城市軌道交通通信設備技術-LTE技術

LTE網(wǎng)絡基礎知識簡介目錄2LET概述LET網(wǎng)絡基本架構LET參數(shù)介紹LET網(wǎng)絡業(yè)務流程Question&Answer0102030405LTE網(wǎng)絡概述—移動通信系統(tǒng)發(fā)展

3LTE3G2G1G使用蜂窩組網(wǎng)，采用模擬技術和頻分多址（FDMA）等技術采用OFDM及MIMO技術，在20MHz的系統(tǒng)帶寬下，下行峰值速率100Mbps，上行50Mbps(現(xiàn)有UE能力支持)，提供VoIP及IMS等高速數(shù)據(jù)傳輸服務。目前使用最為廣泛的通信系統(tǒng)，主要使用技術是時分多址(TDMA)技術，如GSM網(wǎng)絡國際標準有WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA。技術指標：室內(nèi)速率2Mbps，室外384kbps，行車速率144kbps。能夠?qū)崿F(xiàn)語音業(yè)務、高速傳輸及無線接入Internet等服務。LTE網(wǎng)絡概述—網(wǎng)絡特征4更高的帶寬更大的容量更高的數(shù)據(jù)傳輸速率更低的傳輸時延更低的運營成本降低傳輸時延用戶面時延小于5ms控制面時延小于100ms1.4MHz~20MHz可變帶寬對0～15km/h的低速環(huán)境優(yōu)化對15～120km/h保持高性能對120～350甚至500km/h保持連接上行峰值速率50Mbps下行峰值速率100Mbps提高小區(qū)邊緣用戶的數(shù)據(jù)傳輸速率傳輸時延建網(wǎng)成本帶寬需求移動性支持數(shù)據(jù)速率LTE網(wǎng)絡概述—關鍵技術5多載波技術下行：OFDMA(正交頻分多址接入)上行：SC-FDMA(單載波頻分多址接入)多天線技術分集增益陣列增益空間復用增益新的扁平網(wǎng)絡架構接入網(wǎng)僅由eNodeB構成LTE網(wǎng)絡概述—TDD與FDD差異性LTE系統(tǒng)同時定義了頻分雙工(FDD)和時分雙工(TDD)兩種方式，二者工作原理如下所示：

FDD是在分離的兩個對稱頻率信道上進行接收和發(fā)送，用保護頻段來分離接收和發(fā)送信道；TDD用時間來分離接收和發(fā)送信道。6LTE網(wǎng)絡概述—TDD的優(yōu)勢與劣勢7頻譜配置，由于LTETDD系統(tǒng)無需成對的頻率，具有一定的頻譜靈活性，能有效的提高頻譜利用率；支持非對稱業(yè)務(通過上下行幀配置實現(xiàn))；智能天線的使用；與TD-SCDMA的共存。TDD優(yōu)勢：由于保護間隔的使用降低了頻譜利用率，特別是提供廣覆蓋的時候，使用長CP(循環(huán)前綴)，對頻譜資源造成了浪費；由于上下行信道占用同一頻段的不同時隙，為了保證上下行幀的準確接收，系統(tǒng)對終端和基站的同步要求很高。TDD劣勢：目錄8LET概述LET網(wǎng)絡基本架構LET參數(shù)介紹LET網(wǎng)絡業(yè)務流程Question&Answer0102030405與3G網(wǎng)絡相比，LTE的網(wǎng)絡結(jié)構更為簡化，其主要特點為：業(yè)務平面與控制平面完全分離化核心網(wǎng)趨同化,交換功能路由化網(wǎng)絡扁平化,全IP化不在需要RNC,大部分功能轉(zhuǎn)移到基站實現(xiàn)以數(shù)據(jù)業(yè)務為主9LTE網(wǎng)絡基本架構—EPS網(wǎng)元及功能10LTE網(wǎng)絡基本架構—協(xié)議架構接口協(xié)議主要分三層兩面，三層主要包括了物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡層，兩面是指控制平面和用戶平面。11數(shù)據(jù)鏈路層同時位于控制平面和用戶平面：在控制平面負責無線承載信令的傳輸、加密和完整性保護；在用戶平面主要負責用戶業(yè)務數(shù)據(jù)的傳輸和加密。網(wǎng)絡層是指無線資源控制（RRC）層，位于接入網(wǎng)的控制平面，負責完成接入網(wǎng)和終端之間交互的所有信令處理。數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡層LTE網(wǎng)絡基本架構—協(xié)議架構LTE總體的協(xié)議結(jié)構12LTE網(wǎng)絡基本架構—信道類型信令流、數(shù)據(jù)流在各層之間傳送，要通過不同的信道來承載，各邏輯信道、物理信道對應關系如下所示：13LTE網(wǎng)絡基本架構—信道類型14LTE網(wǎng)絡中信息的傳輸是以幀來傳送的，對于TDD和FDD來說，幀的結(jié)構是不同的。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，如下圖所示：15對于TDD，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，總長度為1ms。16目錄17LET概述LET網(wǎng)絡基本架構LET參數(shù)介紹LET網(wǎng)絡業(yè)務流程Question&Answer0102030405LTE網(wǎng)絡參數(shù)介紹同其它網(wǎng)絡制式一樣，除用戶感知外，參數(shù)、指標也是反映網(wǎng)絡好壞的重要因素。由于參數(shù)較多，這里只簡單介紹LTE網(wǎng)絡的一些重點參數(shù)：18標識類參數(shù)幀及物理資源基本參數(shù)天線類參數(shù)小區(qū)選擇/重選類參數(shù)切換類參數(shù)其它參數(shù)LTE網(wǎng)絡標識類參數(shù)標識是網(wǎng)絡中識別用戶、小區(qū)等的參數(shù)，主要有：IMSI：國際移動用戶識別碼TAI：全球唯一跟蹤區(qū)標識ECGI：E-UTRAN全球小區(qū)識別碼GUTI：全球唯一臨時標識，在網(wǎng)絡中唯一標識UE，可以減少IMSI，IMEI等用戶私有參數(shù)暴露在網(wǎng)絡傳輸中19EARFCN：頻點號PCI：物理小區(qū)標識20參數(shù)解釋取值范圍EARFCNTD-LTE的頻點號，F(xiàn)DD的EARFCN從0~35999，TDD的EARFCN從36000~65531。

