LTE关键知识点总结教程文件.docx
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LTE关键知识点总结教程文件
LTE关键知识点总结
1、LTE相关信道映射
信道类型
信道名称
TD-S类似信道
功能简介
控制信道
PBCH（物理广播信道）
PCCPCH
MIB
PDCCH（下行物理控制信道）
HS-SCCH
• 传输上下行数据调度信令
• 上行功控命令
• 寻呼消息调度授权信令
• RACH响应调度授权信令
PHICH（HARQ指示信道）
ADPCH
传输控制信息HI（ACK/NACK）
PCFICH（控制格式指示信道）
N/A
指示PDCCH长度的信息
PRACH（随机接入信道）
PRACH
用户接入请求信息
PUCCH（上行物理控制信道）
HS-SICH
传输上行用户的控制信息，包括CQI,ACK/NAK反馈，调度请求等。
闭环功控参数TCP
业务信道
PDSCH（下行物理共享信道）
PDSCH
下行用户数据、RRC信令、SIB、寻呼消息
PUSCH（上行物理共享信道）
PUSCH
上行用户数据、用户控制信息反馈，包括CQI,PMI,RI
逻辑信道:
广播,寻呼,多播,控制,业务（即控制和业务两大类）
传输信道:
广播,寻呼,多播,共享
特殊子帧包含三个部分：
DwPTS（downlinkpilottimeslot）,GP（guardperiod）,UpPTS（uplinkpilottimeslot）。
DwPTS传输的是下行的参考信号，也可以传输一些控制信息。
UpPTS上可以传输一些短的RACH和SRS的信息。
GP是上下行之间的保护时间。
调制方式:
PCFICH QPSK
PHICH BPSK
PBCH QPSK
PDCCH QPSK
PDSCH QPSK,16QAM,64QAM
PUCCH BPSK,QPSK
PUSCH QPSK,16QAM, 64QAM
PRACH不用星座图,用ZC序列.
2、LTE小区搜索流程：
PSS-->SSS-->RS-->BCH.
PCI=PSS+3*SSS
3、传输模式
Mode
传输模式
技术描述
应用场景
1
单天线传输
信息通过单天线进行发送
无法布放双通道室分系统的室内站
2
发射分集
同一信息的多个信号副本分别通过多个衰落特性相互独立的信道进行发送
信道质量不好时，如小区边缘
3
开环空间复用
终端不反馈信道信息，发射端根据预定义的信道信息来确定发射信号
信道质量高且空间独立性强时
4
闭环空间复用
需要终端反馈信道信息，发射端采用该信息进行信号预处理以产生空间独立性
信道质量高且空间独立性强时。
终端静止时性能好
5
多用户MIMO
基站使用相同时频资源将多个数据流发送给不同用户，接收端利用多根天线对干扰数据流进行取消和零陷。
6
单层闭环
终端反馈RI=1时，发射端采用单层预编码，使其适应当前的信道
空间复用
7
单流
发射端利用上行信号来估计下行信道的特征，在下行信号发送时，每根天线上乘以相应的特征权值，使其天线阵发射信号具有波束赋形效果
信道质量不好时，如小区边缘
Beamforming
8
双流
结合复用和智能天线技术，进行多路波束赋形发送，既提高用户信号强度，又提高用户的峰值和均值速率
信道质量较高且具有一定空间独立性时（信道质量介于单流beamforming与空间复用之间）R9版本中
Beamforming
•传输模式是针对单个终端的。
同小区不同终端可以有不同传输模式
•eNB自行决定某一时刻对某一终端采用什么传输模式，并通过RRC信令通知终端
•模式3到模式8中均含有发射分集。
当信道质量快速恶化时，eNB可以快速切换到模式内发射分集模式
1.TM1，单天线端口传输：
主要应用于单天线传输的场合。
2.TM2，发送分集模式：
适合于小区边缘信道情况比较复杂，干扰较大的情况，有时候也用于高速的情况，分集能够提供分集增益。
3.TM3，开环空间分集：
合适于终端（UE）高速移动的情况。
4.TM4，闭环空间分集：
适合于信道条件较好的场合，用于提供高的数据率传输。
5.TM5，MU-MIMO传输模式：
主要用来提高小区的容量。
6.TM6，Rank1的传输：
主要适合于小区边缘的情况。
7.TM7，Port5的单流Beamforming模式：
主要也是小区边缘，能够有效对抗干扰。
8.TM8，双流Beamforming模式：
可以用于小区边缘也可以应用于其他场景。
