移動(dòng)通信技術(shù) 課件 周彬 第6-12章 LTE無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)- - LTE移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)維護(hù)

6.1LTE系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

6.2LTE協(xié)議結(jié)構(gòu)

6.3LTE編號(hào)和識(shí)別

6.4LTE幀結(jié)構(gòu)

6.5無線承載和信道

6.6物理信號(hào)

6.7物理層過程

6.8功率控制過程

6.9尋呼過程

6.10測(cè)量過程

6.11共享信道物理過程

6.12EPC網(wǎng)絡(luò)

6.13LTE網(wǎng)絡(luò)下關(guān)鍵信令流程

6.14LTE語音解決方案LTE系統(tǒng)分為兩部分，包括演進(jìn)分組核心網(wǎng)(EPC)和演進(jìn)UMTS陸地?zé)o線接入網(wǎng)(E-UTRAN)，EPC和E-UTRAN合在一起稱為EPS(演進(jìn)分組系統(tǒng))。演進(jìn)后的接入網(wǎng)由eNodeB組成，去掉了2G/3G系統(tǒng)中的BSC/RNC功能實(shí)體，以減少用戶面和控制面的時(shí)延。演進(jìn)后的核心網(wǎng)EPC主要包括移動(dòng)管理實(shí)體(MME)、業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)(S-GW)、分組數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)(P-GW)、歸屬用戶服務(wù)器(HSS)和策略與計(jì)費(fèi)規(guī)則功能單元(PCRF)。EPS的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖6.1(a)所示。EPC提供通向外部數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)和運(yùn)營(yíng)商業(yè)務(wù)的通道，支持多種不同接入技術(shù)之間的移動(dòng)切換。E-UTRAN負(fù)責(zé)所有激活終端與無線相關(guān)的功能。終端直接接入無線網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)基站eNodeB，然后通過EPC獲得相應(yīng)的服務(wù)。E-UTRAN負(fù)責(zé)所有激活終端與無線相關(guān)的功能。終端直接接入無線網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)基站eNodeB，然后通過EPC獲得相應(yīng)的服務(wù)。EPC包括控制平面和用戶平面，移動(dòng)性管理實(shí)體MME是工作在控制平面的節(jié)點(diǎn)。用戶平面由服務(wù)網(wǎng)關(guān)S-GW和分組數(shù)據(jù)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)P-GW組成。P-GW是所有接入技術(shù)的通用錨點(diǎn)，無論它們是在一種接入技術(shù)之內(nèi)移動(dòng)，還是在多種接入技術(shù)之間移動(dòng)，都為所有用戶提供一個(gè)穩(wěn)定的IP接入點(diǎn)。S-GW是3GPP移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的錨點(diǎn)，負(fù)責(zé)接入eNodeB，為L(zhǎng)TE接入用戶的移動(dòng)提供服務(wù)。移動(dòng)性管理實(shí)體功能與網(wǎng)關(guān)功能分離，即控制平面/用戶平面分離，有助于網(wǎng)絡(luò)部署、單個(gè)技術(shù)的演進(jìn)以及全面靈活的擴(kuò)容。系統(tǒng)架構(gòu)演進(jìn)(SAE)是分組交換網(wǎng)(PS)核心網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)向4G演進(jìn)的工作項(xiàng)目的名稱。它是一個(gè)同時(shí)支持GSM、WCDMA/HSPA和LTE技術(shù)的通用分組核心網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)用戶在LTE系統(tǒng)和其他系統(tǒng)之間無縫移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)從3G到LTE的靈活遷移，也能夠集成采用基于客戶端和網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)IP、WiMAX等的非3GPP接入技術(shù)。為了便于理解，可以這么認(rèn)為：SAE和LTE所研究的對(duì)象，分別被稱為EPC和E-UTRAN，這兩個(gè)概念構(gòu)成了我們要學(xué)習(xí)的4G網(wǎng)絡(luò)。6.1LTE系統(tǒng)結(jié)構(gòu)LTE采用了與2G、3G均不同的空中接口技術(shù)，即基于OFDM技術(shù)的空中接口技術(shù)，并對(duì)傳統(tǒng)3G的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，采用扁平化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，亦即接入網(wǎng)E-UTRAN不再包含RNC，僅包含節(jié)點(diǎn)eNodeB，提供E-UTRA用戶面PDCP/RLC/MAC/物理層協(xié)議的功能和控制面RRC協(xié)議的功能，實(shí)現(xiàn)了承載控制分離，全I(xiàn)P組網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)扁平化指的是無線接入部分從3G時(shí)代的RNC與NodeB兩個(gè)設(shè)備演進(jìn)為eNodeB一個(gè)節(jié)點(diǎn)。用戶面在核心網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)部分只經(jīng)過S-GW一個(gè)節(jié)點(diǎn)，不再經(jīng)過對(duì)等2G、3G網(wǎng)絡(luò)SGSN的MME網(wǎng)元。MME只處理信令相關(guān)流程。通過這種結(jié)構(gòu)，移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)在4G時(shí)代實(shí)現(xiàn)了承載控制分離。