目前國內(nèi)使用的38頻段，EARFCN的起始值為37750，頻率的起始值為2.57GHz，每100kHz對應一個頻點號。比如2.6GHz，對應的EARFCN就是37750+300=38050。37750+（使用頻率-257O)/0.1

頻率單位MHzPCIPhysicalCellID，同一區(qū)域內(nèi)小區(qū)不能定義相同的值0～503對于TDD而言，涉及到的參數(shù)主要有子幀配置類型、特殊子幀配置、幀號、子幀號等，如下表所示：21參數(shù)解釋取值范圍SpecialSubFramePatterns特殊子幀類型(特殊子幀DwPTS,GP,UpPTS

的配比方式)0-8SubFrameAssignmentType上、下行子幀配置0～6FrameNumberLTE中用10bit承載SFN(systemframenumber)數(shù)據(jù)，在MIB中承載，在PBCH中傳輸。SFN位長為10bit，也就是取值從0-1023循環(huán)。0～1023SubFrameNumber1幀由10個子幀組成，取值0～90～9LTE網(wǎng)絡參數(shù)：RSRP/RSRQ/RSSIRSRP/RSRQ/RSSI是LTE中判定信號強度、信號質(zhì)量的三個參數(shù)。22參數(shù)解釋取值范圍RSRP(dBm)ReferenceSignalReceivingPower，是在某個Symbol內(nèi)承載ReferenceSignal的所有RE上接收到的信號功率的平均值取值-141~-40RSRQ(dB)ReferenceSignalReceivingQuality，是RSRP和RSSI的比值取值-40～-6RSSI(dBm)ReceivedSignalStrengthIndicator，是在這個Symbol內(nèi)接收到的所有信號（包括導頻信號和數(shù)據(jù)信號，鄰區(qū)干擾信號，噪音信號等）功率的平均值取值-125~0LTE網(wǎng)絡參數(shù)：TMmode多天線技術是LTE的關鍵技術之一，因此天線類的參數(shù)也是我們要特別關注的，這里我們只介紹一個最常用的參數(shù)——TMmode。23TMmodeTransmissionscheme解釋Release8TM1SAPort0SISO/SIMO單收單發(fā)TM2TxDiv發(fā)射分集，兩個天線所傳的東西都是一樣的，即一個codeword，保證傳輸質(zhì)量TM3OLSU-MIMO開環(huán)單用戶MIMOTM4CLSU-MIMO閉環(huán)單用戶MIMOTM5CLMU-MIMO多用戶MIMO，即用戶空分利用MIMOTM6CLRank=1SM(BF)

TM7SingleLayerBFPort5波束賦形Release9TM8SingleLayerBFPort7or8/DualLayerBFPort7and8天線陣列實現(xiàn)單層/雙層的雙流Release10TM9CLSU-MIMOPorts7-14(SU-MIMOorMU-MIMO)單用戶達到8層，多用戶到4層TM2模式下峰值速率可達41.4568Mbps，TM3模式則加倍，約為82Mbps。LTE網(wǎng)絡:小區(qū)選擇/重選類參數(shù)LTE重選中，由于網(wǎng)絡頻段的不同，分為同頻、異頻切換，另外，不同的頻段有不同的優(yōu)化級，又分為不同優(yōu)先級的切換。24參數(shù)解釋Q-offsetCell目標小區(qū)的偏移值(基于小區(qū)的偏移量)Q-offsetFreq基于頻率的偏移值(用于同等優(yōu)先級的異頻小區(qū))IntraFreqResection是否允許同頻小區(qū)重選CellReselectionPriority服務頻率在異頻小區(qū)重選的優(yōu)先級，在0到7之間取值，其中0代表優(yōu)先級最低ThresholdX-high目標小區(qū)的優(yōu)先級比當前服務小區(qū)的優(yōu)先級高，目標小區(qū)的測量門限ThresholdX-lowUE重選優(yōu)化維較低的小區(qū)時，目標小區(qū)的測量門限ThresholdServingLowUE在重選優(yōu)先級較低的小區(qū)時，服務小區(qū)的測量門限。