9.TM9，传输模式9是LTE-A中新增加的一种模式，可以支持最大到8层的传输，主要为了提升数据传输速率。
4、参考信号
5、各层开销与速率
从协议栈的不同层上进行定义，相应就体现了不同层的吞吐率，从高层到底层主要的有：
应用层速率、IP层速率、PDCP层速率、RLC层速率、MAC层速率、物理层速率。
高层速率和底层速率之间，主要差别在于头开销、以及重传的差异，比如说TCP层的重传数据不会体现在应用层吞吐率上，但是会体现在底层的如物理层吞吐率上。
用户面的协议栈参考下图：
图表11上行用户面协议栈
上层的数据到了底层之后，都会进行一层封装，从而增加了头开销，而在本层增加的头开销到了更底层的时候就又体现为数据量，应该计算入该层的吞吐量中，其各层吞吐率中包含的开销可以参考下图：
6、LTE网络架构与承载概念
承载
在网络结构中，存在各类承载，具体划分如下：
UE~eNodeB~S-GW~P-GW
RB（无线承载）：
UE到eNodeB之间的承载；
E-RAB承载：
UE到S-GW之间的承载；
S5/S8承载：
S-GW到P-GW之间的承载；
S1承载：
eNodeB到S-GW之间的承载；
EPS承载：
UE到之间P-GW的承载。
在承载建立和释放过程中，当用户开机时，即建立EPS承载，如果用户不做业务，空口RB会被释放，但S5/S8承载保留，IP同样保留，这也就是LTE的“永远在线”。
上图右下角的Operator’sIPServices，将在VOIP中使用。
1.2.1DRB
“数据无线承载”DRB是用于传输用户数据的无线承载，DRB只有一种，协议规定每个UE可以最多有8个DRB用来传输不同的业务。
1.2.2SRB
“信令无线承载”（SRB）定义为仅仅用于RRC和NAS消息传输的无线承载（RB）。
更具体地讲，定义如下三种SRB：
●SRB0用于RRC消息，使用CCCH逻辑信道；message3、4均使用SRB0。
●SRB1用于RRC消息（可能包括含有NAS消息），SRB1先于SRB2的建立，所有使用DCCH逻辑信道；message5使用SRB1。
●SRB2用于NAS消息，使用DCCH逻辑信道。
SRB2要后于SRB1建立，并且总是由E-UTRAN在安全激活后进行配置。
7、调度概念
8、LTE网络架构和接口
9、PUCCH/PDCCH格式
DCI格式
用途
通过DCI格式传输的信息
DCI0
用于PUSCH调度
格式0和格式1A区分的标志（1bit）
跳频标志位（1bit）
资源块分配和跳频资源分配
调制编码方案和冗余版本（5bit）
新数据指示（1bit）
被调度的PUSCH的传输功率控制命令（2bit）
上行索引号（2bit）
下行索引号（2bit）
CQI请求（1bit）
DCI1
调度PDSCH单码字
资源分配类型0或者1（1bit）
资源块分配
调制编码方案（5bit）
HARQ进程数（4bit）
新数据指示（1bit）
冗余版本（2bit）
PUCCH传输功率控制命令（2bit）
下行分配索引（2bit）
DCI1A
压缩调度of|（PDSCH单码字&PDCCH命令发起的随机接入进程）
集中式和分布式VRB分配标志（1bit）
资源块分配
调制编码方案（5bit）
HARQ进程数（4bit）
新数据指示（1bit）
冗余版本（2bit）
PUCCH传输功率控制命令（2bit）
下行分配索引（2bit）
格式0和格式1A区分标志（1bit）
集中式和分布式VRB分配标志（1bit）
资源块分配
随机接入导频序列号（6bit）
PRACH掩码号（4bit）
用于单PDSCH码字的压缩调度的其余比特全部设置成0
DCI1B
带有预编码信息的PDSCH单码字压缩调度
集中式和分布式VRB分配标志（1bit）
资源块分配
调制编码方案（5bit）
HARQ进程数（4bit）
新数据指示（1bit）
冗余版本（2bit）
PUCCH传输功率控制命令（2bit）
下行分配索引（2bit）
用于预编码的TPMI信息
TPMI信息
用于预编码的PMI确认
DCI1C
PDSCH单码字的高压缩调度
间距值（1bit）
资源块分配
传输块尺寸索引（5bit）
DCI1D
压缩调度of（带有预编码和功率偏移信息的PDSCH单码字）
集中式/分布式VRB分配标志位（1bit）
资源块分配
调制编码方案（5bit）
HARQ进程数（4bit）
新数据指示（1bit）
冗余版本（2bit）
PUCCH传输功率控制命令（2bit）
下行分配索引（2bit）
用于预编码的TPMI信息
TPMI信息
