可能考点.docx
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可能考点
A:
2010-202515MSF:
1880-191535ML/S网络连续覆盖
E:
2320-237050ML/S室分D:
2575-261540ML热点
LTE的设计目标带宽灵活配置:
支持1.4MHz,3MHz,5MHz,10Mhz,15Mhz,20MHz
峰值速率(20MHz带宽):
下行100Mbps,上行50Mbps
控制面延时小于100ms,用户面延时小于5ms
能为速度>350km/h的用户提供100kbps的接入服务
支持增强型MBMS(E-MBMS)
取消CS域,CS域业务在PS域实现,如VOIP
系统结构简单化,低成本建网
SAE特点:
1、功能平扁化,去掉RNC的物理实体,把部分功能放在了E-NodeB,以减少时延和增强调度能力(如,单站内部干扰协调,负荷均衡等,调度性能可以得到很大提高)
2、把部分功能放在了核心网,加强移动交换管理,采用全IP技术,实行用户面和控制面分离。
同时也考虑了对其它无线接入技术的兼容性。
SON功能:
自规划(Self-planning)自配置(Self-deployment)自优化(Self-optimization)自维护(Self-maintenance)
LTE的主要网元LTE的接入网E-UTRAN由e-NodeB组成,提供用户面和控制面。
LTE的核心网EPC由MME,S-GW和P-GW组成。
LTE的网络接口:
e-NodeB间通过X2接口相互连接,支持数据和信令的直接传输。
S1接口连接e-NodeB与核心网EPC。
其中,S1-MME是e-NodeB连接MME的控制面接口,S1-U是e-NodeB连接S-GW的用户面接口。
e-NodeB的主要功能包括:
无线资源管理功能,即实现无线承载控制、无线许可控制和连接移动性控制,在上下行链路上完成UE上的动态资源分配(调度);用户数据流的IP报头压缩和加密;UE附着状态时MME的选择;实现S-GW用户面数据的路由选择;执行由MME发起的寻呼信息和广播信息的调度和传输;完成有关移动性配置和调度的测量和测量报告。
MME的主要功能包括:
NAS非接入层信令的加密和完整性保护;AS(AccessStratum)接入层安全性控制、空闲状态移动性控制;EPS(EvolvedPacketSystem)承载控制;支持寻呼,切换,漫游,鉴权。
S-GW的主要功能包括:
分组数据路由及转发;移动性及切换支持;合法监听;计费。
P-GW的主要功能包括:
分组数据过滤;UE的IP地址分配;上下行计费及限速。
LTE协议栈的两个面:
用户面协议栈:
负责用户数目传输;控制面协议栈:
负责系统信令传输
用户面的主要功能:
头压缩;加密;调度;ARQ/HARQ
控制面的主要功能:
RLC和MAC层功能与用户面中的功能一致;PDCP层完成加密和完整性保护;RRC层完成广播,寻呼,RRC连接管理,资源控制,移动性管理,UE测量报告控制;NAS层完成核心网承载管理,鉴权及安全控制
LTE共支持两种无线帧结构:
类型1,适用于频分双工FDD;类型2,适用于时分双工TDD
FDD类型无线帧结构:
LTE采用OFDM技术,子载波间隔为f=15kHz,2048阶IFFT,则帧结构的时间单位为Ts=1/(2048*15000)秒;FDD类型无线帧长10ms,如下图所示。
每帧含有20个时隙,每时隙为0.5ms。
普通CP配置下,一个时隙包含7个连续的OFDM符号(Symbol)
TDD类型无线帧结构:
LTE采用OFDM技术,子载波间隔为f=15kHz,2048阶IFFT,则帧结构的时间单位为Ts=1/(2048*15000)秒;每个10ms帧由10个1ms的子帧组成;子帧包含2个0.5ms时隙。
普通CP配置下,一个时隙包含7个连续的OFDM符号(Symbol)。
10ms帧中各个子帧的上下行分配策略可以设置。
如下图:
Uplink-downlink
configuration
Downlink-to-Uplink
Switch-pointperiodicity
Subframenumber
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
5ms
D
S
U
U
U
D
S
U
U