如果目標小區(qū)的優(yōu)先級比當前服務小區(qū)的低，那么只有服務小區(qū)的S值小于threshServingLow（在SIB3中定義），并且目標小區(qū)的S值大于門限參數(shù)threshXLow，而且持續(xù)的時間超過ReselectionTimer后，UE才會重選到目標小區(qū)25參數(shù)名稱取值含義TYPEINTRA/INTER/INTER-RAT（WCDMA/TD-SCDMA/GSM）切換類型，分為同頻切換(LTE同頻點切換)、異頻切換(LTE異頻點切換)及多網(wǎng)絡間切換(LTE與2/3G間的切換)MODENon-contention切換模式(指切換目標小區(qū)的隨機接入方式)，目前僅可判斷非競爭。NumberOfRA-Preambles0~64隨機接入前導數(shù)目，各廠家配置不同，目前諾西設備64指切入到競爭小區(qū)，40指切入到非競爭小區(qū)RA-PreambleIndex0~64只有在切入到非競爭小區(qū)時，才有值，在rach-configdedicated中(即非競爭小區(qū)配置專用rach)。TimeToTrigger(ms)640切換觸發(fā)時間，指目標小區(qū)在這一時間內(nèi)持續(xù)優(yōu)于服務小區(qū)才可進行切換，為了防止乒乓切換Eventa3切換事件，是通過UE的測量報告中上報的測量，通過measid對應到RRCConnectionReconfiguration信令中下發(fā)DCI：資源分配信息。HARQ信息、上行調(diào)度確認以及其他控制信息，根據(jù)承載信息的不同，可分為DCIFormat1/Format1A/Format2等。CQI：信道質(zhì)量指示。分為周期性的和非周期性的上報兩種，周期性的CQI上報通常是通過PUCCH來進行的，非周期的通過PUSCH來進行。調(diào)制信息：QPSK/16QAM/64QAM三種調(diào)試方式。HARQ：混合重傳類參數(shù)，包括初傳成功率、重傳率等。26目錄27LET概述LET網(wǎng)絡基本架構LET參數(shù)介紹LET網(wǎng)絡業(yè)務流程Question&Answer0102030405LTE網(wǎng)絡主要業(yè)務流程—系統(tǒng)廣播消息系統(tǒng)信息廣播的內(nèi)容被劃分為多個系統(tǒng)信息塊(SystemInformationBlocks,SIB)，系統(tǒng)廣播信息就被劃分為MIB(主信息塊)+severalSIBs。28SIB2SIB3SIB4SIB5SIB6SIB7SIB8SIB9SIB10SIB11MIBSIB1系統(tǒng)信息廣播（SystemInformationBroadcast）MIB在BCH上發(fā)送，MIB上傳輸幾個比較重要的系統(tǒng)信息參數(shù):1、下行鏈路系統(tǒng)帶寬；2、PHICH配置信息；3、系統(tǒng)幀號。SIBs包含了其它的必要信息，在DL-SCH上發(fā)送。其中SIB1上傳輸與評估一個UE是否被允許接入小區(qū)有關的信息以及其他系統(tǒng)信息的調(diào)度信息：1、小區(qū)接入相關信息；2、小區(qū)選擇信息；3、SIB調(diào)度信息；4、TDD參數(shù)配置等。29LTE網(wǎng)絡主要業(yè)務流程—系統(tǒng)廣播消息30SIB2SIB3SIB4SIB5SIB6SIB7SIB8SIB9SIB10SIB11小區(qū)無線配置，其它基本配置小區(qū)重選信息，主要關于服務小區(qū)頻內(nèi)鄰區(qū)列表，白/黑名單頻間鄰區(qū)列表UTRAN鄰區(qū)列表(W+TD)GSM鄰區(qū)列表CDMA2000鄰區(qū)列表HomeeNBIdentiferETWS通知ETWS信息，語音圖片UE發(fā)送附著消息給MME，進行網(wǎng)絡注冊，也就是網(wǎng)絡附著（networkattachment）鑒權MME發(fā)送創(chuàng)建默認承載消息給S-GWS-GW把創(chuàng)建默認承載消息轉(zhuǎn)發(fā)給P-GWPDN-GW為新的會話建立，向PCRF申請策略,然后安裝必要的過濾器（SDF）31UE附著到網(wǎng)絡、創(chuàng)建默認承載的過程中，PCRF扮演了顧問的角色，主要負責做出策略及計費判決。3233EPC支持兩種業(yè)務請求：UE發(fā)起的業(yè)務請求：UE發(fā)給MME，要求業(yè)務接入；網(wǎng)絡發(fā)起的業(yè)務請求：當PDN-GW接到DL數(shù)據(jù)包時，由網(wǎng)絡對注冊用戶發(fā)起業(yè)務請求。任一業(yè)務請求都可以觸發(fā)專用承載的建立（取決于業(yè)務請求的QoS）。343536對于處于空閑狀態(tài)的UE，當下行數(shù)據(jù)到達EPC時，數(shù)據(jù)終結(jié)在S-GW，S-GW發(fā)起尋呼：S-GW向MME發(fā)出下行數(shù)據(jù)通知(downlinkDatanotification)；S-GW開始緩存下行數(shù)據(jù)包；MME向UE注冊的TA列表內(nèi)的所有eNB發(fā)出尋呼消息，要求eNB在其覆蓋范圍內(nèi)尋呼UE；收到尋呼后，UE發(fā)起業(yè)務請求流程(UE-triggeredservice-requestprocedure)，重建無線承載和S1-U承載，S-GW開始清空緩存。373839目錄40LET概述LET網(wǎng)絡基本架構LET參數(shù)介紹LET網(wǎng)絡業(yè)務流程Question&Answer010203040541Question&AnswerLTE基本原理及系統(tǒng)構架課程內(nèi)容LTE概述LTE系統(tǒng)LTE主要技術特征無線資源管理移動性過程物理層過程LTE關鍵技術LTE基本原理及系統(tǒng)構架LTE主要技術需求和性能指標概括增強小區(qū)覆蓋峰值速率DL:100MbpsUL:50Mbps減少時延CP:100msUP:5ms更低的OPEX和CAPEX支持不同帶寬增強頻率效率LTE特征3GPP要求LTE支持的主要特性和性能指標如上圖所示。峰值數(shù)據(jù)速率下行鏈路的立即峰值數(shù)據(jù)速率在20MHz下行鏈路頻譜分配的條件下，可以達到100Mbps（5bps/Hz）（網(wǎng)絡側(cè)2發(fā)射天線，UE側(cè)2接收天線條件下）；上行鏈路的立即峰值數(shù)據(jù)速率在20MHz上行鏈路頻譜分配的條件下，可以達到50Mbps（2.5bps/Hz）（UE側(cè)一發(fā)射天線情況下）?？刂泼嫜舆t時間與控制面容量從駐留狀態(tài)到激活狀態(tài)，也就是類似于從Release6的空閑模式到CELL_DCH狀態(tài)，控制面的傳輸延遲時間小于100ms，這個時間不包括尋呼延遲時間和NAS延遲時間；從睡眠狀態(tài)到激活狀態(tài)，也就是類似于從Release6的CELL_PCH狀態(tài)到Release6的CELL_DCH裝態(tài)，控制面?zhèn)鬏斞舆t時間小于50ms。