EPC網(wǎng)絡(luò)的另一個(gè)特點(diǎn)是全面IP化，指的是整個(gè)移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)除空口部分外的其他全部接口均已實(shí)現(xiàn)IP化。4G網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)LTE系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖6.1(b)所示。在日常生活中，UE可看作是我們的手機(jī)終端，E-UTRAN可以看作是遍布城市的各個(gè)基站，而EPC可以看作是運(yùn)營(yíng)商的核心網(wǎng)服務(wù)器，核心網(wǎng)包括很多服務(wù)器，有處理信令的，有處理數(shù)據(jù)的，還有處理計(jì)費(fèi)策略的等等。其中，EPC負(fù)責(zé)核心網(wǎng)部分，EPC控制處理部分稱為MME，數(shù)據(jù)承載部分稱為S-GW；eNodeB負(fù)責(zé)接入網(wǎng)部分，也稱E-UTRAN；UE指用戶終端設(shè)備。下面詳細(xì)地介紹每一個(gè)網(wǎng)元的名稱與作用。1.?UE用戶設(shè)備UE是指用戶的手機(jī)、平板電腦、智能手表，和其他可以利用LTE上網(wǎng)的設(shè)備。Release8和Release9版本中分為5個(gè)等級(jí)，其中，等級(jí)5終端能提供的速率最高。Release10版本新增加了3個(gè)終端等級(jí)。不同等級(jí)終端支持的調(diào)制方式和接收MIMO空間復(fù)用的層數(shù)也有所不同。2.?eNBeNB是eNodeB的簡(jiǎn)寫，它是LTE網(wǎng)絡(luò)中的基站，為用戶提供空中接口(AirInterface)，用戶設(shè)備可以通過無線連接到eNB，然后基站再通過有線連接到運(yùn)營(yíng)商的核心網(wǎng)。LTE的eNB除了具有原來NodeB的功能之外，還承擔(dān)了原來RNC的大部分功能，負(fù)責(zé)無線資源管理、上下行數(shù)據(jù)分類和QoS執(zhí)行、空口的數(shù)據(jù)壓縮和加密。eNB和MME完成信令處理，與S-GW一起完成用戶面數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)等。eNB相當(dāng)于面向終端的一個(gè)匯聚節(jié)點(diǎn)。在這里注意，我們所說的無線通信，僅僅只是手機(jī)和基站這一段是無線的，其他部分例如基站與核心網(wǎng)的連接，基站與基站之間互相的連接，核心網(wǎng)中各設(shè)備的連接全部都是有線連接。一臺(tái)基站(eNB)要接受很多臺(tái)UE的接入，所以eNB要負(fù)責(zé)管理UE，包括資源分配、調(diào)度、管理接入策略等。3.移動(dòng)管理實(shí)體MMEMME是核心網(wǎng)中最重要的實(shí)體之一，主要負(fù)責(zé)控制面的移動(dòng)性管理、會(huì)話管理、用戶鑒權(quán)和密鑰管理、分配用戶臨時(shí)身份標(biāo)識(shí)、NAS層信令的加密和完整性保護(hù)、TAlist管理、S-GW選擇、漫游控制、合法監(jiān)聽等。MME相當(dāng)于LTE網(wǎng)絡(luò)總的管家，所有的內(nèi)部事務(wù)和外部事務(wù)均由MME總體協(xié)調(diào)完成。MME功能與網(wǎng)關(guān)功能分離，這種控制平面/用戶平面分離的架構(gòu)，有助于網(wǎng)絡(luò)部署、單個(gè)技術(shù)的演進(jìn)以及全面靈活的擴(kuò)容。MME池區(qū)是一個(gè)移動(dòng)臺(tái)可通過它移動(dòng)而不改變MME服務(wù)器的地區(qū)。每個(gè)池區(qū)由一個(gè)或多個(gè)MME控制，而每一個(gè)基站通過S1-MME接口連接到一個(gè)池區(qū)內(nèi)的所有MME，池區(qū)可以重疊。通常情況下，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商可能配置一個(gè)池區(qū)去覆蓋一個(gè)網(wǎng)絡(luò)大區(qū)域，例如主城市，當(dāng)主城市信令負(fù)載增加時(shí)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商也會(huì)增加MME池區(qū)。4.服務(wù)網(wǎng)關(guān)S-GWS-GW主要負(fù)責(zé)UE用戶面處理、路由和數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)、3GPP定義的不同接入方式間的接入、eNB間切換、分組路由和轉(zhuǎn)發(fā)功能、IP頭壓縮、IDLE態(tài)終結(jié)點(diǎn)、下行數(shù)據(jù)緩存、基于用戶和承載的計(jì)費(fèi)、路由優(yōu)化和用戶漫游時(shí)QoS和計(jì)費(fèi)策略實(shí)現(xiàn)功能等。除切換外，對(duì)于每個(gè)與EPS系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的UE，每個(gè)時(shí)刻僅有一個(gè)S-GW為之服務(wù)。S-GW服務(wù)區(qū)是有一個(gè)或多個(gè)服務(wù)網(wǎng)關(guān)的地區(qū)，移動(dòng)臺(tái)通過它可移動(dòng)而不改變服務(wù)網(wǎng)關(guān)。每一個(gè)基站通過S1-U接口連接到一個(gè)服務(wù)區(qū)域的所有網(wǎng)關(guān)。S-GW服務(wù)區(qū)不一定對(duì)應(yīng)MME池區(qū)。MME池區(qū)與S-GW服務(wù)區(qū)都是由較小的、不重疊的單元即跟蹤區(qū)域(TA)形成的，這些都是用來追蹤待機(jī)和類似于UMTE和GSM定位和路由區(qū)的移動(dòng)臺(tái)位置。5.公共數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)P-GWP-GW負(fù)責(zé)用戶數(shù)據(jù)包與其他網(wǎng)絡(luò)的處理。P-GW是整個(gè)LTE架構(gòu)與互聯(lián)網(wǎng)的接口，所以UE如果想訪問互聯(lián)網(wǎng)就必須途經(jīng)P-GW實(shí)體；P-GW作為數(shù)據(jù)承載的錨點(diǎn)，提供包轉(zhuǎn)發(fā)、包解析、合法監(jiān)聽、基于業(yè)務(wù)的計(jì)費(fèi)、業(yè)務(wù)的QoS控制，以及負(fù)責(zé)和非3GPP網(wǎng)絡(luò)間的互聯(lián)等。6.歸屬用戶服務(wù)器HSSHSS是EPS中用于存儲(chǔ)用戶簽約和登記信息的服務(wù)器，是2G/3G網(wǎng)元HLR的演進(jìn)和升級(jí)，它主要負(fù)責(zé)管理用戶的簽約數(shù)據(jù)及移動(dòng)用戶的位置信息。