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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范畴。
2、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阶段（Stage 2）的
3、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LTE,LTE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 实现合理的终端功耗 高数据率、低延迟、为分组
4、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。在单独的下行载波部署移动电视（Mobil
5、e 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,第一部分 3GPP LTE协议概况 第二部分
6、LTE协议层介绍 第三部分 LTE网络接口介绍,8,第一部分 3GPP LTE协议概况,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 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,MME：Mobility Management Entity S-GW：Serving GateWay eNB：Ev
7、olved Node B,LTE网络节点功能,11,第一部分 3GPP LTE协议概况,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 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 36.201:物理层协议整体描述 36.211: 物理信道和调制 36.212: 复用和信道编码 36.213：物理层过程 36.214：物理层测量 36.3XX: 上层相关，UE等级划分 36.300:E-UTRAN 整体描述 36.321: MAC 子层规范 36.322: RLC 子层规范 36.323
8、：PDCP子层规范 36.331：RRC规范 36.4XX：各种网络接口协议 36.41036.414：S1接口相关标准 36.42036.424：X2接口相关标准,LTE主要协议,LTE协议列表,LTE协议列表,第一部分 3GPP LTE协议概况 第二部分 LTE协议层介绍 第三部分 LTE网络接口介绍,15,第二部分 LTE协议层介绍,第一章 LTE 物理层介绍 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 第三章 LTE层3介绍 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
9、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：,传输信道的错误检测并向高层提供指示 传输信道的前向纠错（Forward Error Correction，FEC）编码解码 混合自动重传请求（Hybird Au
10、tomatic Repeat-reQuest，HARQ）软合并 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,编码的传输信道与物理信道之间的映射 物理信道的功率加权 物理信道的调制与解调 频率和时间同步 射频特性测量并向高层提供指示 对输入多输出(Multiple Input Multiple Output，MIMO)天线处理 传输分集 波束赋形 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
11、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Turbo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
12、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 Man
13、agement，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,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 Cha
14、nnel, 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,LTE的上行传输是基于SC-FDMA的 物理信道 物理上行共享信道（Physical Uplink Shared Channel, PUSCH） 物理上行控制信道（Physical Uplink Control Chann
15、el, PUCCH） 物理随机接入信道（Physical Random Access Channel, PRACH） 物理信号 参考信号（reference signal）,物理层与传输信道,物理层通过传输信道为上层提供数据传送服务。 物理信道: 定义场所 传输信道: 按怎样传,传什么特征的数据区分 物理层支持的传输信道 BCH（Broadcast CH）: 固定调制编码方式,广播 DL-SCH（Downlink Shared CH）: 支持HARQ,AMC,可以广播,可以波束赋形,可以动态或半静态资源分配,支持DTX,支持MBMS(FFS) PCH（Paging CH）: 支持DRX(UE省
16、电),广播 MCH（Multicast CH）: 多播,支持SFN合并,支持半静态资源分配(如分配长CP帧) UL-SCH:支持HARQ,AMC,可以波束赋形(可能不需要标准化),可以动态或半静态资源分配 RACH: 有限信息,存在竞争,25,物理信道和传输信道之间的映射关系,DL,UL,27,第二部分 LTE协议层介绍,第一章 LTE 物理层介绍 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 第三章 LTE层3介绍 第一节 RRC层介绍 第二节 NAS层介绍,MAC：Media Access Control，即“媒体接入控制”或“媒体访问控制” 。处于LTE无线协议的第二层（L2；L2还包括RLC和PDCP）。用于为用户分配无线资源（时间、频率（RB数目及位置）、发射层数（Layer）、天线数和发射功率 ）。,MAC子层介绍,MAC有两个实体，一个是在E-UTRAN端，另一个
