 LTE协议层介绍2第三部分 LTE网络接口介绍15第二部分第二部分 LTELTE协议层介绍协议层介绍n第一章 LTE 物理层介绍n第二章 LTE 层2介绍第一节 MAC子层介绍第二节 RLC子层介绍第三节 PDCP子层介绍n第三章 LTE层3介绍
9、第一节 RRC层介绍第二节 NAS层介绍LTE物理层协议结构无线接口主要指UE和网络之间的接口，包括层1、层2和层3。下图给出了层1（物理层）周围的E-UTRA无线协议结构。物理层与层2的媒体接入控制（ MAC）子层和层3的无线资源控制（RRC）层有 接口。其中圆圈便是不同层/子层间的服务接 入点（SAP）。物理层向MAC层提供传输信道， MAC提供不同的逻辑信道给层2的无线链路控制 （RLC）子层。LTE物理层功能物理层向高层提供数据传输服务，可以通过MAC子层并使用传输信道来接入这些服 务。为了提供数据传输服务，物理层将提 供如下功能：1.传输信道的错误检测并向高层提供指示2.传输信道的前
10、向纠错（Forward Error Correction，FEC）编码解码3.混合自动重传请求（Hybird Automatic Repeat-reQuest，HARQ）软合并4.编码的传输信道与物理信道之间的速率匹 配LTE物理层功能5.编码的传输信道与物理信道之间的映射6.物理信道的功率加权7.物理信道的调制与解调8.频率和时间同步9.射频特性测量并向高层提供指示10.对输入多输出(Multiple Input Multiple Output，MIMO)天线处理11.传输分集12.波束赋形13.射频处理 物理信道与调制LTE物理层概述 LTE下行定义的物理信道包括物理下行共享信道 、物理多
11、播信道、物理下行控制信道、物理广播 信道、物理控制格式指示信道和物理HARQ指示信 道 LTE上行定义的物理信道包括物理随机接入信道 、物理上行共享信道和物理上行控制信道。 定义的信号包括参考信号、主/辅同步信号。 下行和上行均支持如下调制方式：四相移相键控 （Quate Phase Shift Keying，QPSK）、正交调 幅（Quadrature Amplitude Modulation,16QAM）和64QAM。 复用与信道编码LTE物理层概述 LTE中传输块的信道编码方案为Turbo编码，编码 速率为R=1/3，它由两个8状态子编码器和一个 Turbo码内部交织器构成。 在Turb
12、o编码中使用栅格终止（Trellis Termination）方案。在Turbo编码之前，传输块 被分割成多个段，每段的大小要与最大信息块大 小6144bit保持一致。使用24bit长的循环冗余校 验（Cyclic Redundancy Check,CRC）来支持错 误检测。 物理层过程LTE物理层概述 LTE操作中涉及多个物理层过程，这些过程包括 小区搜索、功率控制、上行同步和上行定时控制 、随机接入相关过程、HARQ相关过程。 通过在频域、时域和功率域进行物理资源控制， LTE隐含地支持干扰协调。 物理层测量 无线特性在终端和基站进行测量，并在网络中向高 层进行报告。这包括用于同频和异频切
13、换的测量， 用于不同无线接入技术（Radio Access Technology，RAT）之间切换的测量，定时测量， 用于无线资源管理（Radio Resource Management ，RRM）的测量。 用于不同RAT间切换的测量用于支持向GSM、UTRA FDD和UTRA TDD系统的切换。LTE物理层概述E-UTRAN 系统的传输参数Transmissio n BW1.4 MHz3 MHz5 MHz10 MHz15 MHz 20 MHzSlot duration 0.5 msSub-carrier spacing15 kHzSampling frequency (MHz)1.92 (1
14、/2 3.84)3.84 (1 3.84)7.68 (2 3.84)15.36 (4 3.84)23.04 (6 3.84)30.72 (8 3.84) FFT size128256512102415362048 Number of occupied sub-carriers761513016019011201OFDM symbols per slot (Short/Long CP)7/6CP length (s/sa mples )Sho rt(4.69/9) 6, (5.21/10) 1(4.69/18) 6, (5.21/20) 1 (4.69/36) 6, (5.21/40) 1 (4
15、.69/72) 6, (5.21/80) 1 (4.69/108) 6, (5.21/120) 1 (4.69/144 ) 6, (5.21/160) 1 Lon g(16.67/3 2)(16.67/64)(16.67/12 8)(16.67/25 6)(16.67/38 4)(16.67/51 2)LTE下行物理信道 LTE的下行传输是基于OFDMA的。 物理信道物理下行共享信道（Physical Downlink Shared Channel, PDSCH）物理广播信道（Physical Broadcast Channel, PBCH）物理多播信道（Physical Multicast Channel, PMCH）物理控制格式指示信道（Physical Control Format Indicator Channel, PCFICH）物理下行控制信道（Physical Downlink Control Channel, PDCCH）物理HARQ指示信道（Physical Hybrid ARQ Indicator Channel, PHICH） 物理信号参考信号（reference signal）同步信号（synchronization signal）LTE上行物理信道