HSS用于4G網(wǎng)絡(luò)，而HLR用于2G/3G網(wǎng)絡(luò)。實(shí)際部署時(shí)，由于HSS與HLR在網(wǎng)絡(luò)中功能類似，所存儲(chǔ)數(shù)據(jù)有較多重復(fù)，故多合設(shè)，對(duì)外呈現(xiàn)為HSS與HLR融合設(shè)備。MME要依賴于終端用戶的簽約信息來建立和管理數(shù)據(jù)連接。MME還要將終端連接到網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)記錄到HSS中。HSS中還保存了用戶可接入的外部網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)，以接入點(diǎn)名稱(APN)形式記錄。HSS中的認(rèn)證中心(AuC)負(fù)責(zé)安全通信的密鑰管理。7.策略與計(jì)費(fèi)規(guī)則功能單元PCRFPCRF完成動(dòng)態(tài)QoS策略控制和動(dòng)態(tài)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流的計(jì)費(fèi)控制功能，同時(shí)還提供基于用戶簽約信息的授權(quán)控制功能。P-GW識(shí)別業(yè)務(wù)流，通知PCRF，PCRF再下發(fā)規(guī)則，決定業(yè)務(wù)是否可用，以及提供給該業(yè)務(wù)的QoS。6.2LTE協(xié)議結(jié)構(gòu)6.2.1空中接口協(xié)議?？罩薪涌谑侵附K端和接入網(wǎng)之間的接口，通常也稱之為無線接口。通?？湛诙x了基站和終端間的鏈路層和物理層的通信協(xié)議。終端操作系統(tǒng)的TCP/IP協(xié)議棧封裝好IP數(shù)據(jù)包后，交付給空口鏈路層協(xié)議棧。鏈路層對(duì)IP數(shù)據(jù)包進(jìn)行一系列處理，使其安全、可靠、有效地在物理層傳遞，而在空口物理層則定義了無線信號(hào)在無線信道的傳輸方式和物理層控制信息的交互方式?？罩薪涌谑侵窾E和eNB之間的接口Uu，通常也稱之為無線接口。由于Uu接口位于終端與基站之間，在這中間，終端跟基站會(huì)建立兩種連接，即信令連接和數(shù)據(jù)連接，信令連接叫做RRCConnection，相應(yīng)的信令在信令無線承載上進(jìn)行傳輸，而數(shù)據(jù)的連接是邏輯信道，相關(guān)的數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)無線承載(DRB)上傳輸。這兩個(gè)連接是終端與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信所必不可少的。LTE中，SRB作為一種特殊的無線承載(RB)，僅僅用來傳輸RRC和NAS消息，在協(xié)議36.331中，定義了SRBs的傳輸信道：SRB0用來傳輸RRC消息，在公共(通用)控制信道(CCCH)上傳輸。SRB1用來傳輸RRC消息(也許會(huì)包含NAS消息)，在SRB2承載的建立之前，具有比SRB2更高的優(yōu)先級(jí)。在專用控制信道(DCCH)上傳輸。SRB2用來傳輸NAS消息，具有比SRB1更低的優(yōu)先級(jí)，并且總是在安全模式激活之后才配置SRB2。無線接口協(xié)議主要是用來建立、重配置和釋放各種無線承載業(yè)務(wù)的。無線接口協(xié)議棧根據(jù)用途分為用戶平面協(xié)議棧和控制平面協(xié)議棧。用戶面的協(xié)議處理用戶感興趣的數(shù)據(jù)，而控制面的協(xié)議處理只有網(wǎng)絡(luò)元素本身感興趣的信令消息。協(xié)議棧有兩個(gè)主要的層，上層在特定的LTE操縱信息，下層從一個(gè)點(diǎn)向另一個(gè)點(diǎn)傳輸信息。這些層在E-UTRAN稱為無線網(wǎng)絡(luò)層和傳輸網(wǎng)絡(luò)層。協(xié)議有三種類型：(1)信令協(xié)議。信令協(xié)議定義一種兩個(gè)設(shè)備可以相互交換信令消息的語言。(2)用戶協(xié)議。用戶協(xié)議在用戶名操控?cái)?shù)據(jù)，最常幫助路由網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)。(3)底層傳輸協(xié)議。底層傳輸協(xié)議從一個(gè)點(diǎn)向另一個(gè)點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)和信令信息?？罩薪涌谳^復(fù)雜，MME通過發(fā)送信號(hào)信息控制著移動(dòng)臺(tái)的高級(jí)行為。然而，MME和移動(dòng)臺(tái)之間的信息傳輸沒有直達(dá)的路徑。為解決該問題，空中接口分為接入層AS和非接入層NAS，高層信令消息位于NAS層，利用S1和Uu接口的AS層協(xié)議被傳輸。1.控制平面協(xié)議控制平面協(xié)議負(fù)責(zé)用戶無線資源的管理、無線連接的建立、業(yè)務(wù)的QoS保證和最終的資源釋放，控制面協(xié)議結(jié)構(gòu)如圖6.2所示?？刂破矫鎱f(xié)議棧主要包括非接入層NAS、無線資源控制子層RRC、分組數(shù)據(jù)匯聚子層PDCP、無線鏈路控制子層RLC及媒體接入控制子層MAC?？刂破矫娴闹饕δ苡缮蠈拥腞RC層和NAS實(shí)現(xiàn)。NAS控制協(xié)議實(shí)體位于終端UE和移動(dòng)管理實(shí)體MME內(nèi)，主要負(fù)責(zé)非接入層的管理和控制。實(shí)現(xiàn)的功能包括：EPC承載管。理、鑒權(quán)、產(chǎn)生LTE‐IDLE狀態(tài)下的尋呼消息、移動(dòng)性管理、安全控制等。RRC協(xié)議實(shí)體位于UE和eNodeB網(wǎng)絡(luò)實(shí)體內(nèi)，主要負(fù)責(zé)接入層的管理和控制，實(shí)現(xiàn)的功能包括：系統(tǒng)消息廣播，尋呼建立、管理、釋放，RRC連接管理，無線承載(RadioBearer，RB)管理，移動(dòng)性功能，終端的測(cè)量和測(cè)量上報(bào)控制。PDCP在網(wǎng)絡(luò)側(cè)終止于eNB，需要完成控制面的加密、完整性保護(hù)等功能。RLC和MAC在網(wǎng)絡(luò)側(cè)終止于eNB，在用戶面和控制面執(zhí)行功能沒有區(qū)別2.用戶平面協(xié)議用戶平面協(xié)議用于執(zhí)行無線接入承載業(yè)務(wù)，主要負(fù)責(zé)用戶發(fā)送和接收的所有信息的處理，如圖6.3所示。用戶平面協(xié)議棧主要由MAC、RLC、PDCP三個(gè)子層構(gòu)成。(1)PDCP主要任務(wù)是頭壓縮，用戶面數(shù)據(jù)加密。