LTE基礎知識匯總及說明總結

1、一、協(xié)議知識1.LTE 幀結構及物理資源基本概念RE/RB/CCE/REG/RBG幀結構Type1 ： FDD （全雙工和半雙工）(FDD 上下行數(shù)據(jù)在不同的頻帶里傳輸；使用成對頻譜)每一個無線幀長度為10ms ，由 20 個時隙構成，每一個時隙長度為T slot = 15630 x Ts = 0.5ms。對于 FDD ，在每一個10ms 中，有 10 個子幀可以用于下行傳輸，并且有10 個子幀可以用于上行傳輸。上下行傳輸在頻域上進行分開。#0#1#2#18#19slotSub-frameOne radio frame = 10ms幀結構 Type2 ： TDD ( TDD 上下行數(shù)據(jù)可以在同

2、一頻帶內傳輸；可使用非成對頻譜)一個無線幀 10ms ，每個無線幀由兩個半幀構成，每個半幀長度為5ms 。每一個半幀由8個常規(guī)時隙和DwPTS 、 GP 和UpPTS 三個特殊時隙構成，DwPTS 和 UpPTS 的長度可配置，要求DwPTS 、 GP 以及 UpPTS 的總長度為 1ms 。One radio frame =10 msOne half frame =5 ms1 ms#0#2#3#4#5#7#8#9DwPTSGPUpPTSDwPTSGPUpPTSDwPTS: Downlink Pilot Time SlotGP: Guard Period(GP 越大說明小區(qū)覆蓋半徑越大)UpP

3、TS: Uplink Pilot SlotTs = 1 / (15000x2048) sFrame 幀的長度： Tf = 307200 x Ts =10msSubframe 子幀的長度： Tsubframe = 30720 x Ts =1msSlot時隙的長度： Tslot = 15360 x Ts =0.5ms1Sub-Carrier = 15 kHz;1TTI= 1 ms => 1 sub-frame => 2 slots (0.5 ms *2)# for one user, min 2 RB allocation.1RB= 12 sub-carriers during 1 s

4、lot (0.5 ms) =>12 * 15kHz =180kHz (Bandwidth); => 12 * 7 symbols=84 REs1RE = 1 sub-carrier x 1 symbol period (Each symbol is QPSK, 16QAM or 64QAM modulated.)LTE 支持可變帶寬：1.4MHz, 3, 5, 10, 15和 20MHz一個小區(qū) 最少 使用 6個 RB, 即最少包含72 個 sub-carriers: 6 RB * 12 sub-carriers = 72 sub-carriers一個小區(qū) 最多 支持 110 個

5、RB ，相當于1320 個 sub-carriers: 110 *12 =1320 sub-carriersChannel bandwidth1.435101520BW ChannelMHzTransmission bandwidtonfigurationNRB6Normal cyclic prefix in downlinkExtended cyclic prefix in downlinkDwPTSUpPTSDwPTSUpPTSNormalcyclicExtendedNormal cyclicSpecial subframeprefixcyclic prefixp

6、refix inExtended cyclicconfigurationin uplinkin uplinkuplinkprefix in uplink06592 Ts7680 Ts119760 Ts20480 Ts221952 Ts2192 Ts23040 Ts324144 Ts25600 Ts2192 Ts2560 Ts426336 Ts2560 Ts7680 Ts56592 Ts20480 Ts619760 Ts23040 Ts4384 Ts5120 Ts721952 Ts4384 Ts-824144 Ts5120 Ts-特殊幀格式5： DwPTS:GP:UpPTS => (659

7、2Ts-16Ts) : ( 19744Ts -16Ts) :4384Ts => 3:9:2特殊幀格式7： DwPTS:GP:UpPTS => (21952Ts-32Ts) :4384Ts: 4384Ts => 10:2:2最小分配單位為 : 2192 TsConfigure TDD:上下行配置（下圖）+ 特殊幀格式（上圖）(e.g.:2:71:7 )Uplink-downlinkDownlink-to-UplinkSubframe numberconfigurationSwitch-point periodicity012345678905 msDSUUUDSUUU1 2:2