下行功率偏移（1bit）
DCI2
调度PDSCH双码字
资源分配头（资源分配类型0/资源分配类型1）（1bit）
资源块分配
用于PUCCH的功控命令（2bit）
下行分配索引（2bit）
HARQ进程数（4bit）
传输块到码块映射标志位（1bit）
TB1&TB2:
调制编码方案（5bit）
新数据指示（1bit）
冗余版本（2bit）
预编码信息
DCI2A
带有预编码的PDSCH双码字
资源分配头（资源分配类型0/资源分配类型1）（1bit）
资源块分配
用于PUCCH的TPC命令（2bit）
下行分配索引（2bit）；HARQ进程数（4bit）
传输块到码块映射标志位（1bit）
TB1&TB2:
调制编码方案（5bit）
新数据指示（1bit）
冗余版本（2bit）
预编码信息
DCI2B
带扰码？
的PDSCH双码字
资源分配头（资源分配类型0/资源分配类型1）（1bit）
资源块分配
下行分配索引（2bit）
HARQ进程数（4bit）
扰码标识（1bit）
TB1&TB2:
调制编码方案（5bit）
新数据指示（1bit）
冗余版本（2bit）
DCI3
PUCCH和PUSCH的TPC命令传输
TPC命令1，TPC命令2（2bit）
DCI3A
PUCCH和PUSCH的TPC命令传输
TPC命令1，TPC命令2（1bit）
10、MCS
11、QoS相关参数等，EPS的QoS参数
12、TTI绑定
TTIBundling（时隙绑定）技术是将一个数据包在连续多个TTI资源上重复进行传输，接收端将多个TTI资源上的数据合并达到提高传输质量的目的。
LTE中物理层调度的基本单位是1ms，这样小的时间间隔可以使得LTE中应用的时间延迟较小。
然而在某些小区边缘，覆盖受限的情况下，UE由于受到其本身发射功率的限制，在1ms的时间间隔内，可能无法满足数据发送的误块率（BLER）要求。
因此，LTE中提出了TTIBundling的概念，对于上行的连续TTI进行绑定，分配给同一UE，这样可以提高数据解码成功的概率，提高LTE的上行覆盖范围，代价是增加了一些时间延迟。
eNodeB只有在收到所有绑定的上行帧以后，才反馈HARQ的ACK/NACK。
几个重要结论：
1.3GPPR8版本中定义TTIBundling用于VoIP业务，最大连续使用的TTI资源数为4，往返时间RTT为16ms，调制格式为QPSK，最大分配RB资源数为3。
2.TTIBundling既可以应用到FDD，也可以应用到TDD模式。
3.利用4TTIbundling进行LTE上行覆盖增强，能够大概提高上行用户1~2dB的SINR。
A：
在连续的4个上行子帧发射同一传输块
B：
且只在第一个TTI对应发射时刻有PDCCH
C：
只在最后一个TTI（即，第4个TTI）对应的发射时刻有PHICH
D：
重传也是针对4个连续上行TTI发射
13、ICIC
概念
ICIC：
InterCellInterferenceCoordination，小区间干扰协调技术。
主要原理
ICIC干扰协调技术是通过在小区间合理分配资源，尽量使相邻小区使用的频率资源正交，从而使达到协调小区间干扰的目的，改善小区覆盖和边缘小区速率，提升小区频谱效率。
ICIC技术按照协调方式分为两类：
∙部分频率复用（FFR：
FractionalFrequencyReuse）
FFR把频谱分成两个部分，基站根据分配的频段结合调度算法动态调度中心用户和边缘用户的使用频段：
某些子频带上的频率复用因子为1（同频复用），而在另外一些子频带上的频率复用因子大于1（比如复用因子为3）。
从功率分配的角度看，有一个子频带被所有小区等功率使用（即，频率重用因子为1），而其余子频带的功率分配在相邻小区间协调，从而在每个小区创造一个小区间干扰较低的子频带，成为小区边缘频带。
∙软频率复用（SFR：
SoftFrequencyReuse）
软频率复用对某些子频带上的功率只是部分减少，而不是完全限制使用。
在SFR方案里，一个频率不再是被定义为用或者不用，而是用功率门限规定了其在多大程度上被使用，复用因子可以在1~3之间平滑过渡，这就是其得名的由来。
SFR的主要特点是：
1.对于每个小区，一部分作为主载波，其他作为副载波，主载波的功率门限高于副载波；
2.相邻小区的主载波不重叠；
3.主载波可用于整个小区，副载波只用于小区内部。
应用
∙FFR和SFR在系统低负载时，增益非常有限；在系统中高负荷时对边缘频谱利用率有明显增益；
