LTE帧结构常见单板指示灯含义.docx
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LTE帧结构常见单板指示灯含义
一、协
议知识
1.LTE帧结构及物理资源基本概念RE/RB/CCE/REG/RBG
帧结构Type1：
FDD（全双工和半双工）（FDD上下行数据在不同的频带里传输；使用成对频谱）
每一个无线帧长度为10ms，由20个时隙构成，每一个时隙长度为Tslot=15630xTs=0.5ms。
对于FDD，在每一个10ms中，有10个子帧可以用于下行传输，并且有10个子帧可以用于上行传输。
上下行传输在频域上进行分开。
帧结构Type2：
TDD（TDD上下行数据可以在同一频带内传输；可使用非成对频谱）
一个无线帧10ms，每个无线帧由两个半帧构成，每个半帧长度为5ms。
每一个半帧由8个常规时隙和DwPTS、GP和UpPTS三个特殊时隙构成，DwPTS和UpPTS的长度可配置，要求DwPTS、GP以及UpPTS的总长度为1ms。
DwPTS:
DownlinkPilotTimeSlot
GP:
GuardPeriod（GP越大说明小区覆盖半径越大）
UpPTS:
UplinkPilotSlot
Ts=1/（15000x2048）s
Frame帧的长度：
Tf=307200xTs=10ms
Subframe子帧的长度：
Tsubframe=30720xTs=1ms
Slot时隙的长度：
Tslot=15360xTs=0.5ms
1Sub-Carrier=15kHz;
1TTI=1ms=>1sub-frame=>2slots（0.5ms*2）#foroneuser,min2RBallocation.
1RB=12sub-carriersduring1slot（0.5ms）=>12*15kHz=180kHz（Bandwidth）;=>12*7symbols=84REs
1RE=1sub-carrierx1symbolperiod（EachsymbolisQPSK,16QAMor64QAMmodulated.）
LTE支持可变带宽：
1.4MHz,3,5,10,15和20MHz
一个小区最少使用6个RB,即最少包含72个sub-carriers:
6RB*12sub-carriers=72sub-carriers
一个小区最多支持110个RB，相当于1320个sub-carriers:
110*12=1320sub-carriers
ChannelbandwidthBWChannel[MHz]
1.4
3
5
10
15
20
TransmissionbandwidthconfigurationNRB
6
15
25
50
75
100
Specialsubframeconfiguration
Normalcyclicprefixindownlink
Extendedcyclicprefixindownlink
DwPTS
UpPTS
DwPTS
UpPTS
Normalcyclicprefix
inuplink
Extendedcyclicprefix
inuplink
Normalcyclicprefixinuplink
Extendedcyclicprefixinuplink
0
1
2
3
4
5
6
7
-
-
-
8
-
-
-
特殊帧格式5：
DwPTS:
GP:
UpPTS=>（6592Ts-16Ts）:
（19744Ts-16Ts）:
4384Ts=>3:
9:
2
特殊帧格式7：
DwPTS:
GP:
UpPTS=>（21952Ts-32Ts）:
4384Ts:
4384Ts=>10:
2:
2
最小分配单位为:
ConfigureTDD:
上下行配置（下图）+特殊帧格式（上图）（e.g.:
2:
71:
7）
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
12:
2
5ms
D
S
U
U
D
D
S
U
U
D
23:
1
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
TDD支持5ms和10ms的周期转换：
=>5ms转换周期：
一个帧的上下半帧的特殊帧格式配置相同，
=>10ms转换周期：
一个帧分成上下半帧，下半帧的特殊帧为DwPTS=1ms，用于DL传输（如上图3，4，5所示）
RE：
ResourceElement，称为资源粒子，是上下行传输使用的最小资源单位。
1RE=1subcarrierx1symbolperiod
RB：
ResourceBlock，称为资源块，用于描述物理信道到资源粒子的映射。
一个RB包含若干个RE。
一个RB由12个在频域上的子载波和时域上一个slot周期构成（1RB=12subcarriersx1slot）。
1个RB在频域上对应180kHz：
1RB=12subcarriersx15kHz=180kHz
1个RB在时域上对应1个时隙，1slot=0.5ms
CCE：