8、5 msDSUUDDSUUD2 3:15 msDSUDDDSUDD310 msDSUUUDDDDD410 msDSUUDDDDDD510 msDSUDDDDDDD65 msDSUUUDSUUDTDD 支持 5ms 和 10ms 的周期轉換：=> 5ms 轉換周期：一個幀的上下半幀的特殊幀格式配置相同，=> 10ms 轉換周期：一個幀分成上下半幀，下半幀的特殊幀為DwPTS=1ms，用于 DL 傳輸 (如上圖 3， 4， 5所示 )RE ： Resource Element，稱為資源粒子，是上下行傳輸使用的最小資源單位。1 RE = 1 subcarrier x 1 symbol p

9、eriodRB ： Resource Block ，稱為資源塊，用于描述物理信道到資源粒子的映射。一個RB 包含若干個 RE 。一個 RB 由 12 個在頻域上的子載波和時域上一個slot 周期構成（ 1 RB = 12 subcarriers x 1 slot）。1個 RB 在頻域上對應 180kHz ： 1 RB = 12 subcarriers x 15kHz = 180kHz1個 RB 在時域上對應 1個時隙， 1 slot =0.5msCCE ： Control Channel Element，稱為控制信道粒子，PDCCH 在一個或多個 CCE 上傳輸， CCE 對應于 9個 REG

10、 ，每個 REG 包含 4個 RE ， CCE 從 0開始編號。（ 1 CCE = 9 REGs = 9 x 4 REs = 36 REs）PDCCH format 與 CCE 之間的關系如下圖所示：PDCCH formatNumber of CCEsNumber of REGsNumber of PDCCH bits(QPSK)01972121814424362883872576REG ：Resource Element Group，用來定義控制信道到RE 的映射 .（ 1 REG = 4 REs）RBG ： Resource Block Group， RBG 是連續(xù)的 PRB 的集合，其大

11、小根據(jù)系統(tǒng)帶寬配置的不同而定，如下圖所示：System BandwidthRBG Size (P)(Number of DL RBs) 101112622763(e.g.: 10MHz - 50 RBs)364110 (e.g.: 20MHz - 100 RBs)42.下行物理信道及物理信號的功能和占用時頻碼域位置（DL ： PDSCH/PDCCH/PHICH/PCFICH/PBCH/PSS/SSS/RS）Location of PBCH for FS2 (normal CP, extededCP):?SancharGmbHTDD:PHICHSubframe #0SSSPSSSpecial s

12、ubframeSlot #0Slot #1DwPTSGPUpPTSPCFICHNormal CPcasePDCCHPDSCHPBCHS-P-Central 6 RBsSCHSCHfrequencySymbolsSubframe #0Special subframeSlot #0Slot #1DwPTSGPUpPTSExtended CPcasePDCCHPDSCHPBCHS-P-Central 6 RBsSCHSCHfrequencySymbolsPage 722.1 PBCH ： Physical Broadcast Channel（物理廣播信道）- 主要用來傳輸MIB 信息， MIB 消息

13、包含： DL 帶寬信息；PHICH 組號；系統(tǒng)幀號SFN- MIB: DL-Bandwidth, PHICH-Config, SFN, # of antennas.- 占用中間的 6個 RB （ 72sc ），在第 2個 slot 的前 4個 symbol 上傳遞（ slot 1, symbol 03）- MIB 消息的重復周期為40ms ，起始位置為subfram#0of SFN mod 4 = 0。 每 10ms 傳遞一次 MIB ，傳遞內容一致，40ms 組成一個 MIB 消息。可實現(xiàn)時間分集，提高UE 接收 MIB 消息時的增益，改善接收質量2.2 PCFICH ： Physical