(2)MAC子層實(shí)現(xiàn)與數(shù)據(jù)處理相關(guān)的功能，包括信道管理與映射、數(shù)據(jù)包的封裝與解封裝、HARQ功能、數(shù)據(jù)調(diào)度、邏輯信道的優(yōu)先級(jí)管理等。(3)RLC實(shí)現(xiàn)的功能包括數(shù)據(jù)包的封裝和解封裝、ARQ過程、數(shù)據(jù)的重排序和重復(fù)檢測(cè)、協(xié)議錯(cuò)誤檢測(cè)和恢復(fù)等。接口是指不同網(wǎng)元之間的信息交互方式。既然是信息交互，就應(yīng)該使用彼此都能看懂的語言，這就是接口協(xié)議。接口協(xié)議的框架稱為協(xié)議棧。根據(jù)接口所處的位置分為空中接口和地面接口，相應(yīng)的協(xié)議也分為空中接口協(xié)議和地面接口協(xié)議。6.2.2S1接口協(xié)議棧LTE空中接口是UE和eNodeB的LTE-Uu接口，地面接口主要是eNodeB之間的X2接口，以及eNodeB和EPC之間的S1接口。eNB之間由X2接口互連，每個(gè)eNB又和EPC通過S1接口相連。S1接口的用戶面終止在S-GW上，S1接口的控制面終止在MME上?？刂泼婧陀脩裘娴牧硪欢私K止在eNB上。1.?S1接口用戶平面S1接口用戶平面位于eNodeB和S-GW之間，連接eNodeB和S-GW之間的接口為S1-U(S1UserPlane)。S1-U接口提供eNodeB和S-GW之間用戶平面協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDU)的非保障傳輸。S1接口用戶平面協(xié)議棧如圖6.4所示。GTP-U協(xié)議具備以下特點(diǎn)：GTP-U協(xié)議既可以基于IPv4/UDP傳輸，也可以基于IPv6/UDP傳輸；隧道端點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)通過IP地址和UDP端口號(hào)進(jìn)行路由；UDP頭與使用的IP版本無關(guān)，兩者獨(dú)立。S1用戶平面無線網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議功能如下：在S1接口目標(biāo)節(jié)點(diǎn)中指示數(shù)據(jù)分組所屬的SAE接入承載；移動(dòng)過程中盡量減少數(shù)據(jù)的丟失；錯(cuò)誤處理機(jī)制；多媒體廣播組播業(yè)務(wù)(MultimediaBroadcastMulticastService，MBMS)支持功能；分組丟失檢測(cè)機(jī)制。2.?S1接口控制平面S1接口控制平面位于eNodeB和MME之間，連接eNodeB和MME之間的接口為S1-C(S1ControlPlane)。S1接口控制平面協(xié)議棧如圖6.5所示。與用戶平面類似，傳輸網(wǎng)絡(luò)層建立在IP傳輸基礎(chǔ)上；為了可靠傳輸信令消息，在IP層之上增加了SCTP層；應(yīng)用層的信令協(xié)議為S1-AP(S1應(yīng)用協(xié)議)。在IP傳輸層，PDU的傳輸采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式。每個(gè)S1-C接口實(shí)例都關(guān)聯(lián)一個(gè)單獨(dú)的SCTP，與一對(duì)流指示標(biāo)記作用于S1-C公共處理流程中；只有很少的流指示標(biāo)記作用于S1-C專用處理流程中。MME分配的針對(duì)S1-C專用處理流程的MME通信上下文指示標(biāo)記，以及eNodeB分配的針對(duì)S1-C專用處理流程的eNodeB通信上下文指示標(biāo)記，都應(yīng)當(dāng)對(duì)特定UE的S1-C信令傳輸承載進(jìn)行區(qū)分。通信上下文指示標(biāo)記在各自的S1-AP消息中單獨(dú)傳送。S1接口控制面主要具備以下功能：(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)LTE-ACTIVE狀態(tài)下針對(duì)UE的移動(dòng)性管理功能。包括Intra-LTE切換和Inter-3GPP-RAT切換。(4)?S1接口尋呼功能。(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(cuò)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。(11)S1接口的無線網(wǎng)絡(luò)層不提供流量控制和擁塞控制功能。6.2.3X2接口協(xié)議棧X2接口是eNodeB之間的互連接口，支持?jǐn)?shù)據(jù)和信令的直接傳輸。eNodeB之間通過X2接口互相連接，形成了網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。這是LTE相對(duì)傳統(tǒng)移動(dòng)通信網(wǎng)的重大變化，產(chǎn)生這種變化的原因在于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中沒有了RNC，原有的樹型分支結(jié)構(gòu)被扁平化，使得基站承擔(dān)更多的無線資源管理任務(wù)，需要更多地和相鄰基站直接對(duì)話，從而保證用戶在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的無縫切換。X2也分為兩個(gè)接口，一個(gè)為X2-C，連接X2接口控制平面，一個(gè)為X2-U，連接X2接口用戶平面。1.?X2接口用戶平面X2接口用戶平面提供eNodeB之間的用戶數(shù)據(jù)傳輸功能。X2的用戶平面協(xié)議棧如圖6.6所示，與S1-U協(xié)議棧類似，X2-U的傳輸網(wǎng)絡(luò)層基于IP傳輸，UDP/IP之上采用GTP-U，來傳輸eNodeB之間的用戶面PDU。2.X2接口控制平面X2接口控制平面(X2-CP)定義為連接eNB之間接口的控制面。X2接口控制面的協(xié)議棧如圖6.7所示，傳輸網(wǎng)絡(luò)層建立在SCTP上，SCTP是在IP上。應(yīng)用層的信令協(xié)議表示為X2-AP(X2應(yīng)用協(xié)議)。當(dāng)每個(gè)X2-C接口含一個(gè)單一的SCTP并具有雙流標(biāo)識(shí)時(shí)，將被應(yīng)用于X2-C的一般流程。當(dāng)具有多對(duì)流標(biāo)識(shí)時(shí)，僅應(yīng)用于X2-C的特定流程。源eNB為X2-C的特定流程分配源eNB通信的上下文標(biāo)識(shí)，目標(biāo)eNB為X2-C的特定流程分配目標(biāo)eNB通信的上下文標(biāo)識(shí)。這些上下文標(biāo)識(shí)用來區(qū)別UE特定的X2-C信令傳輸承載。通信上下文標(biāo)識(shí)通過各自的X2-AP進(jìn)行消息傳輸。X2-AP協(xié)議主要支持以下功能：