頻譜分配是5MHz的情況下，每小區(qū)至少支持200個用戶處于激活狀態(tài)。

用戶面延遲時間及用戶面流量空載條件即單用戶單個數(shù)據(jù)流情況下，小的IP包傳輸時間延遲小于5ms。下行鏈路：與Release6HSDPA的用戶面流量相比，每MHz的下行鏈路平均用戶流量要提升3到4倍。此時HSDPA是指1發(fā)1收，而LTE是2發(fā)2收。上行鏈路：與Release6增強的上行鏈路用戶流量相比，每MHz的上行鏈路平均用戶流量要提升2到3倍。此時增強的上行鏈路UE側(cè)是一發(fā)一收，LTE是1發(fā)2收。頻譜效率下行鏈路：在滿負荷的網(wǎng)絡中，LTE頻譜效率（用每站址、每Hz、每秒的比特數(shù)衡量）的目標是Release6HSDPA的3到4倍。上行鏈路：在滿負荷的網(wǎng)絡中，LTE頻譜效率（用每站址、每Hz、每秒的比特數(shù)衡量）的目標是Release6增強上行鏈路的2到3倍。移動性E-UTRAN可以優(yōu)化15km/h以及以下速率的低移動速率時移動用戶的系統(tǒng)特性。能為15-120km/h的移動用戶提供高性能的服務?？梢灾С址涓C網(wǎng)絡之間以120-350km/h（甚至在某些頻帶下，可以達到500km/h）速率移動的移動用戶的服務。對高于350km/h的情況，系統(tǒng)要能盡量實現(xiàn)保持用戶不掉網(wǎng)。覆蓋（小區(qū)邊界比特速率）吞吐量、頻譜效率和LTE要求的移動性指標在5公里半徑覆蓋的小區(qū)內(nèi)將得到充分保證，當小區(qū)半徑增大到30公里時，只對以上指標帶來輕微的弱化。同時需要支持小區(qū)覆蓋在100公里以上的移動用戶業(yè)務。多媒體廣播多播業(yè)務(MBMS)與單播業(yè)務比較，可以使用同樣的調(diào)制、編碼和多址接入方法和用戶帶寬，同時可以降低終端復雜性?？梢酝瑫r提供專用語音業(yè)務和MBMS業(yè)務給用戶?？衫贸蓪蚍浅蓪Φ念l譜分配。進一步增強MBMS功能，支持專用載波的MBMS業(yè)務。多帶寬支持E-UTRA可以應用不同大小的頻譜分配，上下行鏈路上，可以包括有1.25MHz、1.6MHz、2.5MHz、5MHz、10MHz、15MHz以及20MHz。支持成對或非成對的頻譜分配情況。

與已有3GPP無線接入技術的共存和交互盡量保持和3GPPRelease6的兼容，但是要注重平衡整個系統(tǒng)的性能和容量?？山邮艿南到y(tǒng)和終端的復雜性、價格和功率消耗；降低空中接口和網(wǎng)絡架構的成本。在Release6中使用CS域支持的一些實時業(yè)務，如語音業(yè)務，在LTE里應該能在PS域里實現(xiàn)（整個速度區(qū)間），且質(zhì)量不能下降。E-UTRAN和UTRAN（或者GERAN）之間實時業(yè)務在切換時，中斷時間不超過300ms。其他性能指標無線資源管理需求增強的支持端到端服務質(zhì)量。有效支持高層傳輸。支持負荷共享和不同無線接入技術之間的策略管理。減小CAPEX和OPEX體系結(jié)構的扁平化和中間結(jié)點的減少使得設備成本和維護成本得以顯著降低。E-UTRAN物理層技術特征傳輸信道的下行鏈路物理層處理包括以下步驟：CRC插入、信道編碼、HARQ、信道交織、加擾、調(diào)制和層間映射與預編碼以及映射到指定資源和天線口等功能。PDSCH和PUSCH都基本采用24bit的CRC。支持三種調(diào)制方式QPSK、16QAM和64QAM。下行鏈路的物理層過程有鏈路自適應（AMC，Linkadaptation）、功率控制和小區(qū)搜索；上行鏈路的物理層過程有鏈路自適應、功率控制和上行鏈路的定時控制。信道類型和映射關系LTE的信道類型和映射關系從傳輸信道的設計方面來看，LTE的信道數(shù)量將比WCDMA系統(tǒng)有所減少。最大的變化是將取消專用信道，在上行和下行都采用共享信道（SCH）。LTE的邏輯信道可以分為控制信道和業(yè)務信道兩類來描述，控制信道包括有廣播控制信道BCCH、尋呼控制信道PCCH、公共控制信道CCCH、多播控制信道MCCH和專用控制信道DCCH幾類；業(yè)務信道分為專用業(yè)務信道DTCH和多播業(yè)務信道MTCH兩類。LTE的傳輸信道按照上下行區(qū)分，下行傳輸信道有尋呼信道PCH、廣播信道BCH、多播信道MCH和下行鏈路共享信道DL-SCH，上行傳輸信道有隨機接入信道RACH和上行鏈路共享信道UL-SCH。LTE的物理信道按照上下行區(qū)分，下行物理信道有公共控制物理信道CCPCH、物理數(shù)據(jù)共享信道PDSCH和物理數(shù)據(jù)控制信道PDCCH，上行物理信道有物理隨機接入信道PRACH、物理上行控制信道PUCCH、物理上行共享信道PUSCH。下行傳輸信道和物理信道的映射上行傳輸信道和物理信道的映射下行邏輯信道和傳輸信道的映射上行邏輯信道和傳輸信道的映射各類信道的物理層模型下邊幾個圖形分別描述各類信道的物理層模型。下圖中NodeB在LTE中稱為E-NodeB或eNB。DL-SCH物理層模型

