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1、2019/9/15,LTE系统接口,Page 2,学完本课程后，您应该能 了解E-UTRAN总体架构，EPC和E-RAN的分工界面 了解无线空口协议栈结构及功能 了解无线接口信道分类、结构及映射关系 了解S1/X2接口协议栈结构及其接口功能,培训目标,Page 3,3GPP TS 36.211 3GPP TS 36.300 3GPP TS 36.410 3GPP TS 36.420,Page 3,参考资料,Page 4,目 录,LTE系统接口概述 无线空中接口 S1接口介绍 X2接口介绍,SGSN,GPRS,UMTS,E-UTRAN,cdma2000,MME,HSS,PCRF,Serving
2、GW,PDN GW,BTS,BSC/PCU,NodeB,RNC,eNodeB,S2b,S1-U,S6a,Gx,S5/8,Gb,Iu,S1-MME,S12,S3,S4,S11,SGi,S9,S10,BTS,Internet,Corporate Internet,Operator Service Network,EPS (Evolved Packet System),S6d,PDSN,BSC,A10/A11,LTE系统总体架构,MME：移动性管理实体 PCRF：策略及计费规则功能,Page 6,E-UTRAN和EPC的分工界面,Page 7,E-UTRAN接口通用协议模型,对于S1/X2接口，层与
3、层之间，面与面之间彼此逻辑上独立。所以当有相应需要时，标准实体可以很容易独立演进其协议栈和其各平面功能来满足将来的需要,Page 8,控制面协议栈结构,Page 9,用户面协议栈结构,Page 10,LTE 控制面和用户面,Page 11,目 录,LTE系统接口概述 无线空中接口 S1接口介绍 X2接口介绍,Page 12,无线空口协议栈结构,无线空口协议栈功能,LTE 没有BMC实体,Page 14,RRC主要功能,Page 15,RRC协议状态及状态变换,LTE支持两种RRC状态：RRC_IDLE和RRC_CONNECTED RRC_IDLE: PLMN选择 NAS对DRX的配置 系统消息
4、广播 寻呼 小区重选和移动性 eNodeB中没有RRC上下文存储,RRC_CONNECTED UE有E-UTRAN-RRC连接 UE在E-UTRAN中有上下文信息 E-UTRAN知道UE属于哪一个小区 网络可以传送或接收到达或来自UE的消息 移动性网络控制（切换，inter-RAT小区变更GERAN和NACC） 邻区测量,Page 16,RRC 状态跟 NAS 状态的关系,EPS 移动性管理状态 (EMM)包括 EMM-DEREGISTERED 和EMMREGISTERED EPS 连接性管理状态 (ECM) 包括 ECM-IDLE 和 ECM-CONNECTED EPS的状态同RRC连接状态
5、的关系可用下面表格来总结,Page 17,RRC协议状态及状态变换,E-UTRAN状态及inter RAT移动性过程,CCO：Cell Change Order,Page 18,E-UTRAN标识,E-UTRAN Cell Global Identifier (ECGI):用来全球标识小区。 ECGI由MCC (Mobile Country Code), MNC (Mobile Network Code) 和ECI (E-UTRAN Cell Identifier)得来 ECI： PLMN内用来标识的小区。 ECI长度为28bits,其中包含eNB标识 Global eNB Identifie
6、r：用来全球标识eNB. Global eNB Identifier 由MCC (Mobile Country Code), MNC (Mobile Network Code) 和eNB-Id (eNB Identifier)组成 eNB Identifier：PLMN内用来标识eNB。 在E-UTRAN Cell Identifier 中包含eNB ID,Page 19,层2结构,层2由如下子层组成:Medium Access Control (MAC), Radio Link Control (RLC) 和Packet Data Convergence Protocol (PDCP) 下行
7、,Page 20,层2结构,上行,Page 21,PDCP子层,Page 22,RLC子层,Page 23,MAC子层,Page 24,物理层,Page 25,LTE信道分类,Page 26,LTE信道映射（下行）,Page 27,LTE信道映射（上行）,Page 28,逻辑信道,控制逻辑信道,业务逻辑信道,Page 29,传输信道,备注：此图不包括MCH信道,Page 30,传输信道,下行传输信道 广播信道（BCH： Broadcast Channel ） 传输格式固定，预先定义 下行共享信道（ DL-SCH： Downlink Shared Channel ） 支持HARQ 通过改变调制，
8、编码和发送功率来支持动态链路适配 可采用波束成型beam forming 支持动态，半静态资源分配 支持UE DRX，节约UE发射功率 支持MBMS,Page 31,传输信道,下行传输信息 寻呼信道（PCH： Paging Channel ） 支持UE DRX，节约UE发射功率 映射到可动态调整的物理资源，如业务或者其他控制信道 组播信道（MCH： Multicast Channel ） 支持不同小区的MBMS的MBSFN的组合传送,Page 32,传输信道,上行传输信道 上行共享信道（ UL-SCH ： Uplink Shared Channel ） 可采用波束成型 通过改变发送功率和调制，
