《移動通信技術(shù)及應(yīng)用（第二版）》 課件 第4章 第四代移動通信系統(tǒng)4G(LTE)技術(shù)設(shè)備

第4章第四代移動通信系統(tǒng)4G(LTE)技術(shù)設(shè)備

《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》【本章導(dǎo)讀】第四代移動通訊技術(shù)(簡稱4G)由于連接傳輸速率大幅提高，從而能引入高質(zhì)量的視頻通信，將廣泛地應(yīng)用于人們生活和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的方方面面。LTE（LongTermEvolution)是由3GPP（The3rdGenerationPartnershipProject，第三代合作伙伴計劃）組織制定的UMTS（UniversalMobileTelecommunicationsSystem，通用移動通信系統(tǒng)）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的長期演進(jìn)，于2004年12月在3GPP多倫多TSGRAN#26會議上正式立項并啟動。2013年12月，中國正式向三大運(yùn)營商發(fā)放TD-LTE牌照，開啟我國LTE網(wǎng)絡(luò)技術(shù)運(yùn)用序幕。本章首先介紹了4G的國際標(biāo)準(zhǔn)及國內(nèi)牌照，然后介紹了LTE網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)與基本結(jié)構(gòu)；對LTE物理層方面的系統(tǒng)設(shè)計及物理流程進(jìn)行了詳細(xì)說明；對LTE的空中接口協(xié)議、終端切換過程和安全行架構(gòu)做了詳細(xì)的概述；分析了LTE網(wǎng)絡(luò)中OFDM和MIMO這兩關(guān)鍵技術(shù)的運(yùn)用；最后介紹了4G(LTE)設(shè)備EMB5116TD-LTE?！颈菊乱c(diǎn)】LTE網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)基本結(jié)構(gòu)；LTE物理層方面的系統(tǒng)設(shè)計及物理流程；LTE的空中接口協(xié)議；LTE網(wǎng)絡(luò)中的OFDM技術(shù)和MIMO技術(shù)4G(LTE)設(shè)備EMB5116TD-LTE。4.5《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》4.2LTE系統(tǒng)物理層4.1LTE系統(tǒng)概述及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)4.3LTE的空中接口協(xié)議4.44G的關(guān)鍵技術(shù)4G(LTE)設(shè)備簡介《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》4.1LTE系統(tǒng)概述及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)4.1.14G的國際標(biāo)準(zhǔn)及國內(nèi)牌照4G的國際標(biāo)準(zhǔn)2012年1月18日下午5時，ITU(國際電聯(lián))在2012年無線電通信全會全體會議上，正式審議通過將LTE-Advanced和WirelessMAN-Advanced(802.16m)技術(shù)規(guī)范確立為IMT-Advanced(俗稱“4G”)國際標(biāo)準(zhǔn)，中國主導(dǎo)制定的TD-LTE-Advanced和FDD-LTE-Advance同時并列成為4G國際標(biāo)準(zhǔn)。此后，ITU(國際電聯(lián))又將WiMax、HSPA+、LTE正式納入到4G標(biāo)準(zhǔn)里，加上LTE-Advanced和WirelessMAN-Advanced這兩種標(biāo)準(zhǔn)，4G標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)達(dá)到了5種。截止到2013年12月份LTE已然成為4G全球標(biāo)準(zhǔn)，包括FDD-LTE和TD-LTE兩種制式。13年3月，全球67個國家已部署163張LTE商用網(wǎng)絡(luò)，其中154張F(tuán)DD-LTE商用網(wǎng)絡(luò)，15張TD-LTE商用網(wǎng)絡(luò)，6家運(yùn)營商部署雙模網(wǎng)絡(luò)。1《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》2013年12月4日下午，工業(yè)和信息化部（以下簡稱“工信部”）向中國移動、中國電信、中國聯(lián)通正式發(fā)放了第四代移動通信業(yè)務(wù)牌照（即4G牌照），中國移動、中國電信、中國聯(lián)通三家均獲得TD-LTE牌照，此舉標(biāo)志著中國電信產(chǎn)業(yè)正式進(jìn)入了4G時代。有關(guān)部門對TD-LTE頻譜規(guī)劃使用做了詳細(xì)說明：中國移動：獲得130MHz頻譜資源，分別為1880-1900MHz、2320-2370MHz、2575-2635MHz；中國聯(lián)通：獲得40MHz頻譜資源，分別為2300-2320MHz、2555-2575MHz；中國電信：獲得40MHz頻譜資源，分別為2370-2390MHz、2635-2655MHz。而2014年年中，工信部給電信和聯(lián)通兩家運(yùn)營商分配了FDD-LTE的試商用頻譜。其中聯(lián)通使用1755-1765MHz(上行)1850-1860MHz(下行)，電信使用1765-1780MHz(上行)1860-1875MHz(下行)。2015年2月27日，工信部向中國電信和中國聯(lián)通發(fā)放了“LTE/第四代數(shù)字蜂窩移動通信業(yè)務(wù)(LTEFDD)”經(jīng)營許可(FDD牌照)。中國移動雖然也提出了申請，但此次未能獲得FDD牌照。2.國內(nèi)牌照4.1LTE系統(tǒng)概述及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》4.1LTE系統(tǒng)概述及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)4.1.24G系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)3GPPLTE的主要性能目標(biāo)如下：支持帶寬：1.25MHz-20MHz峰值速率（帶寬20MHZ）：下行100Mbps，上行50Mbps；接入時延：控制面從駐留到激活的遷移時延小于100ms，從睡眠到激活的遷移時延小于50ms，用戶面時延小于10ms；移動服務(wù)：能為350KM/H高速移動用戶提供>100kbps的接入速率；頻譜效率:：下行3-4倍于HSDPA,上行2-3倍于HSUPA；無線寬帶靈活配置：支持1.4MHZ、3MHZ、5MHZ、10MHZ、15MHZ、20MHZ；支持inter-rat移動性，例如GSM/WCDMA/HSPA；取消CS域，CS域業(yè)務(wù)由PS域?qū)崿F(xiàn)，如VOIP；

支持100Km半徑的小區(qū)覆蓋；1《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》4.1LTE系統(tǒng)概述及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)4.1.34G系統(tǒng)的特點(diǎn)（1）通信速度快，可達(dá)到20Mbps，甚至最高可以達(dá)到高達(dá)100Mbps，這種速度會相當(dāng)于2009年最新手機(jī)的傳輸速度的1萬倍左右，第三代手機(jī)傳輸速度的50倍。（2）通信靈活，可以隨時隨地通信，更可以雙向下載傳遞資料、圖畫、影像甚至網(wǎng)上聯(lián)線對打游戲。（3）智能性能高,終端設(shè)備的設(shè)計和操作具有智能化,可以實(shí)現(xiàn)許多難以想象的功能。（4）兼容性好，具備全球漫游，接口開放，能跟多種網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，終端多樣化以及能從第二代平穩(wěn)過渡等特點(diǎn)。（5）提供增值服務(wù)，可以實(shí)現(xiàn)例如無線區(qū)域環(huán)路(WLL)、數(shù)字音訊廣播(DAB)等方面的無線通信增值服務(wù)（6）高質(zhì)量通信，可以容納市場龐大的用戶數(shù)、改善現(xiàn)有通信品質(zhì)不良。