14、Control Format Indicator Channel（物理控制格式指示信道）- 用來指示在一個sub-frame 中 PDCCH 傳輸?shù)?OFDM symbol數(shù)量（ 1, 2 or 3 ）- 在每個 subframe(TTI)的第 1個 symbol 上進行傳遞(symbol 0within each TTI)- 承載 CFI 信息，每 TTI 占用 16 個 RE 資源，即 4個 REG2.3 PDCCH ： Physical Downlink Control Channel（物理下行控制信道）- 用于承載 DCI 信息，包括資源調度分配和其他控制信息，如與DL-SCH 和 P

15、CH 相關的 HARQ 信息等- PDCCH在每個 subframe 的前 3個 symbol （ symbol 02）中進行傳遞，占用個數(shù)由PCFICH 承載的 CFI 消息來確定。- PDCCH的大小對應于一個或者多個CCE ，如下圖所示：PDCCH formatNumber of CCEsNumber of REGsNumber of PDCCH bits01972121814424362883872576- DSS => Dedicated Search Space (for only one UE) & CSS => Common Search Space (fo

16、r several UEs)2.4 PDSCH ： Physical Downlink Shared Channel（物理下行共享信道）- 用于承載 DL-SCH 信息，傳遞 SIB 信息（ SIB 消息傳遞方向： BCCH -> DL-SCH -> PDSCH）- SIB1 消息的重復周期為80ms ，初始位置為 subframe#5of SFN mod 8 = 0 ， 在 SFN mod 2 = 0 的幀上重復 .SIB System Information Blocks- SIB1 : Cell Access Info(PLMN, TAC, CID); 小區(qū)選擇相關信息 ;

17、TDD 相關配置信息 ; 余下 SIB 的時域調度信息-SIB2 : 公共信道的 無線資源配置（ PCCH, RACH);freqInfo (ul-carrierFreq, ul-bandwidth);defaultPagingCycle-SIB3 : Cell re-selection information.(Intra/Inter frequency or/and Inter-RAT cell re-selection)-SIB4 : Neighbor cell related info only forIntra-frequencycell re-selection informati

18、on.-SIB5 : E-UTRAN Inter-frequencycell re-selection information.- SIB6 : UTRAN frequencies and neighboring cell re-selection.- SIB7 : GERAN frequencies cell re-selection.- SIB8 : CDMA2000 frequencies and neighbouring cell re-selection.- SIB9 : Home eNB.- SIB10 : ETWS primary notification.- SIB11 : E

19、TWS secondary notification.- 如果 UE 專用參考信號不被傳輸，使用天線端口集合P= 0, 0,1, or 0,1,2,3- 如果 UE 專用參考信號被傳輸，則使用天線端口P = 52.5 PHICH ： Physical HARQ Indicator Channel（物理 HARQ 指示信道）- 用于承載 HARQ 的 ACK/NACK- 在每個 subframe 的第 1個 symbol 上進行傳遞（ symbol 0 of each subframe）- 一個 PHICH 組對應于 3個 REG ， 12 個 RE 資源2.6 PMCH ：Physical M

20、ulticast Channel（物理多播信道） - 目前不支持，無需掌握沒有對傳輸分集方案進行標準化單天線端口傳輸，使用端口 4在支持 PDSCH 和PMCH 混合傳輸?shù)妮d波上， PMCH 不能再子幀 0和5中傳輸下行物理層信號：對應于一系列物理層使用的RE ，這些 RE 不傳遞任何來自高層信息注：物理信號都由 ZC 序列生成，每一個子載波占用一個 ZC 序列的符號。SSS 和PSS 同步信號內容固定，重復發(fā)送，不承載任何上層信息，是UE 在進行小區(qū)搜索時第一個要找的信息。UE 進行盲檢搜索同步信號，目前只支持 Normal CP 的格式。2.7 PSS ： Primary Synchron

21、ization Signal（主同步信號）- 頻域上占系統(tǒng)帶寬中間的6個 RB ，即 72sc- 在第 2個 subframe 的第 3個 symbol中進行傳遞（ subframe 1 or 6, symbol 2）- 指示一個物理小區(qū)組內的id ： Physical-layer id：0, 1, 2 (3 個)2.8 SSS ： Secondary Synchronization Signal（輔同步信號）- 頻域上占系統(tǒng)帶寬中間的6個 RB ，即 72sc- 在第 1個 subframe 的最后 1個 symbol 中進行傳遞（ subframe 0 or 5, symbol 6）在 s