BCH物理層模型PCH物理層模型MCH物理層模型

UL-SCH物理層模型LTE基本原理及系統(tǒng)構架課程內(nèi)容LTE概述LTE系統(tǒng)LTE主要技術特征無線資源管理移動性過程物理層過程LTE關鍵技術LTE基本原理及系統(tǒng)構架無線承載控制RBCRBC功能體位于eNB，主要用于建立維護和釋放無線承載包括配置與其關聯(lián)的無線資源。當為一個業(yè)務建立一個無線承載時，無線承載控制要考慮E-UTRAN整體資源狀況、正在進行的會話的QOS需求和新業(yè)務的QOS需求。

RBC也需要考慮維護正在會話中的無線承載由于移動性或其他原因而改變無線資源環(huán)境時的處理。RBC同時需要考慮關聯(lián)無線承載在會話終止、切換或其他場景時，釋放無線資源的處理。

無線接納控制RACRAC功能體位于eNB，主要任務是接納或拒絕新的無線承載的建立請求。RAC需要考慮E-UTRAN的整體資源狀況、QOS需求、優(yōu)先級以及正在進行的會話所提供的QOS和新無線承載請求的QOS需求。RAC的目標是確保更好的利用無線資源（只要在無線資源可用時，即可接納無線承載請求），同時要保證正在進行的會話的服務質(zhì)量（如果影響到正在進行的會話，則拒絕無線承載請求）。連接移動性控制CMC連接移動性控制功能位于eNB，主要用于管理在空閑模式或激活模式移動性時連接的無線資源。在空閑模式，小區(qū)選擇算法通過設置參數(shù)來控制（門限和滯后參數(shù)值），定義最好小區(qū)或決定UE開始選擇一個新小區(qū)的時間。同樣，E-UTRAN的廣播參數(shù)配置UE在激活模式下的測量和報告過程，需要支持無線連接的移動性。切換的決策可以通過UE或者是eNB的測量來作為依據(jù)。此外，切換決策也可以采用其他的輸入，例如鄰區(qū)的負荷、業(yè)務流的屬性、傳輸和硬件資源以及其他運營商定義的策略等。分組調(diào)度PS-動態(tài)資源分配DRA動態(tài)資源分配功能體位于eNB，動態(tài)資源分配或分組調(diào)度用于給用戶和控制面包分配資源，或取消分配資源，也包括對資源塊的緩沖和處理資源。動態(tài)資源分配包括幾個子任務，包括選擇要被調(diào)度的無線承載和管理必須的資源。分組調(diào)度典型的功能是考慮與無線承載關聯(lián)的QOS需求、UE的信道質(zhì)量信息、緩存狀態(tài)以及干擾條件等。動態(tài)資源分配也需要在小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)時，考慮限制或選擇一些可用的資源塊。小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)ICIC小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)功能位于eNB，ICIC用于管理無線資源特別是無線資源塊，以便于小區(qū)間的干擾可以被控制。本質(zhì)上ICIC是一個多小區(qū)的無線資源管理功能，所以需要考慮來自多個小區(qū)的信息，例如資源使用狀態(tài)和業(yè)務負荷情況。上行鏈路和下行鏈路的首選ICIC方法應不同。負載均衡LB負荷均衡功能位于eNB，負責處理多個小區(qū)上業(yè)務負荷的不均勻分布。負荷均衡的目的是影響負荷的分布，以使得高效的利用無線資源、保證用戶業(yè)務QOS以及降低掉話率。負荷均衡算法可能觸發(fā)切換或者小區(qū)重選的決策，以用于重新分配業(yè)務流，把高負荷小區(qū)的業(yè)務流分配到衛(wèi)充分利用的小區(qū)上。RAT間的無線資源管理無線接入技術間的無線資源管理主要用于管理無線接入技術間移動，特別是無線接入技術間切換時連接的無線資源。在無線接入技術間切換時，切換決策需要考慮所涉及的無線接入技術的資源狀況、以及UE的能力和運營商策略等。LTE基本原理及系統(tǒng)構架課程內(nèi)容LTE概述LTE系統(tǒng)LTE主要技術特征無線資源管理移動性過程物理層過程LTE關鍵技術LTE基本原理及系統(tǒng)構架移動性過程E-UTRAN內(nèi)部的移動性過程E-UTRAN內(nèi)部的移動性過程包括小區(qū)選擇過程、小區(qū)重選過程、切換、數(shù)據(jù)前向、無線鏈路失敗以及無線接入網(wǎng)共享等。待五月3GPP會議后補充內(nèi)容。RAT間切換待3GPP會議確定后補充內(nèi)容。隨機接入隨機接入過程分為兩類：非同步隨機接入和同步隨機接入。非同步隨機接入是在UE還未獲得上行時間同步或喪失同步時，用于NodeB估計、調(diào)整UE上行發(fā)射時鐘的過程。這個過程也同時用于UE向NodeB請求資源分配上行接入信道基本帶寬為1.25MHz，但也可能采用更寬的帶寬或多個1.25MHz信道。目前LTE正在考慮兩種非同步隨機接入方法。第一種接入過程為：UE一次性發(fā)送用于同步和資源請求的Preamble，NodeB也一次性反饋時鐘信息和資源分配信息；第2種接入過程為：UE先發(fā)送用于同步的Preamble，NodeB反饋時鐘信息和可供UE發(fā)送資源請求信息的資源。而后UE再使用NodeB分配的資源在共享信道或隨機接入信道（對基于LCR-TDD的TDDLTE系統(tǒng)）發(fā)送資源請求，然后NodeB再反饋數(shù)據(jù)發(fā)送資源分配。RACH的發(fā)送將采用開環(huán)功率控制技術，也就是說，系統(tǒng)會根據(jù)需要調(diào)整每次RACH信號的發(fā)射功率。FDD系統(tǒng)的開環(huán)功控將采用可變步長的功率漸增（Powerramping）方法，而TDD系統(tǒng)的開環(huán)功控可以針對每次RACH發(fā)送獨立的調(diào)整發(fā)射功率。隨機接入同步隨機接入用于在UE已經(jīng)取得并保持著和NodeB的同步時進行隨機接入。同步隨機接入的目的主要是請求資源分配。上行接入的最小帶寬等于資源分配的基本單位（即375kHz），但也可能采用更寬的帶寬或多個1.25MHz信道。RACH信號的長度可以根據(jù)不同的小區(qū)大小進行調(diào)整（靜態(tài)、半靜態(tài)或動態(tài)），以在開銷、延遲和覆蓋之間取得最佳的折衷。兩種過程的處理基本相同，只是同步隨機接入省去了同步的過程。課程內(nèi)容LTE概述LTE系統(tǒng)LTE主要技術特征無線資源管理移動性過程物理層過程LTE關鍵技術LTE基本原理及系統(tǒng)構架調(diào)度下行鏈路的調(diào)度：NodeB的調(diào)度程序(對于單播傳輸)動態(tài)控制，在給定時間，時間和頻率資源分配給某一用戶。