（7）頻率效率高，由于引入許多功能強(qiáng)大的突破性技術(shù)，可以使用與以前相同數(shù)量的無線頻譜做更多的事情。1《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》4.1LTE系統(tǒng)概述及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)4.1.44G(LTE)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖4-1LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡化《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》圖4-2IP化的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)架構(gòu)4.1LTE系統(tǒng)概述及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》S1-MMEeNodeB與MME之間的控制面接口，提供S1-AP信令的可靠傳輸，基于IP和SCTP協(xié)議S1-UeNodeB與S-GW之間的用戶面接口，提供eNodeB與S-GW之間用戶面PDU非保證傳輸。基于UDP/IP和GTP-U協(xié)議S3在UE活動狀態(tài)和空閑狀態(tài)下，為支持不同的3G接入網(wǎng)絡(luò)之間的移動性，以及用戶和承載信息交換而定義的接口點(diǎn)，基于SGSN之間的Gn接口定義S4核心網(wǎng)和作為3GPP錨點(diǎn)功能的ServingGW之間的接口，為兩者提供相關(guān)的控制功能和移動性功能支持。該接口基于定義于SGSN和GGSN之間的Gn接口。另外，如果沒有建立DirectTunnel，該接口提供用戶平面的隧道功能S5負(fù)責(zé)ServingGW和PDNGW之間的用戶平面數(shù)據(jù)傳輸和隧道管理功能的接口。用于支持UE的移動性而進(jìn)行的ServingGW重定位過程以及連接PDN網(wǎng)絡(luò)所需要的與non-collocatedPDNGW之間的連接功能?；贕TP協(xié)議或者基于PMIPv6協(xié)議S6aMME和HSS之間用以傳輸簽約和鑒權(quán)數(shù)據(jù)的接口。S7基于Gx接口的演進(jìn)，傳輸服務(wù)數(shù)據(jù)流級的PCC信息、接入網(wǎng)絡(luò)和位置信息。S7c基于Gx接口演進(jìn)，支持傳輸QoS參數(shù)和相關(guān)分組過濾器參數(shù)、控制信息。在S5/S8接口基于PMIPv6協(xié)議情形下支持。S8a定義于不同PLMN間，VPLMN中ServingGW和HPLMN中PDNGW之間為用戶提供控制平面和用戶平面功能的接口，該接口基于SGSN和GGSN間的Gp接口。S8a相當(dāng)于是S5接口的跨PLMN版本。S8b支持跨PLMN網(wǎng)關(guān)漫游情況用戶平面和控制平面功能的接口，支持PMIPv6協(xié)議。S10MME之間的接口，用來處理MME重定位和MME之間的信息傳輸。S11MME和ServingGW之間的接口S12有DirectTunnel建立時，UTRAN和ServingGW之間的接口，用于二者之間的用戶數(shù)據(jù)傳輸。該接口基于Iu-u/Gn-u使用SGSN和UTRAN之間或SGSN和GGSN間所定義的GTP-U協(xié)議表4-1所示為網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中網(wǎng)絡(luò)接口的作用4.1LTE系統(tǒng)概述及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)1《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》4.1.53G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)對比圖4-32G/3G/LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)4.1LTE系統(tǒng)概述及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)1《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》1.這里簡單介紹一下圖4-3中各個網(wǎng)元的功能。NodeB：由控制子系統(tǒng)、傳輸子系統(tǒng)、射頻子系統(tǒng)、中頻/基帶子系統(tǒng)、天饋?zhàn)酉到y(tǒng)等部分組成，即3G無線通信基站；RNC：RadioNetworkController（無線網(wǎng)絡(luò)控制器），用于提供NodeB移動性管理、呼叫處理、鏈接管理和切換機(jī)制，即3G基站控制器；Iub：Iub接口是RNC和NodeB之間的邏輯接口，完成RNC和NodeB之間的用戶數(shù)據(jù)傳送、用戶數(shù)據(jù)及信令的處理；CS：CircuitSwitch（電路交換），屬于電路域，用于TDM語音業(yè)務(wù)；PS：PacketSwitch（分組交換），屬于分組域，用于IP數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；MGW：MediaGateWay（媒體網(wǎng)關(guān)），主要功能是提供承載控制和傳輸資源；MSC：MobileSwitchingCenter（移動交換中心），MSC是2G通信系統(tǒng)的核心網(wǎng)元之一。是在電話和數(shù)據(jù)系統(tǒng)之間提供呼叫轉(zhuǎn)換服務(wù)和呼叫控制的地方。MSC轉(zhuǎn)換所有的在移動電話和PSTN和其他移動電話之間的呼叫；SGSN：ServingGPRSSUPPORTNODEGPRS（服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)），SGSN作為GPRS/TD-SCDMA/WCDMA核心網(wǎng)分組域設(shè)備重要組成部分，主要完成分組數(shù)據(jù)包的路由轉(zhuǎn)發(fā)、移動性管理、會話管理、邏輯鏈路管理、鑒權(quán)和加密、話單產(chǎn)生和輸出等功能；GGSN：GatewayGPRSSupportNode（網(wǎng)關(guān)GPRS支持節(jié)點(diǎn)），起網(wǎng)關(guān)作用，它可以和多種不同的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)連接，可以把GSM網(wǎng)中的GPRS分組數(shù)據(jù)包進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換，從而可以把這些分組數(shù)據(jù)包傳送到遠(yuǎn)端的TCP/IP或X.25網(wǎng)絡(luò)；eNodeB：演進(jìn)型NodeB，LTE中基站，相比現(xiàn)有3G中的NodeB，集成了部分RNC的功能，減少了通信時協(xié)議的層次；MME：MobilityManagementEntity（移動性管理設(shè)備），負(fù)責(zé)移動性管理、信令處理等功能；S-GW：SignalGateway（信令網(wǎng)關(guān)），連接NO.7信令網(wǎng)與IP網(wǎng)的設(shè)備，主要完成傳輸層信令轉(zhuǎn)換，負(fù)責(zé)媒體流處理及轉(zhuǎn)發(fā)等功能。4.1LTE系統(tǒng)概述及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)1《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》2．LTE架構(gòu)相較于3G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，有以下變化。（1）實(shí)現(xiàn)了控制與承載的分離，MME負(fù)責(zé)移動性管理、信令處理等功能，S-GW負(fù)責(zé)媒體流處理及轉(zhuǎn)發(fā)等功能；（2）核心網(wǎng)取消了CS(電路域)，全I(xiàn)P的EPC(EvolvedPacketCore，移動核心網(wǎng)演進(jìn))支持各類技術(shù)統(tǒng)一接入，實(shí)現(xiàn)固網(wǎng)和移動融合(FMC)，靈活支持VoIP及基于IMS多媒體業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)全I(xiàn)P化；（3）取消了RNC，原來RNC功能被分散到了eNodeB和網(wǎng)關(guān)(GW)中，eNodeB直接接入EPC，LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加扁平化，降低了用戶可感知的時延，大幅提升用戶的移動通信體驗；（4）接口連接方面：引入S1-Flex和X2接口，移動承載需實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)到多點(diǎn)的連接，X2是相鄰eNB間的分布式接口，主要用于用戶移動性管理;S1-Flex是從eNB到EPC的動態(tài)接口，主要用于提高網(wǎng)絡(luò)冗余性以及實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡；