22、ubframe 0和 5中的 SSS 結構相同，但是在頻域上錯開，以區(qū)別前5ms 或后 5ms 的半幀。- 指示物理小區(qū)組號： Physical-layer cell-id group： 0167 （ 168 個）- Total cell IDs: 168 x 3 = 504 cell IDs. (0503)2.9 RS ： Reference Signal（參考信號）（ every slot, symbol 0&4）- 用于下行信道估計，信道質量測量以及相關解調，對UE 來說是已知信號（RS 信號與小區(qū) physical id 有關，這個在小區(qū)搜索過程中的同步信號中獲得）- 頻域上：

23、每 6個子載波分配一個 RS- 時域上：每個 slot 的 symbol 0&4 用來傳遞 RS ，symbol 0 和 4之間有 3個 SC 的間差 ，用于時頻域分集。多天線傳輸情況下，天線端口集合與參考信號配置之間的關系：- Cell-specific RS, non-MBSFN transmission =>P =0 , 0,1 , or 0,1,2,3- MBSFN RS, associated with MBSFN transmission =>P = 4- UE-specific RS. =>P = 5 ( 用于 BF 技術 )3. 上行物理信道及物理信號

24、的功能和占用時頻碼域位置（UL ： PUSCH/PUCCH/PRACH/SRS/DMRS ）3.1 PUSCH ： Physical Uplink Shared Channel（物理上行共享信道）- Carries the user data from UL-SCH.- Carries L1/L2 control information： ACK/NACK, CQI, PMI, RI (Rank Indicator)-3.2 PUCCH ： Physical Uplink Control Channel（物理上行控制信道）- PUCCH承載上行控制信息（UCI ），不與 PUSCH 同時傳輸，

25、處于上行帶寬的邊緣，在TDD 中不在 UpPTS- UCI 信息包括以下4部分：域上傳輸o Scheduling Request (SR). CQI and Scheduling Requests are provided to Layer 2. o HARQ ACK/NACK for DL transmission;o CQI reports. o PMI reports.- PUCCH 具有 6種格式， 1系列承載 SR 和 ACK/NACK 信息， 2 系列承載 CQI/PMI 信息，如下圖所示：PUCCHModulationNumber of bits perType of infor

26、mationformatschemesubframe, M bit1N/AN/AScheduling Request (SR)1aBPSK1ACK/ NACK1bQPSK2ACK/ NACK2QPSK20CQI/PMI/RI2aQPSK+BPSK21CQI/PMI + 1 bit ACK/ NACK2bQPSK+QPSK22CQI/PMI + 2 bits ACK/ NACK3.3 PRACH ： Physical Random Access Channel - Carries the random access preamble.（物理隨機接入信道）PRACH Preamble：- 頻域：6

27、 RB x 180kHz =1.08 MHz- 時域： 1ms / 2ms / 2 symbols（ UpPTS ）- 隨機接入前導由具有零相關區(qū)的ZC （ Zadoff-Chu ）序列產(chǎn)生，有一個或多個根ZC 序列產(chǎn)生。每個小區(qū)中包含64 個可用的前導。- PRACH 共有 5種結構（ 04 ），目前支持 Format 0, 1 & 4：RACH - FDD：需要額外配置一個GP （ Guard Period）以適應 RTD （ Round Trip Delay），在TDD的特殊幀中已包含這個GP- FDD 在一個子幀中只能分配一個RACH 資源，而 TDD 可以分配多于一個的隨機接