下行鏈路控制信令通知UE分配給其的資源和對應的傳輸格式。調(diào)度程序可以同時從可用的方法中選擇最好的復接策略。上行鏈路的調(diào)度：上行鏈路可以允許NodeB控制的調(diào)度和基于競爭的接入。鏈路自適應下行鏈路自適應的核心技術是自適應調(diào)制和編碼（AMC）。采用RB-commonAMC。也就是說，對于一個用戶的一個數(shù)據(jù)流，在一個TTI內(nèi)，一個層2的PDU只采用一種調(diào)制編碼組合（但在MIMO的不同流之間可以采用不同的AMC組合）。編碼和調(diào)制的完整過程參見右圖所示來描述。鏈路自適應上行鏈路自適應比下行包含更多的內(nèi)容，除了AMC外，還包括傳輸帶寬的自適應調(diào)整和發(fā)射功率的自適應調(diào)整。上行鏈路自適應用于在系統(tǒng)吞吐量最大時，保證每個UE請求的最小傳輸性能，例如用戶數(shù)據(jù)速率、包丟失率、延遲時間等。UE發(fā)射帶寬的調(diào)整主要基于平均信道條件（如路損和陰影）、UE能力和要求的數(shù)據(jù)率。該調(diào)整是否也基于快衰落和頻域調(diào)度，有待于進一步研究。小區(qū)搜索可用于小區(qū)搜索的信道包括同步信道（SCH）和廣播信道（BCH），SCH用來取得下行系統(tǒng)時鐘和頻率同步，而BCH則用來取得小區(qū)的特定信息。另外，參考信號也可能被用于一部分小區(qū)搜索過程?？偟膩碚f，UE在小區(qū)搜索過程中需要獲得的信息包括：符號時鐘和頻率信息、小區(qū)帶寬、小區(qū)ID、幀時鐘信息、小區(qū)多天線配置、BCH帶寬以及SCH和BCH所在的子幀的CP長度。小區(qū)干擾抑制采用小區(qū)干擾抑制技術提高小區(qū)邊緣的數(shù)據(jù)率和系統(tǒng)容量等。下行方向的干擾抑制有三類，這三類技術在小區(qū)間的干擾抑制執(zhí)行時并不互斥：隨機的小區(qū)間干擾、小區(qū)間干擾取消、小區(qū)間干擾調(diào)和與避免。上行方向的干擾抑制方法有四種方式：協(xié)調(diào)和避免（例如通過時頻資源的分片和重用）、隨機的小區(qū)間干擾、小區(qū)間干擾取消和功率控制。此外在基站側(cè)采用波束成形天線的解決方法也是一種通常采用的下行鏈路小區(qū)間干擾抑制的方法。LTE基本原理及系統(tǒng)構架課程內(nèi)容LTE概述LTE系統(tǒng)LTE主要技術特征無線資源管理移動性過程物理層過程LTE關鍵技術LTE基本原理及系統(tǒng)構架物理層多址方式LTE的下行采用OFDM技術提供增強的頻譜效率和能力，上行基于SC-FDMA（單載波頻分多址接入）。OFDM和SC-FDMA的子載波寬度確定為15kHz，采用該參數(shù)值，可以兼顧系統(tǒng)效率和移動性。LTE上行采用的SC-FDMA具體采用DFT-S-OFDM技術來實現(xiàn)，該技術是在OFDM的IFFT調(diào)制之前對信號進行DFT擴展，這樣系統(tǒng)發(fā)射的是時域信號，從而可以避免OFDM系統(tǒng)發(fā)送頻域信號帶來的PAPR問題。宏分集（軟切換）網(wǎng)絡扁平化的構架決定暫不考慮宏分集。不支持軟切換方式。下行宏分集只是在提供多小區(qū)廣播（broadcast）業(yè)務時，由于放松了對頻譜效率的要求，可以通過采用較大的循環(huán)前綴（CP），解決小區(qū)之間的同步問題，從而可能采用下行宏分集。而對于單播業(yè)務不考慮宏分集。調(diào)制和編碼調(diào)制：上行鏈路與下行鏈路都支持QPSK、16QAM和64QAM.三種調(diào)制技術編碼：LTE主要考慮Turbo碼，但也正在考慮其他編碼方式，如LDPC碼等。雙工方式LTE支持FDD、TDD兩種雙工方式。多天線技術多天線技術是指采用下行MIMO和發(fā)射分集的技術。LTE最基本的多天線技術配置是下行采用雙發(fā)雙收的2*2天線配置，上行采用單發(fā)雙收的1*2天線配置，現(xiàn)階段考慮的最高要求是下行鏈路MIMO和天線分集支持四發(fā)四收的4*4的天線配置或者四發(fā)雙收的4*2天線配置?？紤]的MIMO技術包括空間復用（SM）、空分多址（SDMA）、預編碼（Pre-coding）、秩自適應（Rankadaptation）、以及開環(huán)發(fā)射分集（STTD，主要用于控制信令的傳輸）。具體的技術仍在選擇中尚未最終確定。如果所有空分復用（SDM）數(shù)據(jù)流都用于一個UE，則稱為單用戶（SU）MIMO，如果將多個SDM數(shù)據(jù)流用于多個UE，則稱為多用戶（MU）MIMO。小區(qū)側(cè)的多發(fā)射天線的操作模式，即為MIMO模式，是指空間復用、波束成型、單數(shù)據(jù)流發(fā)射分集模式。MIMO模式受限于UE的能力，例如接收天線的個數(shù)。系統(tǒng)參數(shù)設定方法為了減小信令開銷并提高傳輸效率，3GPP把傳輸時間間隔（TTI）一般規(guī)定為1ms。LTE要求單向傳輸延遲小于5ms，這就要求系統(tǒng)采用很小的最小交織長度TTI。通常建議采用0.5ms的子幀長度，此時一個TTI包含兩個子幀。對于TDD技術，由于0.5ms的子幀長度與UMTS中TDD技術的時隙長度不匹配，進而造成TD-SCDMA系統(tǒng)與LTE的TDD系統(tǒng)難以鄰頻共址而共存。所以定義基本的子幀長度為0.5ms，考慮與低碼速率的TDD（LCR-TDD，即TD-SCDMA）系統(tǒng)兼容時可以采用0.675ms的子幀長度。系統(tǒng)可以動態(tài)調(diào)整TTI，以在支持其他業(yè)務時，可以避免由于不必要的IP包分割造成額外的延遲與信令開銷。上、下行系統(tǒng)分別將頻率資源分為若干資源單元（RU）和物理資源塊（PRB），RU和PRB分別是上、下行資源的最小分配單位，大小同為25個子載波，由于一個子載波寬度為15kHz，所以共375kHz。下行用戶的數(shù)據(jù)以虛擬資源塊（VRB）的形式發(fā)送，VRB可以采用集中（localized）或分散（distributed）方式映射到PRB上。集中方式即占用若干相鄰的PRB，這種方式下，系統(tǒng)可以通過頻域調(diào)度獲得多用戶增益。分布方式即占用若干分散的PRB，這種方式下，系統(tǒng)可以獲得頻率分集增益。上行RU可以分為LocalizedRU（LRU）和DistributedRU（DRU），LRU包含一組相鄰的子載波，DRU包含一組分散的子載波。為了保持單載波信號格式，如果一個UE占用多個LRU，這些LRU必須相鄰；如果占用多個DRU，所有子載波必須等間隔。導頻結(jié)構參考信號（即，導頻）設計分為上行和下行導頻設計兩類。