U
1
5ms
D
S
U
U
D
D
S
U
U
D
2
5ms
D
S
U
D
D
D
S
U
D
D
3
10ms
D
S
U
U
U
D
D
D
D
D
4
10ms
D
S
U
U
D
D
D
D
D
D
5
10ms
D
S
U
D
D
D
D
D
D
D
6
5ms
D
S
U
U
U
D
S
U
U
D
CP长度配置:
为克服OFDM系统所特有的符号间干扰ISI,LTE引入了循环前缀CP(CyclicPrefix)。
CP的长度与覆盖半径有关,一般情况下下配置普通CP(NormalCP)即可满足要求;广覆盖等小区半径较大的场景下可配置扩展CP(ExtendedCP)。
CP长度配置越大,系统开销越大。
Configuration
DLOFDMCPLength
ULSC-FDMACPLength
Sub-carrierofeachRB
Symbolofeachslot
NormalCP
f=15kHz
160forslot#0
144forslot#1~#6
160forslot#0
144forslot#1~#6
12
7
ExtendedCP
f=15kHz
512forslot#0~#5
512forslot#0~#5
6
f=7.5kHz
1024forslot#0~#2
NULL
24(DLonly)
3(DLonly)
RE(ResourceElement)
物理层资源的最小粒度
时域:
1个OFDM符号,频域:
1个子载波
RB(ResourceBlock)
物理层数据传输的资源分配频域最小单位
时域:
1个slot,频域:
12个连续子载波(Subcarrier)
TTI
物理层数据传输调度的时域基本单位
1TTI=1subframe=2slots
1TTI=14个OFDM符号(NormalCP)
1TTI=12个OFDM符号(ExtendedCP)
CCE
ControlChannelElement
控制信道的资源单位
1CCE=36REs
1CCE=9REGs(1REG=4REs)
TD-LTE特殊子帧
由DwPTS,GP和UpPTS组成。
TD-LTE的特殊子帧可以有多种配置,用以改变DwPTS,GP和UpPTS的长度。
但无论如何改变,DwPTS+GP+UpPTS永远等于1ms。
特殊子帧分配方式如下:
特殊子帧配置
NormalCP
ExtendedCP
DwPTS
GP
UpPTS
DwPTS
GP
UpPTS
0
3
10
1
3
8
1
1
9
4
1
8
3
1
2
10
3
1
9
2
1
3
11
2
1
10
1
1
4
12
1
1
3
7
2
5
3
9
2
8
2
2
6
9
3
2
9
1
2
7
10
2
2
-
-
-
8
11
1
2
-
-
-
主同步信号PSS在DwPTS上进行传输
DwPTS上最多能传两个PDCCHOFDM符号(正常时隙能传最多3个)
只要DwPTS的符号数大于等于9,就能传输数据
UpPTS可以发送短RACH(做随机接入用)和SRS
根据系统配置,是否发送短RACH或者SRS都可以用独立的开关控制
因为资源有限(最多仅占两个OFDM符号),UpPTS不能传输上行信令或数据
下行信道:
信道名称
全称
功能
PBCH
Physicalbroadcastchannel/广播信道
用于承载系统广播信道
PDSCH
PhysicalDownlinkSharedchannel/下行共享数据信道
用于承载用户数据
PCFICH
Physicalcontrolformatindicatorchannel/控制格式知识信息
用于指示下行控制信道使用的资源
PDCCH
PhysicalDownlinkControlchannel/下行控制信道
用于上下行调度、功控等控制信令的传输
PHICH
PhysicalHybridARQindicatorchannel/HARQ指示信道
用于上行数据传输ACK/NACK信息的反馈
PMCH
Physicalmulticastchannel/多播信道
用于传输广播多播业务
RS
Referencesignal/参考信号
用于下行数据解调、测量和同频同步等
SCH
Synchronizationsignal/同步信号
用于时频同步和小区搜索
信道名称
全称
功能简介
PRACH
Physicalrandomaccesschannel/随机接入信道