(1)?UE在EMM-CONNECTED狀態(tài)時(shí)的LTE接入系統(tǒng)內(nèi)的移動(dòng)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接口管理和錯(cuò)誤處理功能，如錯(cuò)誤指示等。(4)eNB之間應(yīng)用層數(shù)據(jù)交換。(5)跟蹤功能。6.3LTE編號(hào)和識(shí)別在4G之前的網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)都與公共陸地移動(dòng)網(wǎng)標(biāo)識(shí)PLMN相關(guān)聯(lián)，其包含三位移動(dòng)臺(tái)國(guó)家碼(MCC)和兩位移動(dòng)臺(tái)網(wǎng)絡(luò)代碼(MNC)。MME標(biāo)識(shí)MMEI能在特定網(wǎng)絡(luò)識(shí)別MME，它包括8位MME組代碼(MMEC)和16位MME組標(biāo)識(shí)(MMEGI)，通過引入網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)，和MMEI順序連接起來，就獲得了全球唯一MME標(biāo)識(shí)GUMMEI，它可識(shí)別世界任何地方的MME。同樣，每個(gè)跟蹤區(qū)有兩個(gè)主要標(biāo)識(shí)。16位跟蹤區(qū)域代碼TAC識(shí)別特定網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的小區(qū)，而E-UTRAN小區(qū)全球標(biāo)識(shí)(ECGI)識(shí)別世界任何地方的小區(qū)。對(duì)于空中接口，物理小區(qū)標(biāo)識(shí)也很重要，它是一個(gè)從0到503的數(shù)字，能把小區(qū)與它的近鄰區(qū)分開。移動(dòng)臺(tái)也與幾個(gè)不同的標(biāo)識(shí)相關(guān)聯(lián)。其中最重要的是國(guó)際移動(dòng)設(shè)備標(biāo)識(shí)IMEI，這是對(duì)于移動(dòng)設(shè)備的獨(dú)一無二的標(biāo)識(shí)，另外，國(guó)際移動(dòng)用戶標(biāo)識(shí)IMSI是對(duì)于UICC和USIM的獨(dú)一無二的標(biāo)識(shí)。IMSI是入侵者需要復(fù)制移動(dòng)臺(tái)的一個(gè)量，所以我們需盡可能地避免在空中接口傳送它。相反，一個(gè)服務(wù)MME使用臨時(shí)標(biāo)識(shí)識(shí)別移動(dòng)臺(tái)，并定期更新。有三種類型的臨時(shí)標(biāo)識(shí)比較重要：32位MME臨時(shí)移動(dòng)用戶標(biāo)識(shí)(M-TMSI)，唯一識(shí)別MME中的UE。40位的SAE臨時(shí)移動(dòng)用戶標(biāo)識(shí)(S-TMSI)，在M-TMSI前面添加8位MME代碼生成，用于在MME池內(nèi)識(shí)別移動(dòng)臺(tái)，是臨時(shí)UE識(shí)別號(hào)。在S-TMSI前依次添加PLMN-ID和MMEGI，生成最重要的全球唯一臨時(shí)標(biāo)識(shí)GUTI，這是移動(dòng)臺(tái)使用的臨時(shí)標(biāo)識(shí)，可以減少IMSI、IMSI等用戶私有參數(shù)暴露在網(wǎng)絡(luò)傳輸中。6.4LTE幀結(jié)構(gòu)上、下行信息如何復(fù)用有限的無線資源，這是所有無線制式必須考慮的雙工技術(shù)問題。LTE標(biāo)準(zhǔn)支持兩種雙工模式。于是，LTE定義了兩種幀結(jié)構(gòu)：FDD幀結(jié)構(gòu)和TDD幀結(jié)構(gòu)。FDD和TDD兩種雙工方式分配的頻段不同、范圍大小也不同。運(yùn)營(yíng)商已獲得的FDD頻段更多一些。由于各廠家利益不同，取得的頻段不同，產(chǎn)業(yè)鏈成熟狀況不同，因而二者的發(fā)展有所不同。在3G制式中，WCDMA采用FDD雙工技術(shù)，在全球范圍內(nèi)應(yīng)用較廣；而TD-SCDMA采用TDD雙工技術(shù)，在中國(guó)獲得了比較成功的應(yīng)用。受此影響，LTEFDD標(biāo)準(zhǔn)化與產(chǎn)業(yè)化程度領(lǐng)先于LTETDD，支持LTEFDD的陣營(yíng)更加強(qiáng)大。2007年年底，3GPPRANl會(huì)議通過了多家公司聯(lián)署的LTETDD統(tǒng)一幀結(jié)構(gòu)。在TD-SCDMA的幀結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的LTETDD幀結(jié)構(gòu)，為TD-SCDMA向LTE的演進(jìn)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。3GPP在制定3G標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，并沒有考慮FDD和TDD在一個(gè)體系中實(shí)現(xiàn)。LTE則在整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的制定過程中充分考慮了FDD和TDD雙工方式在實(shí)現(xiàn)過程的異同，增大二者實(shí)現(xiàn)的共同點(diǎn)，減少二者的差異之處。LTEFDD和LTETDD幀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的差別，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方面相應(yīng)的不同，不過主要的不同集中在物理層(PHY)的實(shí)現(xiàn)上，而在媒質(zhì)接入控制(MAC)層、無錢鏈路控制(RLC)層的差別不大，在更高層的設(shè)計(jì)上幾乎沒有不同。從設(shè)備實(shí)現(xiàn)的角度來講，LTETDD和LTEFDD相比，差別僅在于物理層軟件和射頻模塊硬件(如濾波器)，網(wǎng)絡(luò)側(cè)絕大多數(shù)網(wǎng)元可以共用，這就使得TDD的相關(guān)廠家可以共享FDD成熟的產(chǎn)業(yè)鏈帶來的便利。