（5）傳輸帶寬方面：較3G基站的傳輸帶寬需求增加10倍，初期200～300Mbit/s，后期將達(dá)到1Gbit/s。4.1LTE系統(tǒng)概述及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》3．4G網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)：（1）支持現(xiàn)有的系統(tǒng)和將來系統(tǒng)通用接入的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)；（2）與Internet集成統(tǒng)一，移動通信網(wǎng)僅僅作為一個無線接入網(wǎng)；（3）具有開放、靈活的結(jié)構(gòu)，易于擴(kuò)展；（4）是一個可重構(gòu)的、自組織的、自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)；（5）智能化的環(huán)境，個人通信、信息系統(tǒng)、廣播、娛樂等業(yè)務(wù)無縫連接為一個整體，滿足用戶的各種需求；（6）用戶在高速移動中，能夠按需接入系統(tǒng)，并在不同系統(tǒng)無縫切換，傳送高速多媒體業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)；（7）支持接入技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)各自獨(dú)立發(fā)展。4.1LTE系統(tǒng)概述及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》4.2LTE系統(tǒng)物理層LTE的研究工作主要集中在物理層、空中接口協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)幾個方面。本節(jié)將對LTE物理層方面的系統(tǒng)設(shè)計做簡單的介紹。4.2.1雙工方式和幀結(jié)構(gòu)圖4-4FDD幀結(jié)構(gòu)1《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》2．TDD幀結(jié)構(gòu)圖4-5最初的TDD結(jié)構(gòu)圖4-6融合TDD結(jié)構(gòu)4.2LTE系統(tǒng)物理層1《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》4.2.2基本傳輸和多址技術(shù)的選擇基本傳輸技術(shù)和多址技術(shù)是無線通信技術(shù)的基礎(chǔ)。OFDM/FDMA技術(shù)與CDMA技術(shù)相比，可以取得更高的頻譜效率；但OFDM的上行峰平比PAPR將影響手持終端的功放成本和電池壽命。所以，LTE系統(tǒng)下行采用OFDM，上行采用采用具有較低PAPR的單載波技術(shù)SC-FDMA。4.2LTE系統(tǒng)物理層1《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》4.2.3基本參數(shù)設(shè)計為滿足數(shù)據(jù)傳輸延遲方面的要求很高（單向延遲小于5ms），LTE系統(tǒng)必須采用很小的最小交織長度（TTI），基本的子幀長度為0.5ms，但在考慮和LCR-TDD（即TD-SCDMA）系統(tǒng)兼容時可以采用0.675ms子幀長度。例如TD-SCDMA的時隙長度為0.675ms，如果LTETDD系統(tǒng)的子幀長度為0.5ms，則新、老的系統(tǒng)的時隙無法對齊，使得TD-SCDMA系統(tǒng)和LTETDD系統(tǒng)難以“臨頻共址”共存。

OFDM和SC-FDMA的子載波寬度選定為15kHz，這是一個相對適中的值，兼顧了系統(tǒng)效率和移動性。下行OFDM的CP長度有長短兩種選擇，分別為4.69ms（采用O.675ms子幀時為7.29ms）和16.67ms。短CP為基本選項，長CP可用于大范圍小區(qū)或多小區(qū)廣播。短CP情況下一個子幀包含7個（采用0.675ms子幀時為9個）OFDM符號；長CP情況下一個子幀包含6個（采用0.675ms子幀時為8個）OFDM符號。上行由于采用單載波技術(shù)，子幀結(jié)構(gòu)和下行不同。雖然為了支持實(shí)時業(yè)務(wù)，LTE的最小TTI長度僅為0.5ms，但系統(tǒng)可以動態(tài)的調(diào)整TTI，以在支持其他業(yè)務(wù)時避免由于不必要的IP包分割造成的額外的延遲和信令開銷。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，即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。Localized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。Distributed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。4.2LTE系統(tǒng)物理層《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》4.2.4參考信號（導(dǎo)頻）設(shè)計1．下行參考符號設(shè)計圖4-7

OFDM導(dǎo)頻結(jié)構(gòu)4.2LTE系統(tǒng)物理層1《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》2．上行參考符號設(shè)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(shè)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。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(jìn)行復(fù)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。

為了滿足頻域調(diào)度的需要，可能需要對整個帶寬進(jìn)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(jìn)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(fù)用在一起。4.2LTE系統(tǒng)物理層《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》4.2.5控制信令設(shè)計1．下行控制信令設(shè)計