用于用户随机接入请求信息
PUSCH
PhysicalUplinksharedchannel/上行共享数据信道
用于承载上行用户数据
PUCCH
PhysicalUplinkcontrolchannel/上行公共控制信道
用于HARQ反馈、CQI反馈、调度请求指示等L1/L2控制信令
DMRS
DemodulationReferenceSignal/解调参考信号
用于上行数据解调、时频同步等
SRS
SoundingReferenceSignal/测量参考信号
用于上行信道测量、时频同步等
小区搜索涉及的物理信道
SCH->PBCH->PCFICH->PDCCH->PDSCH(获取DBCH)
随机接入涉及的物理信道
PRACH->PCFICH->PDCCH->PDSCH->PUSCH
下行数据传输涉及的物理信道
PCFICH->PDCCH->PDSCH->PUCCH
上行数据传输涉及的物理信道
PCFICH->PDCCH->PUSCH->PHICH
下行信道处理过程
●加扰:
物理层传输的码字都需要经过加扰;
●调制:
对加扰后的码字进行调制,生成复数值的调制符号;
●层影射:
将复数调制符号影射到一个或多个发射层中;
●预编码:
对每个发射层中的复数调制符号进行预编码,并影射到相应的天线端口;
●RE影射:
将每个天线端口的复数调制符号影射到相应的RE上;
●OFDM信号生成:
每个天线端口信号生成OFDM信号。
物理信道
调制方式
物理信道
调制方式
PBCH
QPSK
PCFICH
QPSK
PDCCH
QPSK
PHICH
BPSK
PDSCH
QPSK,16QAM,64QAM
PMCH
QPSK,16QAM,64QAM
下行参考信号RS(ReferenceSignal):
类似CDMA/UMTS的导频信号,用于下行物理信道解调及信道质量测量
协议指定有三种参考信号
小区特定参考信号(Cell-SpecificReferenceSignal)为必选
CQI测量总基于CRS
LTE下行参考信号特点:
RS本质上是终端已知的伪随机序列
对于每个天线端口,RS的频域间隔为6个子载波
被参考信号占用的RE,在其它天线端口相同RE上必须留空
天线端口增加时,系统的导频总开销也增加,可用的数据RE减少
LTE的参考信号是离散分布的,而CDMA/UMTS的导频信号是连续的
RS分布越密集,则信道估计越精确,但开销越大,影响系统容量
LTE系统中,PCI决定RS信号在频域的位置
SCH:
同步信号(SynchronizationSignal):
同步信号用于小区搜索过程中UE和E-UTRAN的时频同步。
同步信号包含两个部分:
主同步信号(PrimarySynchronizationSignal):
用于符号timing对准,频率同步,以及部分的小区ID侦测
次同步信号(SecondarySynchronizationSignal):
用于帧timing对准,CP长度侦测,以及小区组ID侦测
无论系统带宽是多少,同步信号只位于系统带宽的中部,占用72个子载波。
同步信号只在每个10ms帧的第1个和第11个时隙中传送。
PSS位于DwPTS的第三个符号
SSS位于5ms第一个子帧的最后一个符号
PBCH:
广播消息
频域:
对于不同的带宽,都占用中间的1.08MHz(72个子载波)进行传输;
时域:
映射在每个5ms无线帧的subframe0里的第二个slot的前4个OFDM符号上;
周期:
PBCH周期为40ms,每10ms重复发送一次,终端可以通过4次中的任一次接收解调出BCH;
MIB在PBCH上传输,包含了接入LTE系统所需要的最基本的信息:
下行系统带宽,PHICH资源指示,系统帧号(SFN),CRC,使用mask的方式,天线数目信息
SIB在DL-SCH上传输,映射到物理信道PDSCH,携带如下信息:
SIB1中:
一个或者多个PLMN标识,Trackareacode,小区ID
SIB2中:
UE公共的无线资源配置信息
SIB3-8中:
同、异频或不同技术网络的小区重选信息
SIB1固定位置在#5子帧上传输,携带了DL/UL时隙配比,以及其他SIB的位置与索引等信息。
PCFICH:
物理层控制格式指示信道
指示PDCCH的长度信息(1、2或3),在子帧的第一个OFDM符号上发送,占用4个REG,均匀分布在整个系统带宽。