但終端射頻模塊存在差異，這樣，終端的發(fā)展成熟度決定了LTETDD和LTEFDD各自網(wǎng)絡(luò)的競(jìng)爭(zhēng)力。6.4.1頻段分配LTE不但支持1.4?MHz、3?MHz、5?MHz、10?MHz、15?MHz、20?MHz等多種帶寬配置，還支持從700?MHz到2.6?GHz等多種頻段。根據(jù)協(xié)議規(guī)定，LTE系統(tǒng)定義的工作頻段有40個(gè)，使用的頻段考慮了對(duì)現(xiàn)有無線制式頻段的再利用。每個(gè)頻段都有一個(gè)編號(hào)和一定的范圍，部分工作頻段之間會(huì)有重疊。編號(hào)1～32為FDD頻段，如表6.1所示。編號(hào)33～40為TDD頻段，如表6.2所示。其中，F(xiàn)DD的一些編號(hào)還沒有分配具體頻點(diǎn)，如表6.1中15、16、18到32。6.4.2FDD幀結(jié)構(gòu)FDD雙工方式為對(duì)稱的(上下行不同的頻點(diǎn))頻段配置，LTEFDD類型的無線幀長(zhǎng)為l0ms，每幀含10個(gè)子幀、20個(gè)時(shí)隙，每個(gè)子幀有2個(gè)時(shí)隙，每個(gè)時(shí)隙為0.5?ms，如圖6.8所示，LTE的每個(gè)時(shí)隙又可以有若干個(gè)物理資源塊(PhysicalResourceBlock，PRB)，每個(gè)PRB含有多個(gè)子載波。LTE的時(shí)隙顆粒度取得很細(xì)的原因是：LTE有很苛刻的時(shí)延要求，在負(fù)載較輕的情況下，用戶面延遲小于5?ms。為了滿足這么苛刻的數(shù)據(jù)傳輸延遲要求，LTE系統(tǒng)必須使用很短的交織長(zhǎng)度(TTI)和自動(dòng)重傳請(qǐng)求(ARQ)周期。LTE的時(shí)隙長(zhǎng)度為0.5?ms，但若在這么短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行一次調(diào)度的話，信令面的開銷會(huì)很大，因此對(duì)器件的要求較高。一般將調(diào)度周期TTI設(shè)為一個(gè)子幀的長(zhǎng)度(1?ms)，包括兩個(gè)資源塊RB的時(shí)間長(zhǎng)度。因此，一個(gè)調(diào)度周期內(nèi)，資源塊RB都是成對(duì)出現(xiàn)的。FDD幀結(jié)構(gòu)不但支持半雙工FDD技術(shù)，還支持雙工FDD技術(shù)。半雙工(HalfDuplex)技術(shù)就是指上、下行兩個(gè)方向的數(shù)據(jù)傳輸可以在一個(gè)傳輸通道上進(jìn)行，但是不能同時(shí)進(jìn)行。全雙工(FullDuplex)技術(shù)是上、下行兩個(gè)方向的數(shù)據(jù)不但可以在一個(gè)傳輸通道上進(jìn)行，而且可以同時(shí)進(jìn)行。一個(gè)常規(guī)時(shí)隙包含7個(gè)連續(xù)的OFDM符號(hào)，為了克服符號(hào)間干擾(ISI)，需要加入CP，CP的長(zhǎng)度與覆蓋半徑有關(guān)，要求的覆蓋范圍越大，需要配置的CP長(zhǎng)度就越長(zhǎng)。但過長(zhǎng)的CP配置也會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)開銷過大。在一般覆蓋要求下，配置普通長(zhǎng)度的CP即可滿足要求。但是需要廣覆蓋的場(chǎng)景則要配置增長(zhǎng)的擴(kuò)展CP。MBMS應(yīng)用的場(chǎng)景，由于需要多個(gè)同頻小區(qū)同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送，為了避免不同位置的基站多徑時(shí)延的不同，需要采用擴(kuò)展的CP。上、下行普通CP配置下的時(shí)隙結(jié)構(gòu)如圖6.9所示。在一個(gè)時(shí)隙中，第0個(gè)OFDM符號(hào)的循環(huán)前綴CP長(zhǎng)度和其他OFDM符號(hào)的CP長(zhǎng)度是不一樣的。第0個(gè)OFDM符號(hào)的CP長(zhǎng)度為160Ts，約為5.2?μs；而其他6個(gè)OFDM符號(hào)的CP長(zhǎng)度為144Ts，約為4.7?μs；每個(gè)OFDM周期內(nèi)有用符號(hào)的長(zhǎng)度為2048Ts，約為66.7?μs。7個(gè)OFDM符號(hào)的周期，有用符號(hào)長(zhǎng)度和CP長(zhǎng)度之和正好為15?360Ts，約合0.5?ms。上、下行擴(kuò)展CP配置下的時(shí)隙結(jié)構(gòu)如圖6.10所示。擴(kuò)展CP配置下，每個(gè)時(shí)隙的OFDM符號(hào)數(shù)目為6，而且一個(gè)時(shí)隙內(nèi)，每個(gè)OFDM符號(hào)周期的長(zhǎng)度是一樣的，每個(gè)OFDM符號(hào)中有用符號(hào)的長(zhǎng)度為2048Ts，約為66.7?μs，但CP的長(zhǎng)度擴(kuò)展為512Ts，約為16.7?μs。這樣在擴(kuò)展模式下，比普通CP模式下的符號(hào)周期增加了約12μs，因此一個(gè)時(shí)隙0.5ms內(nèi)的符號(hào)個(gè)數(shù)減少了一個(gè)。在下行方向(且只有在下行方向)，為了支持獨(dú)立載波的MBSFN傳播，增加了子載波間隔Δf?=?7.5?kHz情況下擴(kuò)展CP配置的時(shí)隙結(jié)構(gòu)，其情況如表6.3所示，分析Δf?=?7.5?kHz的擴(kuò)展CP的時(shí)隙結(jié)構(gòu)，每時(shí)隙OFDM符號(hào)數(shù)目降低為3個(gè)，OFDM符號(hào)周期增長(zhǎng)了很多，能夠支持較大覆蓋范圍的數(shù)據(jù)傳送，在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)，每個(gè)OFDM符號(hào)周期的長(zhǎng)度由擴(kuò)展的CP和擴(kuò)展的有用符號(hào)組成。每個(gè)OFDM符號(hào)中有用符號(hào)的長(zhǎng)度增加為4096Ts，約為133.3?μs；擴(kuò)展CP的長(zhǎng)度為1024Ts，約為33.3?