下行導頻設計：下行導頻格式如下圖所示，系統(tǒng)采用TDM（時分復用）的導頻插入方式。每個子幀可以插入兩個導頻符號，第1和第2導頻分別在第1和倒數(shù)第3個符號。導頻的頻域密度為6個子載波，第1和第2導頻在頻域上交錯放置。采用MIMO時須支持至少4個正交導頻（以支持4天線發(fā)送），但對智能天線例外。在一個小區(qū)內(nèi)，多天線之間主要采用FDM（頻分復用）方式的正交導頻。在不同的小區(qū)之間，正交導頻在碼域?qū)崿F(xiàn)（CDM）。對多小區(qū)MBMS系統(tǒng)，可以考慮采用兩種參考符號結(jié)構：各小區(qū)相同的（cell-common）的參考符號和各小區(qū)不同的（cell-specific）參考符號。目前假設cell-common結(jié)構為基本結(jié)構，是否支持cell-specific參考符號還有待于進一步研究。上行導頻設計：上行參考符號位于兩個SC-FDMA短塊中，用于NodeB的信道估計和信道質(zhì)量（CQI）估計。參考符號的設計需要滿足兩種SC-FDMA傳輸：集中式（Localized）SC-FDMA和分布式（Distributed）SC-FDMA的需要。由于SC-FDMA短塊的長度僅為長塊的一半，SC-FDMA參考符號的子載波寬度為數(shù)據(jù)子載波寬度的2倍。與下行相似，上行參考符號也可能采用正交設計，以支持多個MIMO天線之間、多個UE之間的參考符號區(qū)分。上行正交參考符號也可以用FDM、TDM、CDM或上述方法的混合方法實現(xiàn)。其中CDM方法通過一個CAZAC序列的不同循環(huán)位移樣本實現(xiàn)。針對用于信道估計的參考符號，首先考慮不同UE的參考符號之間將采用FDM方式區(qū)分。參考符號可能采用集中式發(fā)送（只對集中式SC-FDMA情況），也可能采用分散式發(fā)送。在采用分散式發(fā)送時，如果SB1和SB2都用于發(fā)送參考符號，SB1和SB2中的參考符號將交錯放置，以獲得更佳的頻域密度。對分布式SC-FDMA情況，也可以考慮采用TDM和CDM方式對不同UE的參考符號進行復用。特別對于一個NodeB內(nèi)的多個UE，將采用分布式FDM和CDM的方式。多天線UE情況下的上行參考符號結(jié)構尚有待于進一步研究。為了滿足頻域調(diào)度的需要，可能需要對整個帶寬進行信道質(zhì)量估計，因此即使數(shù)據(jù)采用本集中式發(fā)送，用于信道質(zhì)量估計的參考符號也需要在更寬的帶寬內(nèi)進行分布式發(fā)送。不同UE的參考符號可以采用分布式FDM或CDM（也基于CAZAC序列）復用在一起。混合自動重傳（HARQ）和自動重傳（ARQ）上下行都采用增量冗余HARQ方式。相位合并也是一種特定的增量冗余情況所以也支持。MAC子層上的HARQ有以下特性：使用N個過程的停-等HARQ方式；HARQ基于應答ACK/無應答NACK方式；下行鏈路上，支持自適應傳輸參數(shù)的異步再傳，也會考慮其他優(yōu)化方式；上行鏈路上，HARQ基于同步再傳，正在考慮是否在再傳時應用資源分配和調(diào)制編碼等技術。RLC子層上的ARQ有以下特性：采用ARQ再傳得是RLC的PDU還是SDU，還處于研究階段，尚未確定；ARQ再傳是基于RLC的狀態(tài)報告以及HARQ和ARQ的交互作用。ATC系統(tǒng)概述課程內(nèi)容LTE概述LTE系統(tǒng)LTE主要技術特征無線資源管理移動性過程物理層過程LTE關鍵技術LTE基本原理及系統(tǒng)構架背景介紹無線通訊從2G、3G到3.9G發(fā)展過程，是從移動的語音業(yè)務到高速業(yè)務發(fā)展的過程。目前可提供應用的是3.5G，以WCDMA系統(tǒng)來說，可以提供R5商用版本和R6試驗系統(tǒng)；背景介紹3GPP組織正在完善R7和R8的HSPA+和LTE標準，預計2007年凍結(jié)R7，2008年凍結(jié)R8。無線技術的發(fā)展更加注重運營商的需求—NGMN組織提出系統(tǒng)的發(fā)展目標。LTE簡介和標準進展3GPP于2004年12月開始LTE相關的標準工作，LTE是關于UTRAN和UTRA改進的項目，LTE的研究工作按照3GPP的工作流程分為兩個階段：SI（StudyItem，技術可行性研究階段）和WI（WorkItem，具體技術規(guī)范的撰寫階段）。LTE簡介和標準進展3GPP從2004年底開始LTE相關工作，3GPP計劃從2005年3月開始，到2006年6月結(jié)束的SI，最終推遲到2006年9月結(jié)束SI階段工作；3GPP從2006年6月開始WI階段的工作，計劃2007年3月完成WI的Stage2階段協(xié)議工作，2007年9月完成Stage3階段的協(xié)議工作并結(jié)束WI；3GPP計劃2008年3月完成測試規(guī)范方面的協(xié)議制定工作。從LTE標準發(fā)展時間可以預計2009~2010年左右可以開始LTE的商用。成熟的大規(guī)模商用預計開始于2011年之后?！璍TE簡介和標準進展LTE與現(xiàn)有3GPP的R6、R7系統(tǒng)結(jié)構上有很大不同，E-UTRAN在整個體系上趨于扁平化，減少了中間節(jié)點數(shù)量。這種系統(tǒng)結(jié)構和體系的改變使得LTE較現(xiàn)有UTRAN結(jié)構接口減少同時降低了成本，并且更易于對設備進行維護管理；在性能上便于減少數(shù)據(jù)傳輸延遲的實現(xiàn)。LTE主要實現(xiàn)的目的是提供用戶：更高的數(shù)據(jù)速率、更高的小區(qū)容量、更低的延遲時間、降低用戶以及運營商的成本。LTE簡介和標準進展3GPP在Stage1和Stage2階段的工作和技術報告匯總圖如上所示?，F(xiàn)階段已經(jīng)進行的Stage3在3GPP的36系列協(xié)議中描述，36.300是E-UTRAN的總體介紹。其他Stage3的標準正在制定中，可參見36系列的所有協(xié)議。LTE基本原理及系統(tǒng)構架課程內(nèi)容LTE概述LTE系統(tǒng)LTE主要技術特征無線資源管理移動性過程物理層過程LTE關鍵技術LTE基本原理及系統(tǒng)構架LTE系統(tǒng)架構LTE體系結(jié)構可以借助SAE體系結(jié)構來做詳細描述。在SAE體系結(jié)構中，RNC部分功能、GGSN、SGSN節(jié)點將被融合為一個新的節(jié)點,即分組核心網(wǎng)演進EPC部分。這個新節(jié)點具有GGSN、SGSN節(jié)點和RNC的部分功能，如下圖所示由MME和SAEgateway兩實體來分別完成EPC的控制面和用戶面功能。LTE網(wǎng)絡結(jié)構