ControlChannelElement，称为控制信道粒子，PDCCH在一个或多个CCE上传输，CCE对应于9个REG，每个REG包含4个RE，CCE从0开始编号。
（1CCE=9REGs=9x4REs=36REs）
PDCCHformat与CCE之间的关系如下图所示：
PDCCHformat
NumberofCCEs
NumberofREGs
NumberofPDCCHbits
（QPSK）
0
1
9
72
1
2
18
144
2
4
36
288
3
8
72
576
REG：
ResourceElementGroup，用来定义控制信道到RE的映射.（1REG=4REs）
RBG：
ResourceBlockGroup，RBG是连续的PRB的集合，其大小根据系统带宽配置的不同而定，如下图所示：
SystemBandwidth
（NumberofDLRBs）
RBGSize（P）
≤10
1
11–26
2
27–6463（e.g.:
10MHz-50RBs）
3
64–110（e.g.:
20MHz-100RBs）
4
2.下行物理信道及物理信号的功能和占用时频码域位置（DL：
PDSCH/PDCCH/PHICH/PCFICH/PBCH/PSS/SSS/RS）
2.1PBCH：
PhysicalBroadcastChannel（物理广播信道）
-主要用来传输MIB信息，MIB消息包含：
DL带宽信息；PHICH组号；系统帧号SFN
-MIB:
DL-Bandwidth,PHICH-Config,SFN,#ofantennas.
-
-MIB消息的重复周期为40ms，起始位置为subfram#0ofSFNmod4=0。
每10ms传递一次MIB，传递内容一致，40ms组成一个MIB消息。
可实现时间分集，提高UE接收MIB消息时的增益，改善接收质量
2.2PCFICH：
PhysicalControlFormatIndicatorChannel（物理控制格式指示信道）
-用来指示在一个sub-frame中PDCCH传输的OFDMsymbol数量（1,2or3）
-在每个subframe（TTI）的第1个symbol上进行传递（symbol0withineachTTI）
-承载CFI信息，每TTI占用16个RE资源，即4个REG
2.3PDCCH：
PhysicalDownlinkControlChannel（物理下行控制信道）
-用于承载DCI信息，包括资源调度分配和其他控制信息，如与DL-SCH和PCH相关的HARQ信息等
-PDCCH在每个subframe的前3个symbol（symbol0~2）中进行传递，占用个数由PCFICH承载的CFI消息来确定。
-PDCCH的大小对应于一个或者多个CCE，如下图所示：
PDCCHformat
NumberofCCEs
NumberofREGs
NumberofPDCCHbits
0
1
9
72
1
2
18
144
2
4
36
288
3
8
72
576
-DSS=>DedicatedSearchSpace（foronlyoneUE）&CSS=>CommonSearchSpace（forseveralUEs）
2.4PDSCH：
PhysicalDownlinkSharedChannel（物理下行共享信道）
-用于承载DL-SCH信息，传递SIB信息（SIB消息传递方向：
BCCH->DL-SCH->PDSCH）
-SIB1消息的重复周期为80ms，初始位置为subframe#5ofSFNmod8=0，在SFNmod2=0的帧上重复.
SIB–SystemInformationBlocks
-SIB1:
CellAccessInfo（PLMN,TAC,CID…）;小区选择相关信息;TDD相关配置信息;余下SIB的时域调度信息
-SIB2:
公共信道的无线资源配置（PCCH,RACH）;freqInfo（ul-carrierFreq,ul-bandwidth）;defaultPagingCycle
-SIB3:
Cellre-selectioninformation.（Intra/Interfrequencyor/andInter-RATcellre-selection）
-SIB4:
NeighborcellrelatedinfoonlyforIntra-frequencycellre-selectioninformation.
-SIB5:
E-UTRANInter-frequencycellre-selectioninformation.
-SIB6:
UTRANfrequenciesandneighboringcellre-selection.
-SIB7:
GERANfrequenciescellre-selection.
-SIB8:
CDMA2000frequenciesandneighbouringcellre-selection.
-SIB9:
HomeeNB.
-SIB10:
ETWSprimarynotification.
-SIB11:
ETWSsecondarynotification.