∙SFR相对于FFR来说以更低的整体频谱利用率的损失，获得和FFR相近的边缘频谱利用率的增益；
∙采用FFR和SFR后，上行和下行的SINR都有所改善。
其中FFR改善比SFR改善的更明显；
∙一般来说，当LTE形成连片覆盖，且系统负荷相对较高时，可开通ICIC功能降低系统干扰。
14、SRS
SRS是探测参考信号的缩写，所谓参考信号，那么是为谁提供参考？
参考的指标是什么？
答案是为eNodeB的调度提供参考，参考的内容是为上行信道质量做参考。
那么为什么需要SRS呢？
众所周知，在LTE网络中，eNodeB通常是分配系统带宽的一部分区域给特定的UE，也就是在一个特定时间、给UE分配特定的频率区域资源，此时若eNodeB知道哪一部分特定频率区域质量较好，优先分配给UE将使UE的业务质量更有保障；当然，若eNodeB每次都把整个系统带宽分配给UE，那么SRS的参考意义就不重要了，所以SRS是一个可选的参考信号，只是为eNodeB的调度资源提供参考。
SRS是上行的参考信号，由UE上报给eNodeB,为什么上行已经有DM-RS（解调参考信号）参考信号，还需要SRS呢？
那是因为DM-RS与上行信道PUSCH或PUCCH占用同一个资源区，可为eNodeB提供信道估计与相干解调；而SRS是位于一个子帧的最后一个SC-FDMA符号，周期性的发送，与上行数据传输无关，因其是周期上报，除了为上行资源调度提供参考外，eNodeB还可以检测UE的时间对齐状态。
有点类似于CQI，用于下行资源调度。
如下图。
SRS的发送周期是2ms～320ms，具体周期要根据高层的参数（SIB2\RRCCONNECTIONSETUP\RRCCONNECTIONRECONFIGURATION）配置而定，当然，也可以设置不发送SRS.具体参数可以参考36.211协议。
SRS配置参数包括两个部分，公共配置SRS和专用配置SRS，公共配置部分又叫做小区专属SRS（CellspecificSRS）,在系统消息2中下发；专用配置SRS又叫UE专属SRS（UEspecificSRS），在RRC连接中配置完成。
如下图,在公共配置中包含Csrs带宽配置、子帧配置、simultaneous-AN-and-SRS（该值设置为TRUE，将采用短PUCCH格式）等；在专用配置中包含Bsrs配置、Bhop配置、n_SRS等，这些配置参数的设置决定了SRS上报的带宽，带宽分段等。
15、ARQ，HARQ
1、混合自动重传请求HARQ（HybridAutomaticRepeatRequest）：
HARQ是前向纠错（FEC）和自动重传请求的结合，LTE中采用基于增量冗余IR（IncrementalRedundancy）的HARQ方案。
根据重传的时域位置，HARQ可分为同步HARQ和异步HARQ；另外自适应HARQ根据无线信道条件，自适应地调整每次重传采用的资源块、调制方式、传输块大小、重传周期等参数，而非自适应HARQ每次重传采用预定义好的传输格式。
在LTE中，下行采用自适应的异步HARQ，上行采用非自适应的同步HARQ。
按照重传发生的时刻来区分，可以将HARQ可以分为同步和异步两类。
同步HARQ是指一个HARQ进程的传输（重传）发生在固定的时刻，由于接收端预先已知传输的发生时刻，因而不需要额外的信令开销来标识HARQ进程的序号，此时的HARQ进程的序号可以从子帧号获得；异步HARQ是指一个HARQ进程的传输可以发生在任何时刻，接收端预先不知道传输的发生时刻，因此HARQ进程的处理序号需要连同数据一起发送。
由于同步HARQ的重传发生在固定时刻，因此没有附加进程序号的同步HARQ在某一时刻只能支持一个HARQ进程。
实际上，HARQ操作应该在一个时刻可以同时支持多个HARQ进程的发生，此时同步HARQ需要额外的信令开销来标示HARQ的进程序号，而异步HARQ本身可以支持传输多个进程。
此外，在同步HARQ方案中，发送端不能充分利用重传的所有时刻，例如为了支持优先级较高的HARQ进程，则必须中止预先分配给该时刻的进程，那么此时仍需要额外的信令信息。
根据重传时的数据特征是否发生变化，又可将HARQ分为非自适应和自适应两种。
其中，传输的数据特征包括资源块的分配、调制方式、传输块的长度、传输的持续时间。
自适应传输是指在每一次重传过程中，发送端可以根据实际的信道状态信息改变部分的传输参数，因而在每次传输的过程中包含传输参数的控制信令信息要一并发送。
可改变的传输参数包括调制方式、资源单元的分配和传输的持续时间等。