μs。因此，Δf?=?7.5?kHz的擴(kuò)展CP的時(shí)隙結(jié)構(gòu)比Δf?=?15?kHz的時(shí)隙結(jié)構(gòu)的OFDM符號(hào)周期增加一倍。6.4.3TDD幀結(jié)構(gòu)LTETDD幀格式的形成過程比較復(fù)雜。最初的提案中有兩個(gè)版本：一個(gè)是與FDD幀結(jié)構(gòu)類似的幀格式FS1，另外一個(gè)是兼容現(xiàn)有的TD-SCDMA的幀格式FS2。在標(biāo)準(zhǔn)形成過程中，經(jīng)過各個(gè)利益集團(tuán)的博弈、讓步，最后形成了融合二者特色的幀結(jié)構(gòu)，與LTEFDD幀長(zhǎng)度一致，但保留了TD-SCDMA的一些特色元素。LTETDD也采用OFDM技術(shù)，子載波間隔和時(shí)間單位均與FDD相同，幀結(jié)構(gòu)與FDD類似，如圖6.11所示。每個(gè)10ms幀由10個(gè)1ms的子幀組成，每個(gè)子幀包含2個(gè)0.5?ms的時(shí)隙。LTE的TDD幀結(jié)構(gòu)和FDD的不同之處有兩個(gè)：存在特殊子幀(由DwPTS、GP以及UpPTS構(gòu)成)，總長(zhǎng)度為1?ms；存在上、下行轉(zhuǎn)換點(diǎn)。TD-LTE和傳統(tǒng)的TD-SCDMA的TDD幀結(jié)構(gòu)相比，相同的是每幀長(zhǎng)度是10?ms，每半幀長(zhǎng)度是5?ms，也分常規(guī)時(shí)隙和特殊時(shí)隙，存在上、下行時(shí)隙轉(zhuǎn)換點(diǎn)且上、下行時(shí)隙轉(zhuǎn)換點(diǎn)可調(diào)，但二者也有如下不同：每半幀包含的時(shí)隙數(shù)目不同；兩者時(shí)隙的長(zhǎng)度不同。LTE特殊時(shí)隙的長(zhǎng)度是可調(diào)的。TD-SCDMA的TDD子幀有7個(gè)常規(guī)時(shí)隙(TS0～TS6)，每個(gè)時(shí)隙的長(zhǎng)度為0.675?ms；TD-LTE的TDD每個(gè)常規(guī)時(shí)隙長(zhǎng)度為0.5?ms，但每?jī)蓚€(gè)時(shí)隙組成一組進(jìn)行調(diào)度。TD-SCDMA有3個(gè)特殊時(shí)隙：DwPTS(下行導(dǎo)頻時(shí)隙，長(zhǎng)為75?μs)、GP(保護(hù)間隔，長(zhǎng)為75?μs)和UpPTS(上行導(dǎo)頻時(shí)隙，長(zhǎng)為125?μs)，特殊時(shí)隙總長(zhǎng)度為0.275?ms。TD-LTE的TDD也有三個(gè)特殊時(shí)隙，總長(zhǎng)度為1?ms，DwPTS/GP/UpPTS的長(zhǎng)度是可調(diào)的。在TD-LTE的10?ms幀結(jié)構(gòu)中，上、下行子幀的分配策略是可以設(shè)置的。每個(gè)幀的第一個(gè)子幀固定地用做下行時(shí)隙來發(fā)送系統(tǒng)廣播信息，第二個(gè)子幀固定地用做特殊時(shí)隙，第三個(gè)子幀固定地用做上行時(shí)隙。后半幀的各子幀的上、下行屬性是可變的，常規(guī)時(shí)隙和特殊時(shí)隙的屬性也是可調(diào)的。協(xié)議規(guī)定了0～6共7種TD-LTE幀結(jié)構(gòu)上、下行配置策略，如表6.4所示。幀長(zhǎng)為10?ms，每個(gè)無線幀由兩個(gè)5?ms長(zhǎng)的半幀組成。每個(gè)半幀由5個(gè)1?ms長(zhǎng)的子幀組成，每個(gè)半幀包括8個(gè)時(shí)長(zhǎng)0.5?ms的時(shí)隙和DwPTS、GP和UpPTS3個(gè)特殊時(shí)隙，3個(gè)特殊時(shí)隙的總時(shí)長(zhǎng)為1ms。每個(gè)特殊時(shí)隙的長(zhǎng)度可變。其他時(shí)隙的長(zhǎng)度和OFDM符號(hào)的長(zhǎng)度與FDD保持一致。在表6.4中，D代表下行，S代表特殊時(shí)隙(也算下行)，U代表上行。從表中可以看出，幀結(jié)構(gòu)支持5?ms和10?ms切換點(diǎn)周期。如果下行到上行轉(zhuǎn)換點(diǎn)周期為5?ms，特殊子幀存在于兩個(gè)半幀中；如果下行到上行轉(zhuǎn)換點(diǎn)周期為10?ms，特殊子幀只存在于第一個(gè)半幀中。子幀0和子幀5以及DwPTS總是用于下行傳輸。UpPTS和緊跟于特殊子幀后的子幀專用于上行傳輸。DwPTS傳什么和特殊子幀的配置有關(guān)，某些配置下的DwPTS只能傳主同步信號(hào)(PrimarySynchronizationSignal，PSS)，某些配置下的DwPTS可以同時(shí)傳下行數(shù)據(jù)，只是可用的PRB數(shù)有限制。DwPTS和UpPTS的長(zhǎng)度可配置，DwPTS的長(zhǎng)度為3～12個(gè)OFDM符號(hào)，UpPTS的長(zhǎng)度為1～2個(gè)OFDM符號(hào)，相應(yīng)的GP長(zhǎng)度為1～10個(gè)OFDM符號(hào)。DwPTS也可用于傳輸PCFICH、PDCCH、PHICH、PDSCH和P-SCH(主同步信號(hào))等控制信道和控制信息。其中，DwPTS時(shí)隙中下行控制信道的最大長(zhǎng)度為兩個(gè)符號(hào)，且主同步信道固定位于DwPTS的第三個(gè)符號(hào)。不同的特殊時(shí)隙DwPTS、GP、UpPTS的長(zhǎng)度，在LTE的TDD幀中也是可配置的，如表6.5所示。TDD的－個(gè)子頓長(zhǎng)度包括2個(gè)時(shí)隙，普通CP配置的情況下，TDD的一個(gè)子幀長(zhǎng)度是14個(gè)OFDM符號(hào)周期，而在擴(kuò)展CP配置的情況下，TDD的一個(gè)子幀長(zhǎng)度為12個(gè)OFDM符號(hào)周期。相對(duì)而言，UpPTS的長(zhǎng)度比較固定，只支持一個(gè)符號(hào)和兩個(gè)符號(hào)兩種長(zhǎng)度，以避免過多的選項(xiàng)，簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)。GP和DwPTS具有很大的靈活性，這主要是為了實(shí)現(xiàn)可變的GP長(zhǎng)度和GP位置，以支持各種尺寸的小區(qū)半徑。