下行調(diào)度信息用于UE對下行發(fā)送信號進(jìn)行接收處理，又分為3類：資源分配信息、傳輸格式和HARQ信令。資源分配信息包括UEID、分配的資源位置和分配時長，傳輸格式包括多天線信息、調(diào)制方式和負(fù)載大小。HARQ信令的內(nèi)容視HARQ的類型有所不同，異步HARQ信令包括HARQ流程編號、IR（增量冗余）HARQ的冗余版本和新數(shù)據(jù)指示。同步HARQ信令包括重傳序列號。在采用多天線的情況下，資源分配信息和傳輸格式可能需要對多個天線分別傳送。4.2LTE系統(tǒng)物理層《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》2．上行控制信令設(shè)計上行控制信令包括：與數(shù)據(jù)相關(guān)的控制信令、信道質(zhì)量指示（CQI）、ACK/NACK信息和隨機(jī)接入信息。其中隨機(jī)接入信息又可以分為同步隨機(jī)接入信息和異步隨機(jī)接入信息，前一種信息還包含調(diào)度請求和資源請求。與數(shù)據(jù)相關(guān)的控制信令包括HARQ和傳輸格式（只當(dāng)UE有能力選擇傳輸格式時）。LTE上行由于采用單載波技術(shù)，控制信道的復(fù)用不如OFDM靈活。只采用TDM方式復(fù)用控制信道，因為這種方式可以保持SC-FDMA的低PAPR特性。與數(shù)據(jù)相關(guān)的信令將和UE的數(shù)據(jù)復(fù)用在一個時/頻資源塊中。3．調(diào)制和編碼LTE下行主要采用OPSK、16QAM、64QAM三種調(diào)制方式。上行主要采用位移BPSK（p/2-shiftBPSK，用于進(jìn)一步降低DFT-S-OFDM的PAPR）、OPSK、8PSK和16QAM。另一個正在考慮的降PAPR技術(shù)是頻域濾波（spectrumshaping）。另外“立方度量”（CubicMetric）是比PAPR更準(zhǔn)確的衡量對功放非線性影響的指標(biāo)。在信道編碼方面，LTE主要考慮Turbo碼，但如果能獲得明顯的增益，也將考慮其他編碼方式，如LDPC碼。為了實(shí)現(xiàn)更高的處理增益，還可以考慮以重復(fù)編碼作為FEC（前向糾錯）碼的補(bǔ)充。4.2LTE系統(tǒng)物理層1《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》4.2.6多天線技術(shù)1．下行MIMO和發(fā)射分集2．上行MIMO和發(fā)射分集4.2LTE系統(tǒng)物理層1《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》4.2.7調(diào)度調(diào)度就是動態(tài)的將最適合的時／頻資源分配給某個用戶，系統(tǒng)根據(jù)信道質(zhì)量信息（CQI）的反饋、有待調(diào)度的數(shù)據(jù)量、UE能力等決定資源的分配，并通過控制信令通知用戶。調(diào)度和鏈路自適應(yīng)、HARQ緊密聯(lián)系，都是根據(jù)下述信息來調(diào)整的：QoS參數(shù)和測量；NodeB有待調(diào)度的負(fù)載量；等待重傳的數(shù)據(jù)；UE的CQI反饋；UE能力；UE睡眠周期和測量間隙／長度；系統(tǒng)參數(shù)，如帶寬和干擾水平。LTE的調(diào)度可以靈活的在localized和distributed方式之間切換，并將考慮減小開銷的方法。一種方法就是對話音業(yè)務(wù)一次性調(diào)度相對固定的資源（即persistentscheduling）。上行調(diào)度與下行相似，但上行除了可以采用調(diào)度來分配無線資源外，還將支持基于競爭（Contention）的資源分配方式。調(diào)度操作的基礎(chǔ)是CQI反饋（當(dāng)然CQI信息還可以用于AMC、干擾管理和功率控制等）。CQI反饋的頻域密度應(yīng)該是最小資源塊的整數(shù)倍，CQI的反饋周期可以根據(jù)情況的變化進(jìn)行調(diào)整。LTE還未確定具體的CQI反饋方法，但反饋開銷的大小將作為選擇CQI反饋方法的重要依據(jù)。4.2LTE系統(tǒng)物理層1《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》4.2.8鏈路自適應(yīng)1．下行鏈路自適應(yīng)鏈路自適應(yīng)的核心技術(shù)是自適應(yīng)調(diào)制和編碼（AMC）。LTE對AMC技術(shù)的爭論主要集中在是否對一個用戶的不同頻率資源采用不同的AMC（RB-specificAMC）。理論上說，由于頻率選擇性衰落的影響，這樣做可以比在所有頻率資源上采用相同的AMC配置（RB-commonAMC）取得更佳的性能。但大部分公司在仿真中發(fā)現(xiàn)這種方法帶來的增益并不明顯，反而會帶來額外的信令開銷，因此最終決定采用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）。2．上行鏈路自適應(yīng)上行鏈路自適應(yīng)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(yīng)調(diào)整和發(fā)射功率的自適應(yīng)調(diào)整。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)整是否也基于塊衰落和頻域調(diào)度，有待于進(jìn)一步研究。4.2LTE系統(tǒng)物理層1《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》4.2.9HARQ除了傳統(tǒng)的Chase合并的HARQ技術(shù)，LTE還采用了增量冗余（IR）HARQ，既通過第一次傳輸發(fā)送信息bit和一部分的冗余bit，而通過重重發(fā)送額外的冗余bit，如果第一次傳輸沒有成功解碼，則可以通過重傳更多的冗余bit降低信道的編碼率，從而實(shí)現(xiàn)更高的解碼成功率。如果加上重重的冗余bit仍無法正確解碼，則進(jìn)行再次重傳，隨著重重次數(shù)的增加，冗余bit不斷積累，信道編碼率不斷降低，從而可以獲得更好的解碼效果。HARQ正對每個傳輸塊進(jìn)行重傳。下行HARQ采用多進(jìn)程的“停止-等待”HARQ實(shí)現(xiàn)方式，即對于某一個HARQ進(jìn)程，在等待ACK/NACK反饋之前，此進(jìn)程暫時中止傳輸，當(dāng)收到反饋后，再根據(jù)反饋的是ACK還是NACK選擇發(fā)送新的數(shù)據(jù)還是重傳。LTE下行鏈路系統(tǒng)中將采用異步自適應(yīng)的HARQ技術(shù)。因為相對于同步非自適應(yīng)HARQ技術(shù)而言，異步HARQ更能充分利用信道的狀態(tài)信息，從而提高系統(tǒng)的吞吐量，另一方面異步HARQ可以避免重傳時資源分配發(fā)生沖突從而造成性能損失。例如：在同步HARQ中，如果優(yōu)先級較高的進(jìn)程需要被調(diào)度，但是該時刻的資源已被分配給某一個HARQ進(jìn)程，那么資源分配就會發(fā)生沖突；而異步HARQ的重傳不是發(fā)生在固定時刻，可以有效地避免這個問題。同時，LTE系統(tǒng)將在上行鏈路采用同步非自適應(yīng)HARQ技術(shù)。雖然異步自適應(yīng)HARQ技術(shù)相比較同步非自適應(yīng)技術(shù)而言，在調(diào)度方面的靈活性更高，但是后者所需的信令開銷更少。由于上行鏈路的復(fù)雜性，來自其他小區(qū)用戶的干擾是不確定的，因此基站無法精確估測出各個用戶實(shí)際的信干比(SINR)值。在自適應(yīng)調(diào)制編碼系統(tǒng)中，一方面自適應(yīng)調(diào)制編碼(AMC)根據(jù)信道的質(zhì)量情況，選擇合適的調(diào)制和編碼方式，能夠提供粗略的數(shù)據(jù)速率的選擇；另一方面HARQ基于信道條件提供精確的編碼速率調(diào)節(jié)，由于SINR值的不準(zhǔn)確性導(dǎo)致上行鏈路對于調(diào)制編碼模式(MCS)的選擇不夠精確，所以更多地依賴HARQ技術(shù)來保證系統(tǒng)的性能。因此，上行鏈路的平均傳輸次數(shù)會高于下行鏈路。所以，考慮到控制信令的開銷問題，在上行鏈路確定使用同步非自適應(yīng)HARQ技術(shù)。4.2LTE系統(tǒng)物理層《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》4.2.10LTE系統(tǒng)物理流程圖圖4-8LTE一般下行過程流程4.2LTE系統(tǒng)物理層《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》4.3.1空中接口協(xié)議棧1．控制平面協(xié)議棧圖4-9控制平面協(xié)議棧4.3LTE的空中接口協(xié)議《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》2．用戶平面協(xié)議圖4-10用戶平面協(xié)議棧4.3LTE的空中接口協(xié)議《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》4.3.2S1接口協(xié)議棧1．S1接口用戶平面圖4-11S1接口用戶平面（eNB-S-GW）4.3LTE的空中接口協(xié)議《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》2．S1接口控制平面圖4-12S1接口控制平面（eNB-MME）4.3LTE的空中接口協(xié)議1《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》3．主要功能