在非自适应系统中，这些传输参数相对于接收端而言都是预先已知的，故包含传输参数的控制信令信息在非自适应系统中是不需要被传输的。
在重传过程中，可以根据信道环境自适应地改变重传包格式和重传时刻的传输方式，可以称为基于IR类型的异步自适应HARQ方案。
这种方案可以根据时变信道环境的特性有效地分配资源，但是在具有灵活性的同时也带来了更高的系统复杂性。
在每次重传过程中，包含传输参数的控制信令信息必须与数据包一起发送，这样就会造成额外的信令开销；而同步HARQ在每次重传过程中的重传包格式，重传时刻都是预先已知的，因而不需要额外的信令信息。
与异步HARQ相比较，同步HARQ具有以下的优势：
控制信令开销小，在每次传输过程中的参数都是预先已知的，不需要标出HARQ的进程序号；在非自适应系统中接收端操作复杂度低；提高了控制信道的可靠性，在非自适应系统中，有些情况下，控制信道的信令信息在重传时与初始传输是相同的，这样就可以在接收端进行软信息合并从而提高控制信道的性能。
根据物理层／数据链路层的实际需求，异步HARQ具有以下的优势：
如果采用完全白适应的HARQ技术，同时在资源分配时，可以采用离散、连续的子载波分配方式，调度将会具有很大的灵活性；可以支持一个子帧的多个HARQ进程。
2、物理层：
2.1物理下行共享信道PDSCH（PhysicalDownlinkSharedCHannel）使用HARQ，同时上行传输的ACK/NACK信令通过下行的物理HARQ指示信道PHICH（PhysicalHARQIndicatorCHannel）传输。
下行异步HARQ操作是通过上行ACK/NACK信令传输、新数据指示、下行资源分配信令传输和下行数据的重传来完成的。
2.2物理上行共享信道PUSCH（PhysicalUplinkSharedCHannel）使用HARQ，同时下行传输的ACK/NACK信令在物理上行控制信道PUCCH（PhysicalUplinkControlCHannel）上传输，PUSCH与PUCCH不能同时存在，当反馈控制信息与PUSCH并发时，相应控制信息插入PUSCH传输。
上行同步HARQ操作是通过下行ACK/NACK信令传输、NDI和上行数据的重传来完成的。
3、MAC层协议实现对物理层HARQ功能的控制，完成纠错
4、RLC层通过自动重传请求ARQ（AutomaticRepeatRequest）机制进行错误修复（仅针对确认模式数据传输），配合MAC层所使用的HARQ，误码率可以降低到10-7次方。
这种模式主要用在高误敏感，低时延要求的非实时业务中。
5、这种HARQ/ARQ的协议结构为上层提供足够的传输可靠性。
RLC有，而HARQ木有的能力，包括：
1.按序递交（AM和UM都有）。
由于HARQ是多个并发的Stop-And-WAit处理过程，所以可能会乱序。
排序功能由rLC来做（在UTRA时代，MAC层，也就是MAC-hs和MAC-es也会做reordering，E-UTRA的re-ordering则完全交给RLC来做）。
2.流量控制（仅RLCAM支持）。
HARQ是个傻快的东东，没有聪明谨慎的RLC会做端到端的flowcontrol。
相当于rLC站在一个更高的层次来改善整个E-UTRAN的性能。
ARQ机制是flowcontrol的基础。
3.时间分集（仅AM）。
HARQ的和重传可能很快，在ms级，如果处于快衰的深度衰落期，几次重传可能都还是出不了深衰。
而时间粒度较粗的RLC，可能在下一次重传时，信道刚好离开了深度衰落区，重传成功率大为提高。
相当于在H-ARQ的基础上又加了一道保险。
对于某些FTP类业务，PER（PacketErrorRate）要求为10^-6，仅通过HARQ有可能不满足（比如HARQ-ACK反馈可能出错），需要通过RLC重传来保证业务QoS。
HARQ+RLCARQ可以满足业务PDB（PacketDelayBudget）和PER的要求。
进程数:
FDD中，下行HARQ进程的最大数目为8个。
TDD中下行HARQ进程的最大数目在4到15之间，如下表所示：
Table1MaximumnumberofDL HARQprocesses【1】
上表中给出的TDD中下行最大进程数，基于如下的一些假设：
（1）：
特殊子帧中的DwPTS总是包含控制信令和数据。
（2）：
特殊子帧中的UpPTS只是用来传输SRS和
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