-如果UE专用参考信号不被传输，使用天线端口集合P=
or
-如果UE专用参考信号被传输，则使用天线端口P=5
2.5PHICH：
PhysicalHARQIndicatorChannel（物理HARQ指示信道）
-用于承载HARQ的ACK/NACK
-在每个subframe的第1个symbol上进行传递（symbol0ofeachsubframe）
-一个PHICH组对应于3个REG，12个RE资源
2.6PMCH：
PhysicalMulticastChannel（物理多播信道）-目前不支持，无需掌握
▪没有对传输分集方案进行标准化
▪单天线端口传输，使用端口4
▪在支持PDSCH和PMCH混合传输的载波上，PMCH不能再子帧0和5中传输
下行物理层信号：
对应于一系列物理层使用的RE，这些RE不传递任何来自高层信息
注：
物理信号都由ZC序列生成，每一个子载波占用一个ZC序列的符号。
SSS和PSS同步信号内容固定，重复发送，不承载任何上层信息，是UE在进行小区搜索时第一个要找的信息。
UE进行盲检搜索同步信号，目前只支持NormalCP的格式。
2.7PSS：
PrimarySynchronizationSignal（主同步信号）
-频域上占系统带宽中间的6个RB，即72sc
-在第2个subframe的第3个symbol中进行传递（subframe1or6,symbol2）
-指示一个物理小区组内的id：
Physical-layerid：
0,1,2（3个）
2.8SSS：
SecondarySynchronizationSignal（辅同步信号）
-频域上占系统带宽中间的6个RB，即72sc
-在第1个subframe的最后1个symbol中进行传递（subframe0or5,symbol6）在subframe0和5中的SSS结构相同，但是在频域上错开，以区别前5ms或后5ms的半帧。
-指示物理小区组号：
Physical-layercell-idgroup：
0~167（168个）
-TotalcellIDs:
168x3=504cellIDs.（0~503）
RS：
ReferenceSignal（参考信号）（everyslot,symbol0&4）
用于下行信道估计，信道质量测量以及相关解调，对UE来说是已知信号（RS信号与小区physicalid有关，这个在小区搜索过程中的同步信号中获得）
频域上：
每6个子载波分配一个RS
时域上：
每个slot的symbol0&4用来传递RS，symbol0和4之间有3个SC的间差，用于时频域分集。
多天线传输情况下，天线端口集合与参考信号配置之间的关系：
Cell-specificRS,non-MBSFNtransmission=>P=
or
MBSFNRS,associatedwithMBSFNtransmission=>P=4
UE-specificRS.=>P=5（用于BF技术）
3.上行物理信道及物理信号的功能和占用时频码域位置（UL：
PUSCH/PUCCH/PRACH/SRS/DMRS）
PUSCH：
PhysicalUplinkSharedChannel（物理上行共享信道）
CarriestheuserdatafromUL-SCH.
CarriesL1/L2controlinformation：
ACK/NACK,CQI,PMI,RI（RankIndicator）
PUCCH：
PhysicalUplinkControlChannel（物理上行控制信道）
PUCCH承载上行控制信息（UCI），不与PUSCH同时传输，处于上行带宽的边缘，在TDD中不在UpPTS域上传输
UCI信息包括以下4部分：
SchedulingRequest（SR）.CQIandSchedulingRequestsareprovidedtoLayer2.
HARQACK/NACKforDLtransmission;
CQIreports.
PMIreports.
-PUCCH具有6种格式，1系列承载SR和ACK/NACK信息，2系列承载CQI/PMI信息，如下图所示：
PUCCHformat
Modulationscheme
Numberofbitspersubframe,
Typeofinformation
1
N/A
N/A
SchedulingRequest（SR）
1a
BPSK
1
ACK/NACK
1b
QPSK
2
ACK/NACK
2
QPSK
20
CQI/PMI/RI
2a
QPSK+BPSK
21
CQI/PMI+1bitACK/NACK
2b
QPSK+QPSK
22
CQI/PMI+2bitsACK/NACK
3.1PRACH：
PhysicalRandomAccessChannel（物理随机接入信道）
-Carriestherandomaccesspreamble.