S1接口主要具備以下功能：

（1）EPS承載服務(wù)管理功能，包括EPS承載的建立、修改和釋放。

（2）S1接口UE上下文管理功能。

（3）EMM‐CONNECTED狀態(tài)下針對UE的移動性管理功能。包括Intra‐LTE切換、Inter‐3GPP‐RAT切換。

（4）S1接口尋呼功能。尋呼功能支持向UE注冊的所有跟蹤區(qū)域內(nèi)的小區(qū)中發(fā)送尋呼請求。基于服務(wù)MME中UE的移動性管理內(nèi)容中所包含的移動信息，尋呼請求將被發(fā)送到相關(guān)eNodeB。

（5）NAS信令傳輸功能。提供UE與核心網(wǎng)之間非接入層的信令的透明傳輸。

（6）S1接口管理功能。如錯誤指示、S1接口建立等。

（7）網(wǎng)絡(luò)共享功能。

（8）漫游與區(qū)域限制支持功能。

（9）NAS節(jié)點(diǎn)選擇功能。

（10）初始上下文建立功能。4.3LTE的空中接口協(xié)議1《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》4.3.3X2接口協(xié)議棧1．X2接口用戶平面圖4-13X2接口用戶面（eNB-eNB）4.3LTE的空中接口協(xié)議1《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》2．X2接口控制平面圖4-14X2接口控制面4.3LTE的空中接口協(xié)議1《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》3．主要功能X2‐AP協(xié)議主要支持以下功能：

（1）支持UE在EMM‐CONNECTED狀態(tài)時的LTE接入系統(tǒng)內(nèi)的移動性管理功能。如在切換過程中由源eNB到目標(biāo)eNB的上下文傳輸；源eNB與目標(biāo)eNB之間用戶平面隧道的控制、切換取消等。（2）上行負(fù)載管理功能。

（3）一般性的X2管理和錯誤處理功能，如錯誤指示等。4.3LTE的空中接口協(xié)議1《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》4.3.4LTE終端切換過程概述1．LTE系統(tǒng)切換流程介紹4.3LTE的空中接口協(xié)議圖4-15LTE系統(tǒng)切換流程圖1《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》2．終端切換處理流程介紹UE端發(fā)生切換的前提條件：1）接入網(wǎng)的安全性保護(hù)功能已被激活；2）SRB2和至少一個DRB已被建立。UE端的RRC模塊收到帶有mobilityControlInfo元素的重配消息時，認(rèn)為接收到網(wǎng)絡(luò)的切換指示，UE做如下流程處理：1）如果T310定時器開啟，將該定時器關(guān)閉。T310定時器為評定無線鏈路失敗的定時器，切換時對服務(wù)小區(qū)無線鏈路不需要進(jìn)行評估。2）開啟T304定時器。T304定時器為限制切換時間的定時器，該定時器超時認(rèn)為切換失敗。3）如果移動性信息中包括了載頻信息，則認(rèn)為目標(biāo)小區(qū)為移動性信息中標(biāo)識的小區(qū)；否則目標(biāo)小區(qū)為服務(wù)頻點(diǎn)上被targetPhysCellId標(biāo)識的小區(qū)。UE同步到目標(biāo)小區(qū)的下行鏈路。4）復(fù)位MAC層，該操作將MAC層的相關(guān)狀態(tài)變量和定時器進(jìn)行復(fù)位。5）重建所有RB的PDCP和RLC實(shí)體，該操作用于處理切換執(zhí)行時在層2的數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)要求的特性。6）應(yīng)用在移動性信息中攜帶的新的C-RNTI的值，將無線資源公共配置中的信息對底層進(jìn)行配置。7）如果重配置消息中包含radioResourceConfigDedicated信息，將該元素中無線資源專有配置對底層進(jìn)行配置。8）根據(jù)目前UE的安全上下文和重配置消息中攜帶的安全性參數(shù)，對AS的密鑰進(jìn)行提取和更新。9）執(zhí)行測量相關(guān)行為，調(diào)整和處理測量列表及測量報告項。10）如果在重配置消息中包含measConfig元素，對測量進(jìn)行配置。11）將重配置完成消息發(fā)送到底層進(jìn)行傳輸。12）MAC隨機(jī)接入完成后，UE端的切換完成。4.3LTE的空中接口協(xié)議1《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》4.3.5LTE安全性架構(gòu)和配置1．LTE安全構(gòu)架介紹LTE的安全性架構(gòu)主要功能是在UE和網(wǎng)絡(luò)間建立一個安全的場景（EPSsecuritycontext），包括UE和網(wǎng)絡(luò)間在安全方面所需要的密鑰產(chǎn)生和維護(hù)更新。并且在該安全場景下投入使用，建立一個NAS和AS消息安全交互的場景，保護(hù)UE和網(wǎng)絡(luò)間的數(shù)據(jù)及信令交互的安全性和可靠性。

安全場景主要是通過AKA健全、NASSMC和ASSMC過程來建立。其中AKA過程通過網(wǎng)絡(luò)傳遞的信息和UE端USIM卡中的安全參數(shù)來提取公共的密鑰。NASSMC通過配置相應(yīng)的加密和完整性算法啟用NAS安全性保護(hù)。ASSMC過程通過配置接入層安全性算法提取接入層密鑰，啟用接入層的安全保護(hù)4.3LTE的空中接口協(xié)議1《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》2．LTE接入網(wǎng)密鑰產(chǎn)生圖4-16密鑰生成等級圖4.3LTE的空中接口協(xié)議1《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》4.44G的關(guān)鍵技術(shù)4.4.1OFDM技術(shù)圖4-17