采用QPSK调制,携带一个子帧中用于传输PDCCH的OFDM符号数,传输格式。
PHICH(物理HARQ指示信道)
PHICH的传输以PHICH组的形式,PHICH组的个数由PBCH指示。
PDCCH下行控制信令的主要类型:
“上行数据传输”的调度与授权信息
“下行数据传输”的调度信息
“寻呼消息传输”的调度信息
“随机接入响应上行传输”的调度信息
上行功控信令
接收各类PDCCH控制信令使用的RNTI
P-RNTI(寻呼)
SI-RNTI(系统消息)
RA-RNTI(随机接入响应)
C-RNTI(UE上下行数据传输)
PDCCH主要特点
PDCCH信道可能占用每个子帧的前1,2或者3个OFDM符号
具体符号数由PCFICH指示
不同UE的控制信令是独立发送的,可以针对不同UE的信道情况进行自适应传输
自适应包括:
CCE聚合级别自适应和发射功率自适应
PDCCH通过盲检测来进行解调
PDCCH七种格式0、1、1A、1B、1C、2/2A、3/3A
PDSCH下行数据共享信道
资源分配方式包括
集中式(Localized):
有利于频率选择性调度
分布式(Distributed):
有利于抵抗窄带深衰落,获得频率分集增益
上行信道处理过程
●加扰
●调制:
对加扰后的码字进行调制,生成复数值的调制符号;
●转换预编码:
生成复数值的符号;
●RE影射:
将复数符号影射到相应的RE上;
●SC-FDMA信号生成:
每个天线端口信号生成SC-FDMA信号。
下行信道调制方式:
PUCCH:
BPSK,QPSK
PUSCH:
QPSK,16QAM,64QAM
PRACH:
Zadoff-Chu序列
上行参考信号RS(ReferenceSignal):
上行的导频信号,用于E-UTRAN与UE的同步和上行信道估计。
上行参考信号有两种:
解调参考信号DMRS(DemodulationReferenceSignal),PUSCH和PUCCH传输时的导频信号
Sounding参考信号SRS(SoundingReferenceSignal),无PUSCH和PUCCH传输时的导频信号
上行参考信号特点:
由于上行采用SC-FDMA,每个UE只占用系统带宽的一部分,DMRS只在相应的PUSCH和PUCCH分配带宽中传输。
DMRS在时隙中的位置根据伴随的PUSCH和PUCCH的不同格式而有所差异。
SoundingRS的带宽比单个UE分配到的带宽要大,目的是为e-NodeB作全带宽的上行信道估计提供参考。
SoundingRS在每个子帧的最后一个符号发送,周期/带宽可以配置。
SoundingRS可以通过系统调度由多个UE发送。
PRACH配置:
5种格式,格式0常用15KM,格式4用于TDD1.4KM,最大100KM
频域:
1.08MHz带宽(72个子载波),与PUCCH相邻
时域:
位于UpPTS(format4)及普通上行子帧中(format0~3)。
每10ms无线帧接入0.5~6次,每个子帧采用频分方式可传输多个随机接入资源。
接入类型建议:
LTE中有两种接入类型(竞争和非竞争),两种类型共享接入资源(前导码,共64个),需要提前设置;
初期建议:
竞争/非竞争两种接入类型均要求,配置保证在切换场景下使用非竞争接入;
应用场景
接入类型
IDLE态初始接入
竞争
无线链路失败后初始接入
竞争
连接态上行失步后发送上行数据
竞争
小区切换
竞争/非竞争
连接态上行失步后接收下行数据
竞争/非竞争
PUCCH(上行物理控制信道)
传输上行用户的控制信息,包括CQI,ACK/NAK反馈,调度请求等。
一个控制信道由1个RBpair组成,位于上行子帧的两边边带上在子帧的两个slot上下边带跳频,获得频率分集增益PUCCH重复编码,获得接收分集增益,增加解调成功率通过码分复用,可将多个用户的控制信息在同一个PDCCH资源上发送。
上行容量与吞吐量是PUCCH个数与PUSCH个数的折中
小区搜索(CellSearch)基本原理:
小区搜索是UE实现与E-UTRAN下行时频同步并获取服务小区ID的过程。
小区搜索分两个步骤:
第一步:
UE解调主同步信号实现符号同步,并获取小区组内ID;
第二步:
UE解调次同步信号实现帧同步,并获取CP长度和小区组ID。
初始化小区搜索(InitialCellSearch):
UE上电后开始进行初始化小区搜索,搜寻网络。