28、入資源- TDD 模式下，在 UpPTS 中，可以調度Short RACH （ S-RACH ），與 GP 結合使用，最多可配置6個 RACH 。隨機接入過程：- 基于競爭的隨機接入過程：如UE 初始接入- 基于非競爭的隨機接入過程：如小區(qū)切換上行物理層信號：指物理層使用的但是不承載任何來自高層信息的信號，如參考信號。3.4 DRS/DMRS： Demodulation Reference Signal（解調用參考信號）- 與上行數(shù)據(jù)傳輸有關，both PUSCH and PUCCH。- 用于信道評估，對 PUSCH 和 PUCCH 信道的連續(xù)檢測和解調，上行功率控制，時間評估等？- DRS

29、在時域上的分配：oPUSCH:每個 slot 的第 4th 個 symbol （ symbol 3in every slot）oPUCCH: DRS由 PUCCH 的格式來決定（1/1a/1b或者 2/2a/2b ）- DRS 在頻域上的分配：o PUSCH: DRS 與終端的上行傳輸具有同樣的帶寬。 o PUCCH: 如下圖所示3.5 SRS ： Sounding Reference Signal（探測用參考信號）=> 與 PUSCH 和 PUCCH 無關- 與上行數(shù)據(jù)傳輸無關，可用于評估上行信道質量，實現(xiàn)以下功能：- 初始化 MCS （ Modulation and Coding S

30、cheme）選擇- 數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓β士刂? TA （ Timing Advance）- UL 頻率的獨立調度（Frequency dependent scheduling for the UL）- SRS transmitted in thelast SC-FDMA symbolin the configured subframes.- 在 TDD 模式中， UpPTS 也可用作傳遞 SRS 。4. 邏輯信道、傳輸信道與物理信道的映射關系： 4.1 邏輯信道（ 7）- BCCH ： Broadcast Control Channel（廣播控制信道：傳輸廣播系統(tǒng)控制信息的下行信道）- PCCH ：

31、 Paging Control Channel （尋呼控制信道：傳輸尋呼信息的下行信道）- CCCH ： Common Control Channel（公共控制信道： UE 與網(wǎng)絡間傳輸控制信息的雙向信道，無RRC 連接時使用）- DCCH ： Dedicated Control Channel（專用控制信道：傳輸專用控制信息的點到點雙向信道，有RRC 連接時使用）- DTCH ： Dedicated Traffic Channel（專用業(yè)務信道：點到點雙向信道，專用于一個UE ，用于傳輸用戶信息）- MCCH ：Multicast Control Channel（多播控制信道：網(wǎng)絡到 UE

32、的 MBMS 調度和控制信息，點到多點下行信道）- MTCH ：Multicast Traffic Channel（多播業(yè)務信道：點到多點下行信道）4.2 傳輸信道（ DL:UL => 4:2）- BCH ： Broadcast Channel（廣播信道 => PBCH ）- PCH ： Paging Channel（尋呼信道 => PDSCH）- MCH ：Multicast Channel（多播信道 => PMCH）- DL-SCH： Downlink Shared Channel（下行共享信道 => PDSCH ）- UL-SCH： Uplink Share

33、d Channel（上行共享信道=> PUSCH）- RACH ： Random Access Channel（隨機接入信道=> PRACH）4.3 物理信道（ DL:UL => 6:3）- PBCH ：Physical Broadcast Channel（物理廣播信道）- PDSCH： Physical Downlink Shared Channel（物理下行共享信道）- PDCCH： Physical Downlink Control Channel（物理下行控制信道）- PCFICH： Physical Control Format Indicator Channel（

34、物理控制格式指示信道）- PHICH：Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel（物理 HARQ 指示信道）- PMCH ：Physical Multicast Channel（物理多播信道）- PUSCH： Physical Uplink Shared Channel（物理上行共享信道）- PUCCH： Physical Uplink Control Channel（物理上行控制信道）- PRACH： Physical Random Access Channel（物理隨機接入信道）5. MIMO technology- Two kinds of MIMO te

35、chniques forDL transmission：oTransmit diversityuse multiple channels to sendthe same informationstreamImprove coverage and robustness of data transmissionoSpatial multiplexinguse multiple channels to sendmultiple informationstreamsIncrease throughputSU-MIMO/ MU-MIMO- MIMO techniques according to the