FDM和OFDM帶寬利用率的比較1《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》只要兩個子載波是正交的，就可以用它們來攜帶一定的信息。在接收端，只要分別用同樣的子載波進(jìn)行運(yùn)算，就可以把相應(yīng)的數(shù)據(jù)解出來。由于一個OFDM符號時間和頻率都很小所以對頻偏比較敏感，還有由于信號重疊厲害就會需要克服較大的峰均比PARA。1．正交子載波幾乎所有的無線制式都采用頻分多址的技術(shù)。傳統(tǒng)的頻分多址方式用不相重疊的兩個頻帶及頻帶之間有一定的保護(hù)帶寬來區(qū)分不同的信息通道。人類的聰明在于發(fā)現(xiàn)了頻帶有所重疊的載波，也可以區(qū)分不同的信道，即引入了正交子載波的概念。正弦波和余弦波就是正交的，因為它們滿足以下兩個條件：正弦波和余弦波的乘積在一個周期T內(nèi)的積分等于04.44G的關(guān)鍵技術(shù)1《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》2．OFDM調(diào)制/解調(diào)過程圖4-18OFDM調(diào)制/解調(diào)過程4.44G的關(guān)鍵技術(shù)1《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》3．OFDM相關(guān)的主要功能模塊OFDM系統(tǒng)包含很多功能模塊，實(shí)現(xiàn)OFDM相關(guān)的主要功能模塊有三個：（1）串/并、并/串轉(zhuǎn)換模塊；（2）FFT、逆FFT轉(zhuǎn)換模塊；（3）加CP、去CP模塊，如圖4-19所示。圖4-19OFDM系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)模型4.44G的關(guān)鍵技術(shù)1《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》4．CP（cyclicprefix）循環(huán)前綴圖4-20多徑導(dǎo)致符號間干擾圖4-21加入保護(hù)間隔圖4-22CP4.44G的關(guān)鍵技術(shù)1《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》圖4-23cp長度4.44G的關(guān)鍵技術(shù)1《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》4.4.2MIMO(Multiple-InputMultiple-Out-put)技術(shù)1．空間分集（發(fā)射分集、傳輸分集）圖4-24空間分集4.44G的關(guān)鍵技術(shù)1《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》2．空間復(fù)用（空分復(fù)用）圖4-25空間復(fù)用圖4-26首發(fā)兩端同時采用2副天線4.44G的關(guān)鍵技術(shù)1《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》3．波束賦形圖4-27各種波束賦形4.44G的關(guān)鍵技術(shù)1《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》4．LTEr8版本中的MIMO分類圖4-28MIMO分類4.44G的關(guān)鍵技術(shù)1《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》4.54G(LTE)設(shè)備簡介4.5.1LTE設(shè)備概述圖4-29TD-LTE系統(tǒng)組網(wǎng)示意圖1《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》4.5.2LTE產(chǎn)品特點(diǎn)1.主要技術(shù)特點(diǎn)（1）面向TD-LTE，體系結(jié)構(gòu)先進(jìn)；（2）采用資源池設(shè)計方式，提高硬件資源利用率和系統(tǒng)的容錯能力；（3）應(yīng)用數(shù)字中頻技術(shù)提高信號處理能力；（4）扇區(qū)處理能力強(qiáng)，支持單個扇區(qū)的大功率覆蓋和大帶寬覆蓋；（5）智能風(fēng)扇控制，提高風(fēng)扇壽命，降低噪聲；（6）支持帶內(nèi)自適應(yīng)濾波抗干擾；（7）支持RRU級聯(lián)，靈活擴(kuò)展無線覆蓋范圍；4.54G(LTE)設(shè)備簡介《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》4.54G(LTE)設(shè)備簡介2.支持的信道（1）邏輯信道

如表4-2所示。（2）傳輸信道如表4-3所示。（3）物理信道如表4-4所示。邏輯信道BroadcastControlChannel(BCCH)廣播控制信道PagingControlChannel(PCCH)尋呼控制信道CommonControlChannel(CCCH)公共控制信道DedicatedControlChannel(DCCH)專用控制信道DedicatedTrafficChannel(DTCH)專用業(yè)務(wù)信道MBMSControlChannel(MCCH)MBMS控制信道MBMSTrafficChannel(MTCH)MBMS業(yè)務(wù)信道表4-3支持的傳輸信道類型傳輸信道BroadcastChannel(BCH)廣播信道MulticastChannel(MCH)多播信道PagingChannel(PCH)尋呼信道RandomAccessChannel(RACH)隨機(jī)接入信道UpLinkSharedChannel(UL-SCH)上行共享信道DownlinkSharedChannel(DL-SCH)下行共享信道表4-4支持的物理信道類型物理信道PhysicalDownlinkSharedChannel(PDSCH)物理下行共享信道PhysicalMulticastChannel(PMCH)物理多播信道PhysicalDownlinkControlChannel(PDCCH)物理下行控制信道PhysicalBroadcastChannel(PBCH)物理廣播信道PhysicalControlFormatIndicatorChannel(PCFICH)物理控制格式指示信道PhysicalHARQIndicatorChannel(PHICH)物理HARQ指示信道PhysicalUplinkSharedChannel(PUSCH)物理上行共享信道PhysicalUplinkControlChannel(PUCCH)物理上行控制信道PhysicalRandomAccessChannel(PRACH)物理隨機(jī)接入信道表4-2支持的邏輯信道類型1《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》3.廣覆蓋4.配置靈活5.組網(wǎng)靈活6.安裝靈活、方便7.升級擴(kuò)容便利8.強(qiáng)大的操作維護(hù)功能9.產(chǎn)品系列化4.54G(LTE)設(shè)備簡介1《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》4.5.3LTE產(chǎn)品系統(tǒng)結(jié)構(gòu)產(chǎn)品外觀（1）BBU單元外觀圖

4-30機(jī)箱外觀示意圖4.54G(LTE)設(shè)備簡介《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》（2）TDRU318D外觀（3）TDRU332D外觀4.54G(LTE)設(shè)備簡介圖4-31TDRU318D外形圖4-32TDRU332D外形1《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》（4）TDRU332E外觀（5）DRU338D外觀（6）TDRU341E外觀4.54G(LTE)設(shè)備簡介圖4-33