一般而言,UE第一次开机时并不知道网络的带宽和频点。
UE会重复基本的小区搜索过程,历遍整个频谱的各个频点尝试解调同步信号。
这个过程耗时,但一般对此的时间要求并不严格。
可以通过一些方法缩短以后的UE初始化时间,如UE储存以前的可用网络信息,开机后优先搜索这些网络。
一旦UE搜寻到可用网络并与网络实现时频同步,获得服务小区ID,即完成小区搜索后,UE将解调下行广播信道PBCH,获取系统带宽、发射天线数等系统信息。
完成上述过程后,UE解调下行控制信道PDCCH,获取网络指配给这个UE的寻呼周期。
然后在固定的寻呼周期中从IDLE态醒来解调PDCCH,监听寻呼。
如果有属于该UE的寻呼,则解调指定的下行共享信道PDSCH资源,接收寻呼。
LTE协议规定物理层CellID分为两个部分:
小区组ID(CellGroupID)和组内ID(IDwithinCellGroup)。
目前最新协议规定物理层小区组有168个,每个小区组由3个ID组成,因此共有168*3=504个独立的CellID
其中
代表小区组ID,取值范围0~167;
代表组内ID,取值范围0~2
随机接入(RandomAccess)基本原理:
随机接入是UE与E-UTRAN实现上行时频同步的过程。
随机接入前,物理层应该从高层接收到下面的信息:
随机接入信道PRACH参数:
PRACH配置,频域位置,前导(preamble)格式等;
小区使用preamble根序列及其循环位移参数,以解调随机接入preamble。
物理层的随机接入过程包含两个步骤:
UE发送随机接入preamble;
E-UTRAN对随机接入的响应。
随机接入的具体过程:
高层请求发送随机接入preamble,继而触发物理层随机接入过程;
高层在请求中指示preambleindex,preamble目标接收功率,相关的RA-RNTI,以及随机接入信道的资源情况等信息;
UE决定随机接入信道的发射功率为preamble的目标接收功率+路径损耗。
发射功率不超过UE最大发射功率,路径损耗为UE通过下行链路估计的值;
通过preambleindex选择preamble序列;
UE以计算出的发射功率,用所选的preamble序列,在指定的随机接入信道资源中发射单个preamble;
在高层设置的时间窗内,UE尝试侦测以其RA-RNTI标识的下行控制信道PDCCH。
如果侦测到,则相应的下行共享信道PDSCH则传往高层,高层从共享信道中解析出20位的响应信息。
功率控制:
上行功控的方式有开环功控和闭环功控两种。
上行功控决定了每个DFT-S-OFDM(上行SC-FDMA的复用调制方式)符号上的能量。
下行功控决定了每个RE(ResourceElement)上的能量EPRE(EnergyperResourceElement);
下行RS一般以恒定功率发射,下行共享信道PDSCH的发射功率是与RS发射功率成一定比例的。
下行功控根据UE上报的CQI与目标CQI的对比,调整下行发射功率。
LTE层2分为以下几个子层:
MAC层(MediumAccessControl)
RLC层(RadioLinkControl)
PDCP层(PacketDataConvergenceProtocol)
层2的主要功能
头压缩,加密
分段/串接,ARQ
调度,优先级处理,复用/解复用,HARQ
MAC层的主要功能
逻辑信道(LogicalChannel)与传输信道(TransportChannel)间的映射
将RLC层的协议数据单元PDU(ProtocolDataUnit)复用到传输块TB(TransportBlock)中,然后通过传输信道传送到物理层。
相反的过程即是解复用的过程
业务量测量报告
通过HARQ纠错
对单个UE的逻辑信道优先级处理
多个UE间的优先级处理(动态调度)
传输格式选择
填充
RLC层的主要功能
上层协议数据单元PDU的传输支持确认模式AM和非确认模式UM
数据传输支持透传模式TM
通过ARQ纠错(无需CRC校验,由物理层提供CRC校验)
对传输块TB进行分段(Segmentation)处理:
仅当RLCSDU不完全符合TB大小时,将SDU分段到可变大小的RLCPDU中,而不用进行填充
对重传的PDU进行重分段(Re-segmentation)处理:
仅当需要重传的PDU不完全符合用于重传的新TB大小时,对RLCPDU进行重分段处理
多个SDU的串接(C