PRACHPreamble：
-频域：
6RBx180kHz=1.08MHz
-时域：
1ms/2ms/2symbols（UpPTS）
-随机接入前导由具有零相关区的ZC（Zadoff-Chu）序列产生，有一个或多个根ZC序列产生。
每个小区中包含64个可用的前导。
-PRACH共有5种结构（0~4），目前支持Format0,1&4：
RACH：
-FDD需要额外配置一个GP（GuardPeriod）以适应RTD（RoundTripDelay），在TDD的特殊帧中已包含这个GP
-FDD在一个子帧中只能分配一个RACH资源，而TDD可以分配多于一个的随机接入资源
-TDD模式下，在UpPTS中，可以调度ShortRACH（S-RACH），与GP结合使用，最多可配置6个RACH。
随机接入过程：
-基于竞争的随机接入过程：
如UE初始接入
上行物理层信号：
指物理层使用的但是不承载任何来自高层信息的信号，如参考信号。
3.2DRS/DMRS：
DemodulationReferenceSignal（解调用参考信号）
-与上行数据传输有关，bothPUSCHandPUCCH。
-用于信道评估，对PUSCH和PUCCH信道的连续检测和解调，上行功率控制，时间评估等
-DRS在时域上的分配：
oPUSCH:
每个slot的第4th个symbol（symbol3ineveryslot）
oPUCCH:
DRS由PUCCH的格式来决定（1/1a/1b或者2/2a/2b）
-DRS在频域上的分配：
oPUSCH:
DRS与终端的上行传输具有同样的带宽。
oPUCCH:
如下图所示
3.3SRS：
SoundingReferenceSignal（探测用参考信号）=>与PUSCH和PUCCH无关
与上行数据传输无关，可用于评估上行信道质量，实现以下功能：
初始化MCS（ModulationandCodingScheme）选择
数据传输的功率控制
TA（TimingAdvance）
UL频率的独立调度（FrequencydependentschedulingfortheUL）
SRStransmittedinthelastSC-FDMAsymbolintheconfiguredsubframes.
在TDD模式中，UpPTS也可用作传递SRS。
4.逻辑信道、传输信道与物理信道的映射关系：
4.1逻辑信道（7）
5.MIMOtechnology
-TwokindsofMIMOtechniquesforDLtransmission：
oTransmitdiversity–usemultiplechannelstosendthesameinformationstream
⇨Improvecoverageandrobustnessofdatatransmission
oSpatialmultiplexing–usemultiplechannelstosendmultipleinformationstreams
⇨Increasethroughput
⇨SU-MIMO/MU-MIMO
6.PDSCH下行资源分配方式（Type0/1/2）；
Type0:
PDCCHDCIformats1,2and2A
RBsaregroupedtoRBG.RBGsareselected.
SystemBandwidth
（NumberofDLRBs）
RBGSize（P）
≤10
1
11-–26
2
27–6463（e.g.:
10MHz-50RBs）
3
64–110（e.g.:
20MHz-100RBs）
4
Type1:
PDCCHDCIformats1,2and2A
RBsaregroupedtoRBGsubset.FirstselectoneRBGsubset,thenselecttheRBsintheRBGsubset.
RBGsubset的值（P）与Type0中RBG的定义一致。
RBGsubsets：
Log2（P）
RBassignment：
Type2:
PDCCHwithDCIformat1A,1B,1Cand1D
StartRBandwidthisassigned.
7.DCIFormat
DCI:
DownlinkControlInformation（ref.36.212）=>CarrieredbyPDCCH
一个DCI传递上下行调度信息，或者针对一个RNTI的上行功率控制命令
DCIFormat
Usescope
DCI0
FortheschedulingofPUSCH（ForUplinkonly）
DCI1
FortheschedulingofonePDSCHcodeword,TM1,2and7（Type0,1）
DCI1A
ForthecompactschedulingofonePDSCHcodewordandrandomaccessprocedureinitiatedbyaPDCCHorder,TM1~7（Type2）
DCI1C
ForverycompactschedulingofonePDSCHcodeword（Type2）
DCI2
ForMIMO（e.g.:
CLMIMO）,TM4（Type0,1）
Fortheschedu
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