TDRU332E外形圖4-34TDRU338D外形圖4-35TDRU341E外形《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》（7）TDRU342E外觀（8）EMB5116TD-LTE室內(nèi)機(jī)框外觀（9）EMB5116TD-LTE室外型外觀4.54G(LTE)設(shè)備簡介圖4-36TDRU342E外形圖4-37EMB5116TD-LTE室內(nèi)機(jī)框外觀圖4-38EMB5116TD-LTE室外型機(jī)柜外觀《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》（10）IOC400-H機(jī)柜外觀2.機(jī)箱配置圖4-40主單元內(nèi)硬件單元排布示意圖EMB5116TD-LTE主要分為如下幾個主要組成部分：1）主機(jī)箱；2）電源單元；3）EMx板卡；4）風(fēng)機(jī)及濾網(wǎng)單元；5）功能板卡。4.54G(LTE)設(shè)備簡介圖4-39IOC400-H機(jī)柜外觀1《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》直流交流4.54G(LTE)設(shè)備簡介圖4-41滿配板位圖1《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》3.EMB5116TD-LTE室外型配置圖4?42機(jī)柜正面結(jié)構(gòu)圖（交流）圖4-43機(jī)柜正面結(jié)構(gòu)圖（直流）4.54G(LTE)設(shè)備簡介1《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》4.硬件結(jié)構(gòu)EMB5116TD-LTE主設(shè)備中包含交換控制和傳輸單元（SCTE）、基帶處理和Ir接口單元（BPOG），另外還包括背板（CBP）、風(fēng)扇單元（FC）、環(huán)境監(jiān)控單元（EMA/EMD）和電源單元（PSA/PSC）、擴(kuò)展傳輸處理單元（ETPE）。（1）交換控制和傳輸單元名稱接插件類型對應(yīng)線纜說明GE0SFP連接器BBU與交換機(jī)連接的EPC之間的S1/X2接口千兆以太網(wǎng)光纖用于實(shí)現(xiàn)與EPC的千兆數(shù)據(jù)相連，輸入/輸出，F(xiàn)E/GE自適應(yīng)GE1SFP連接器BBU與交換機(jī)連接的EPC之間的S1/X2接口千兆以太網(wǎng)光纖用于實(shí)現(xiàn)與EPC的千兆數(shù)據(jù)相連，輸入/輸出，F(xiàn)E/GE自適應(yīng)LMTRJ45連接器BBU與本地維護(hù)終端或者交換機(jī)之間的以太網(wǎng)線纜用于實(shí)現(xiàn)與本地維護(hù)終端的連接，輸入/輸出，F(xiàn)E/GE自適應(yīng)GPSSMA母頭連接器BBU與GPS天線之間的射頻線纜用于實(shí)現(xiàn)與GPS天線相連，輸入/輸出TSTMiniUSB連接器BBU與測試儀表之間的連接線纜提供測試時鐘，10M，80ms，5ms。表4-5SCTE面板接插件4.54G(LTE)設(shè)備簡介1《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》（2）基帶處理單元BPOG單板主要功能如下：1)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)Ir接口；2)實(shí)現(xiàn)基帶數(shù)據(jù)的匯聚和分發(fā)；3)實(shí)現(xiàn)TD-LTE物理層算法；4)實(shí)現(xiàn)TD-LTEMAC/RLC/PDCP等L2功能；5)實(shí)現(xiàn)板卡自身的操作與維護(hù)。表4-6BPOG面板接插件名稱接插件類型對應(yīng)線纜說明Ir0、Ir1、Ir2、Ir3、Ir4、Ir5SFP連接器BBU與RRU之間的Ir接口光纖用于RRU的相連，輸入/輸出4.54G(LTE)設(shè)備簡介《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》（3）環(huán)境監(jiān)控單元環(huán)境監(jiān)控單元EMA/EMD提供基站環(huán)境監(jiān)控功能，對外提供智能口和干接點(diǎn)輸入輸出接口。同時支持基站同步級聯(lián)接口。EMA單板主要功能如下：1）實(shí)現(xiàn)對外環(huán)境監(jiān)控，干接點(diǎn)輸入輸出和智能口；2）實(shí)現(xiàn)對外時鐘級聯(lián)；3）接收SCTE的電源控制信號控制上下電，實(shí)現(xiàn)板卡節(jié)電功能；4）實(shí)現(xiàn)I2C功能，配合完成自身的系統(tǒng)管理和數(shù)據(jù)傳輸。表4-7EMA單板面板接插件名稱接插件類型對應(yīng)線纜說明EVMSCSI-26母頭連接器BBU與環(huán)境監(jiān)控設(shè)備之間的信號線纜用于實(shí)現(xiàn)對外設(shè)備的監(jiān)控，線纜采用一分多出線方式。SSIRJ45連接器BBU與上級BBU的同步連接線纜用于實(shí)現(xiàn)與上級BBU的同步連接，輸入PP1S和TOD。SSORJ45連接器BBU與下級BBU的同步連接線纜用于實(shí)現(xiàn)與下級BBU的同步連接，傳輸PP1S和TOD。4.54G(LTE)設(shè)備簡介《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》表4-8EMD單板面板接插件名稱接插件類型對應(yīng)線纜說明EVMSCSI-26母頭連接器BBU與環(huán)境監(jiān)控設(shè)備之間的信號線纜用于實(shí)現(xiàn)對外設(shè)備的監(jiān)控，線纜采用一分多出線方式。SSIORJ45連接器BBU與上級BBU的同步連接線纜用于實(shí)現(xiàn)與上級時鐘源或下級設(shè)備連接，傳輸PP1S和TOD。RCISFP光纖用于與GPS/BD拉遠(yuǎn)單元連接，傳輸PP1S和TOD。4.54G(LTE)設(shè)備簡介1《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》（4）風(fēng)扇單元風(fēng)扇單元由風(fēng)扇和風(fēng)扇控制單板組成，主FC實(shí)現(xiàn)三個部分的功能：風(fēng)扇單元的溫度測量（溫度傳感功能）、風(fēng)扇轉(zhuǎn)速測定和風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制。1)溫度傳感主要對風(fēng)扇盤內(nèi)部的環(huán)境溫度進(jìn)行測量，并通過通訊口上報給主控板SCTE做后續(xù)處理；2)轉(zhuǎn)速測定主要實(shí)現(xiàn)對三個風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)采集，并通過I2C總線接口上報給監(jiān)控板SCTE做后續(xù)處理；3)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制是根據(jù)系統(tǒng)環(huán)境需求調(diào)節(jié)各個風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，以實(shí)現(xiàn)最佳的功耗和噪音控制。4.54G(LTE)設(shè)備簡介《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》（5）電源單元電源單元有直流電源單元PSA和交流電源單元PSC兩種：PSA單元實(shí)現(xiàn)對-48V到12V的電源轉(zhuǎn)換，完成EMB5116TD-LTE所有板卡的電源提供，如表4-9所示：表4-9PSA面板接插件名稱接插件類型對應(yīng)線纜說明-48VDB電源連接器BBU與電源設(shè)備之間的電源線纜用于實(shí)現(xiàn)EMB5116TD-LTE的電源輸入。