SGi

S4

S3

S1-MME

PCRFS7

S6a

HSSS10

UEGERAN

UTRAN

SGSN

LTE-Uu

”

E-UTRAN

MMES11

S5

ServingGateway

PDN

Gateway

S1-U

Operator'sIPServices(e.g.IMS,PSSetc.)Rx+

MME功能

NAS信令以及安全性功能

3GPP接入網(wǎng)絡移動性導致的CN節(jié)點間信令空閑模式下UE跟蹤和可達性漫游鑒權承載管理功能（包括專用承載的建立）

ServingGW

支持UE的移動性切換用戶面數(shù)據(jù)的功能

E-UTRAN空閑模式下行分組數(shù)據(jù)緩存和尋呼支持

在新的LTE框架中，原先的Iu,將被新的接口S1替換。Iub和Iur將被X2

替換LTE網(wǎng)絡結(jié)構LTE網(wǎng)絡結(jié)構LTE相關的節(jié)點接口S1-MMEE-UTRAN和MME之間的控制面協(xié)議參考點S1-UE-UTRAN和發(fā)Serving-GW之間的接口每個承載的用戶面隧道和eNodeB間路徑切換（切換過程中）X2eNodeB之間的接口，類似于現(xiàn)有3GPP的Iur接口LTE-Uu無線接口，類似于現(xiàn)有3GPP的Uu接口在LTE系統(tǒng)架構中，RAN將演進成E-UTRAN,且只有一個結(jié)點：eNodeB。MME/S-GWMME/S-GWeNodeBeNodeBeNodeBS1EPCE-UTRANX2X2X2EPSLTE網(wǎng)絡結(jié)構

eNodeB功能

eNodeB具有現(xiàn)有3GPPR5/R6/R7的NodeB功能和大部分的RNC功能，包括物理層功能（HARQ等），MAC，RRC，調(diào)度，無線接入控制，移動性管理等等。RNCNodeBLTE網(wǎng)絡結(jié)構eNodeBLTE網(wǎng)絡