36、 number of Antennas：SISOMISOSIMOMIMO- MIMO techniques forUL transmission =>MU-MIMOTransmission Mode與 DCI format之間的關系（傳輸模式信息在RRCConnectionReconfiguration過程中指示）：Transmission mode:DCI Format:TM1Single-antenna port; port 01, 1A單天線端口傳輸TM2Transmit diversity1, 1A傳輸分集TM3Open-loop spatial multiplexing2A開環(huán)

37、 MIMO （ Large delay CDD）TM4Closed-loop spatial multiplexing2閉環(huán) MIMO （ PMI 反饋）TM5Multi-user MIMO1DTM6Closed-loop Rank=1 precoding1BTM7Single-antenna port; port 51, 1AUE-specific RS ，用于 beamformingTransmissionRankLayerCodewordNumber of AntennaModeportsTM11111（單天線）TM21212（傳輸分集）14142222TM3 & TM42224

38、（空分復用）332444246. PDSCH 下行資源分配方式（ Type0/1/2 ）； Type 0: PDCCH DCI formats 1, 2 and 2ARBs are grouped to RBG. RBGs are selected.System BandwidthRBG Size (P)(Number of DL RBs) 1011 - 2627 6463 (e.g.: 10MHz - 50 RBs)64 110 (e.g.: 20MHz - 100 RBs)Type 1:PDCCH DCI formats 1, 2 and 2A1234RBs are grouped to

39、RBG subset. First select one RBG subset, then select the RBs in the RBG subset. RBG subset 的值（ P ）與 Type0 中 RBG 的定義一致。 RBG subsets ： Log2(P)RB assignment：Type 2:PDCCH with DCI format 1A, 1B, 1C and 1DStart RB and width is assigned.7. DCI FormatDCI: Downlink Control Information (ref. 36.212) => Ca

40、rriered by PDCCH一個 DCI 傳遞上下行調度信息，或者針對一個RNTI 的上行功率控制命令DCI FormatUse scopeDCI 0For the scheduling of PUSCH(For Uplink only)DCI 1For the scheduling of one PDSCH codeword,TM1, 2 and 7 (Type0, 1)DCI 1AFor the compact scheduling of one PDSCH codeword and random access procedure initiated by aPDCCH order,T

41、M17 (Type 2)DCI 1CFor very compact scheduling of one PDSCH codeword(Type 2)DCI 2For MIMO (e.g.: CL MIMO),TM4 (Type0, 1)For the scheduling of one/two PDSCH codewordTPC command for PUCCHDCI 2AFor MIMO (e.g.: OL MIMO),TM3 (Type0, 1)For the scheduling of one/two PDSCH codewordTPC command for PUCCHFormat

42、 0:用于上行傳輸，PUSCH 的調度- Flag for format0/format1A differentiation - 1 bit,0=>format 0and 1=>format 1A- Resource block assignment and hoping resource allocation- Modulation and coding scheme- HARQ information and redundancy version-TPC command for scheduledPUSCH2 bits-CQI request 1bitFormat 1: 用于傳

43、輸分集，單碼字PDSCH 的調度 (Used for the scheduling of single codeword PDSCH)(TM1,2, and 7-not support)-Resource allocation type, e.g.: type 0 / type 11bit-Resource block assignment-Modulation and coding scheme5 bits-HARQ process number4 bits-TPC command forPUCCH 2 bitsFormat 1A: 用于下行傳輸，單碼字PDSCH 調度，下行數(shù)據(jù)觸發(fā)隨機接入

44、過程，適用所有 TM 傳輸模式 。 =>Compact schedulingof one PDSCH codeword and random access procedure initiated by a PDCCHorder (為 UE 分配一個非競爭隨機接入的特定preamble).-Flag for format0/format1A differentiation - 1 bit,0=>format 0 and 1=>format 1A- Resource block assignment-Modulation and coding scheme5 bits-HARQ information4 bits-TPC command forPUCCH2 bitsFormat 1B: Compact scheduling of one PDSCH codeword with