9、编码来支持动态链路适配 支持HARQ 支持动态，半静态资源分配 随机接入信道（RACH) 有限的控制信息 冲突风险,Page 33,LTE系统帧结构,类型1：应用于FDD 下行OFDM子载波间隔为f = 15 kHz，对于MBMS专用小区的缩减子载波间隔为f = 7.5 kHz 。,物理层帧结构,类型1：应用于FDD,Page 35,LTE物理资源定义,基本定义 Resource element Resource block,Page 36,物理层处理,Bit处理 传送来自MAC层的数据块 基准为24bit CRC 信道编码：Turbo 编码,Page 37,物理层处理,符号处理 调制：QPS
10、K，16QAM，和64QAM (64 QAM UE可选),Page 38,下行物理信道,下行物理信道包括： PBCH, PMCH, PDSCH, PDCCH, 此外，下行物理层还发射小区特定的参考信号和同步信号,Page 39,同步信号,主从同步信号用于小区搜索的过程当中 同步信号总是在BW为72的中心子载波上传送,Page 40,同步信号,每个小区发送特定的PSS/SSS同步信号，用于标识小区的物理标识； LTE系统采用504个物理小区标识，分成168组，每组包含3个标识； 通常，一个基站采用一个标识组中的三个标识，分别标识基站的3个小区，PSS信号可以用于确定一个组中的三个标识； SSS同
11、步信号用于确认168个组中的组信息 这样，手机通过同步过程，获得了PSS/SSS后，就可以得到当前小区的物理层小区标识,Page 41,小区搜索过程,第一步：小区识别 在接收信号和主同步信号序列中进行滤波匹配，当匹配滤波器达到最大值，就找到了基于5ms的时间同步，然后在小区识别组内进行小区识别 第二步：检测cell-identity组，确定帧同步 通过观察从同步信号传送的时隙，因为每个子帧的组合（S1，S2）0和5代表cell-identity组的唯一标识，同时也确定了帧同步。 第三步：获取小区基本信息 在初始同步过程中，手机在获得上述信息后，进一步获取PBCH信道，得到本小区的最基本的接入信
12、息。,Page42,PSS和SSS检测,Page43,SSS索引示例,Page 44,下行参考信号,Cell-specific下行参考信号 参考信号用于传送下行链路相干解调信息 参考信号序列由一个正交序列和一个伪随机序列相乘产生 参考信号序列也唯一的同小区的物理层小区标识一一对应,Page 45,下行参考信号,Cell-specific下行参考信号,Page 46,下行物理信道,物理广播信道（ PBCH ： Physical broadcast channel ）,Page 47,下行物理信道,物理下行共享信道（ PDSCH ： Physical downlink shared channel
13、 ） PDSCH用来传送DL-SCH和PCH 不在PBCH中传送的用户数据，广播系统信息，以及寻呼信息可以在PDSCH中传送 当用于SIB时，PDCCH中的标识不是某个UE的标识，而是广播标识SI-RNTI( System Information Radio Network Temporary Identifier ) 物理组播信道（ PMCH ： Physical multicast channel ） PMCH用与传送MBMS业务的MCH信息,Page 48,下行物理信道,物理控制格式指示信道 (PCFICH) 用于指示每个子帧中用于PDCCH信道的符号数量 LTE当前版本中格式指示包含3
14、个值 为了可靠传输CFI, CFI使用了32bit编码，并通过QPSK调制映射到16个资源元素（RE) CFI总是按照预定义的格式，使用一个子帧中的第一个SYMBOL，并通过频率分集的手段，将16个CE分别按照预定义的格式分不到不同的子载波,Page 49,下行物理信道,物理下行控制信道（ PDCCH ： Physical downlink control channel ） 通知UE PCH和DL-SCH资源分配以及与DL-SCH相关的混合HARQ信息 承载上行链路调度允许信息 多路PDCCH可以在一个子帧中传送 子帧中用于PDCCH的OFDM符号设置为前n个OFDM符号，其中n 3 物理混
15、合ARQ指示信道（ PHICH ： Physical Hybrid ARQ Indicator Channel ） 支持上行链路传输响应的混合ARQ ACK/NAKs信息,Page 50,下行资源分配实例,72 center RE,Control channel CFI/PHI/PDCCH,Sync channel,PBCH,User 1 PDSCH,User 2 PDSCH,Page 51,上行物理信道,上行物理信道包括： PUSCH, PUCCH, PRACH, 以及上行参考信号,Page 52,上行参考信号,上行参考信号 支持2种上行参考信号 解调参考信号DM RS （ Demodula
16、tion reference signal ），与PUSCH 和PUCCH关联 Sounding参考信号SRS （ Sounding reference signal ），与PUSCH 和PUCCH无关联 LTE中上行参考信号基于ZadoffChu (ZC) 序列，具有如下特点： 对正确的信道估计具有良好的自相关性 不同RSs之间具有良好的反相关性，可以减少相同/不同小区相同资源下RS间的干扰,Page 53,上行参考信号,DM RS (Demodulation reference signal ) DM RSs伴随着上行PUSCH数据或者PUCCH控制传送信息，主要用于相干解调的信道估计，呈现在每一个上行链路传输时隙 某个UE的DM RSs 与它PUSCH/PUCCH数据传送一样占有相同的带宽 上行参考信号在时隙中的位置如下：,Page 54,上行参考信号,SRS (Sounding reference signal ) 小区通过系统广播通知UE其可以用于SRS的