開關(guān)連接器無開關(guān)基站電源。表4-10PSC面板接口圖名稱接插件類型

對應(yīng)線纜說明220VAC組合電源連接器（帶開關(guān)）BBU與電源設(shè)備之間的電源線纜用于實(shí)現(xiàn)EMB5116TD-LTE的電源輸入。4.54G(LTE)設(shè)備簡介PSC單元實(shí)現(xiàn)對220VAC到12V的電源轉(zhuǎn)換，完成EMB5116TD-LTE所有板卡的電源提供，如表4-10所示：《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》（6）擴(kuò)展傳輸處理單元擴(kuò)展傳輸處理單元（ETPE）完成S1接入，實(shí)現(xiàn)IEEE1588v2時鐘同步。ETPE主要功能如下：1）1路FE電接入，實(shí)現(xiàn)S1/X2和IEEE1588V2消息通路功能；2）1路FE光接入，實(shí)現(xiàn)S1/X2和IEEE1588V2消息通路功能；3）2個GE口，用于連接SCTE子系統(tǒng)進(jìn)行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)及控制信令的傳輸；4）1路PP1S和TOD消息輸出，用于系統(tǒng)同步。表4-11ETPE面板接插件名稱接插件類型對應(yīng)線纜說明ETH0RJ-45連接器BBU與S1/X2接口以太網(wǎng)線用于實(shí)現(xiàn)與EPC的百兆數(shù)據(jù)相連，輸入/輸出，支持1588V2。ETH1SFP連接器BBU與S1/X2接口光纖用于實(shí)現(xiàn)與EPC的百兆數(shù)據(jù)相連，輸入/輸出，支持1588V2。4.54G(LTE)設(shè)備簡介1《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》5.軟件結(jié)構(gòu)eNodeB軟件的結(jié)構(gòu)與eNodeB硬件的體系結(jié)構(gòu)密切相關(guān)：eNodeB的硬件體系結(jié)構(gòu)支撐eNodeB軟件需要實(shí)現(xiàn)的功能和應(yīng)達(dá)到的性能；各個軟件模塊的功能也都定義在一個或多個具體的硬件平臺上。因此，從與硬件結(jié)合的角度，eNodeB的軟件結(jié)構(gòu)可以分為高層應(yīng)用軟件、適配傳輸控制層軟件和設(shè)備驅(qū)動軟件3個層次。4.54G(LTE)設(shè)備簡介圖4-44eNodeB軟件體系結(jié)構(gòu)1《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》（1）軟件子系統(tǒng)劃分基站軟件按功能劃分包括以下幾部分：1）OSP：操作系統(tǒng)平臺；2）DD：設(shè)備驅(qū)動；3）HL：高層；4）L2：層2；5）PL：物理層；6）OM：操作維護(hù)；7）DDM：數(shù)據(jù)分發(fā)模塊；8）ATPA：自動測試平臺代理。4.54G(LTE)設(shè)備簡介1《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》（2）OSP功能描述OSP主要屏蔽底層硬件結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)和驅(qū)動模塊等特性，為上層軟件提供一個相對穩(wěn)定的應(yīng)用環(huán)境，以便于軟件的移植，提供如下功能：1)OS抽象及通用服務(wù)功能包括計數(shù)信號量管理、互斥鎖管理、消息管理、內(nèi)存管理、定時器管理。2)SFU間通信功能SFU是最小通信單元。OSP向應(yīng)用軟件屏蔽目的SFU的位置，無論目的SFU與源SFU是否在同一個處理器上都可以使用完全相同的接口進(jìn)行SFU間通信。3)板卡服務(wù)功能應(yīng)用軟件不必關(guān)心諸如點(diǎn)燈、設(shè)置/讀取系統(tǒng)幀號、讀取機(jī)框號/槽位號/處理器號這類板卡服務(wù)功能是由哪個DD提供，只要通過OSP提供的標(biāo)準(zhǔn)化接口，就可以進(jìn)行相關(guān)的設(shè)置、查詢操作；4)配置功能包括內(nèi)存池配置、任務(wù)配置、DD配置、路由表配置、SFU配置；5)啟動功能包括創(chuàng)建內(nèi)存池、初始化部分DD、創(chuàng)建內(nèi)部通信鏈路、創(chuàng)建任務(wù)、加載SI；6)日志上報為應(yīng)用軟件提供發(fā)送消息時的HOOK函數(shù)注冊功能，可用于抄送GTS；為DD提供統(tǒng)一的告警函數(shù)，用于告警過濾；7)系統(tǒng)監(jiān)測包括查詢?nèi)蝿?wù)狀態(tài)、查詢內(nèi)存使用情況、內(nèi)部通信鏈路檢測等。4.54G(LTE)設(shè)備簡介1《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》（3）DD軟件功能描述DD軟件子系統(tǒng)共劃分為6大模塊：時鐘同步模塊（CSM）、傳輸交換模塊（TSM）、設(shè)備管理模塊（EAM）、板卡管理模塊（BAM）、協(xié)議適配模塊（PAM）、驅(qū)動增強(qiáng)模塊（DEM）。1）提供設(shè)備驅(qū)動功能；2）提供包括SCTP/GTP-u/DIYPS傳輸網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議棧；3）提供IPsec傳輸安全功能。（4）HL軟件功能描述HL軟件子系統(tǒng)完成協(xié)議軟件功能，可細(xì)分為X2AP、S1AP、RRC、RRM等子系統(tǒng)，功能如下：1）X2AP主要實(shí)現(xiàn)相鄰兩個eNodeB之間的移動性管理、負(fù)荷管理以及一般的X2接口管理和錯誤處理等功能；2）S1AP主要實(shí)現(xiàn)eNodeB與MME之間E-RAB承載管理、上下文管理、移動性管理、尋呼、NAS信令傳輸以及NAS節(jié)點(diǎn)選擇等功能；3）RRC主要實(shí)現(xiàn)Uu接口系統(tǒng)信息廣播、尋呼、RRC連接管理、RB建立和維護(hù)、切換控制、安全管理、測量控制和上報等功能；4）RRM主要實(shí)現(xiàn)eNodeB內(nèi)資源分配、資源優(yōu)化、測量控制以及小區(qū)級參數(shù)配置和管理。4.54G(LTE)設(shè)備簡介1《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》（5）L2軟件功能描述HL軟件子系統(tǒng)可分為MAC、RLC、PDCP等子系統(tǒng)，功能如下：1）MAC主要實(shí)現(xiàn)上行、下行資源調(diào)度和HARQ等功能；2）RLC主要實(shí)現(xiàn)ARQ以及協(xié)議錯誤檢測和恢復(fù)等功能；3）PDCP主要實(shí)現(xiàn)IP數(shù)據(jù)流頭壓縮和解壓縮、用戶平面和控制平面數(shù)據(jù)的加密和解密、控制平面信令的完整性保護(hù)、以及切換過程中的數(shù)據(jù)倒換等功能。4.54G(LTE)設(shè)備簡介1《移動通信技術(shù)及應(yīng)用》（6）PL軟件功能描述PL軟件子系統(tǒng)位于空中接口的最底層，為高層提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，主要包括以下幾個子模塊：1）信道編解碼子模塊（CC