6.4.4物理資源的相關(guān)概念無線信號(hào)在LTE空口是以頻分和時(shí)分復(fù)用進(jìn)行傳輸?shù)?，就像車輛運(yùn)輸貨物需要道路空間資源一樣，無線信號(hào)傳輸所使用的資源是時(shí)間和頻率?？梢詮臅r(shí)域和頻域兩個(gè)維度定義和理解LTE空口資源，時(shí)頻資源可以形象地表示成網(wǎng)格的形式，一個(gè)或多個(gè)“時(shí)頻格”用來傳輸某一類信息，通過協(xié)議的預(yù)先約定以及控制信令的實(shí)時(shí)指示，基站和終端可以對(duì)哪些時(shí)頻資源上是何種信號(hào)及如何接收和解調(diào)信號(hào)達(dá)成一致。終端除了要知道時(shí)頻資源劃分，還要知道基站所使用的工作頻段、帶寬和頻點(diǎn)，才能與基站在同一無線鏈路上通信。在時(shí)域中，LTE空口傳輸?shù)臅r(shí)間軸分為連續(xù)的、單位長(zhǎng)度為10?ms的無線幀，每個(gè)無線幀包含10個(gè)長(zhǎng)為1?ms的子幀，每個(gè)子幀又進(jìn)一步分為兩個(gè)長(zhǎng)為0.5?ms的時(shí)隙，如圖6.12所示。在頻域中，OFDM系統(tǒng)的最小單位是子載波間隔Δf，LTE中Δf?=?15?kHz。在空口資源分配時(shí)，往往將N個(gè)子載波一起使用，稱為一個(gè)子帶，并將NΔf稱為子帶帶寬。空口資源分配中的N為12，即頻域子帶帶寬為15×12=180kHz。LTE物理資源相關(guān)的概念包括物理資源塊、資源粒子、資源組和控制信道單元，下面分別對(duì)它們進(jìn)行介紹。(1)物理資源塊(PRB)。?PRB是一個(gè)0.5?ms時(shí)隙和12個(gè)連續(xù)的子載波組成的區(qū)域，也就是說，一個(gè)PRB時(shí)域長(zhǎng)為0.5?ms，頻域帶寬為180?kHz，可容納7?×?12?=?84個(gè)資源粒子RE)。人們?cè)诤饬款l域大小時(shí)會(huì)經(jīng)常用RE或PRB的編號(hào)來指明。有了RE和PRB的定義后，LTE空口時(shí)頻資源可以用網(wǎng)格來表示，如圖6.12所示。在資源分配時(shí)，并不直接指定PRB，而是指定虛擬RB(VRB)，VRB定義了資源的分配方式，其大小和PRB是一樣的，也是一個(gè)時(shí)隙(0.5?ms)和12個(gè)連續(xù)的子載波。很多文獻(xiàn)中PRB和RB是一個(gè)概念，即RB占用一個(gè)時(shí)隙，由12個(gè)連續(xù)的子載波和7個(gè)OFDM組成，本書中不做區(qū)分。在上行和下行的數(shù)據(jù)傳輸中，基站的調(diào)度器以RB為單位給終端分配時(shí)頻資源，資源大小取決于多種因素，例如待發(fā)送的數(shù)據(jù)、信道質(zhì)量等。每個(gè)終端在每個(gè)子幀使用的RB數(shù)(以及調(diào)制編碼方式)可以靈活改變。RB是基站調(diào)度器進(jìn)行資源分配的最小單元，主要用于資源分配。根據(jù)配置的擴(kuò)展循環(huán)前綴或普通循環(huán)前綴不同，每個(gè)PRB占0.5?ms，12個(gè)子載波，7個(gè)OFDM符號(hào)(前2個(gè)傳送控制信令，后5個(gè)傳送數(shù)據(jù))。RB的結(jié)構(gòu)如圖6.12所示，一個(gè)無線幀共有10個(gè)子幀，每個(gè)子幀1ms，包含2個(gè)時(shí)隙，如圖所示代表2個(gè)資源塊，橫軸14個(gè)格子代表14個(gè)OFDM符號(hào)，縱軸12個(gè)格子代表12個(gè)子載波。參考信號(hào)是為了讓用戶對(duì)信號(hào)質(zhì)量進(jìn)行測(cè)量以及信道估計(jì)所用，因此對(duì)于多天線端口的情況，如在某一天線端口上存在參考信號(hào)的話，它所對(duì)應(yīng)的另外的天線端口相應(yīng)的位置就不能夠傳送任何信號(hào)，以避免對(duì)參考信號(hào)造成干擾。在無線通信中，導(dǎo)頻信號(hào)是一串收發(fā)雙方都知道的固定序列，若導(dǎo)頻信號(hào)在傳輸中出現(xiàn)失真問題，到接收端根據(jù)已知的固定序列進(jìn)行比對(duì)，就能對(duì)信道進(jìn)行校正。圖6.12中所示的參考信號(hào)就是參考導(dǎo)頻信號(hào)，從圖中可以看出，兩個(gè)RB中含有8個(gè)參考信號(hào)，也即每3個(gè)子載波有1個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)，比起每個(gè)子載波都放導(dǎo)頻信號(hào)來說還是節(jié)約了不少資源。當(dāng)使用常規(guī)CP時(shí)，一個(gè)下行時(shí)隙包含7個(gè)OFDM符號(hào)；當(dāng)使用擴(kuò)展CP時(shí)，一個(gè)下行時(shí)隙包含6個(gè)OFDM符號(hào)。(2)資源粒子(RE)。RE是網(wǎng)絡(luò)的最小資源單位。傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，時(shí)域的一個(gè)OFDM符號(hào)和頻域的一個(gè)子載波構(gòu)成了LTE空口二維時(shí)域的最小單位，稱為資源粒子RE。由圖6.12可知，一個(gè)RB由84個(gè)RE組成。RE可以用來承載調(diào)制信息、參考信息或不承載信息。對(duì)于多天線應(yīng)用，每個(gè)發(fā)射天線都會(huì)對(duì)應(yīng)一個(gè)RE，同一個(gè)RE可以被多個(gè)發(fā)射天線復(fù)用。在傳輸控制信息的物理控制信道上，LTE還使用資源組(ResourceElementGroup，REG)和控制信道單元(ControlChannelElement，CCE)作為時(shí)頻資源單位。(3)資源組(REG)。每個(gè)REG包含了4個(gè)資源粒子RE，它是為控制信道資源分配的資源單位，主要針對(duì)物理控制格式指示信道PCFICH和物理HARQ指示信道PHICH速率很小的控制信道資源分配，提高資源的利用效率和分配靈活性。(4)控制信道單元(CCE)。每個(gè)CCE對(duì)應(yīng)9個(gè)REG。CCE用于數(shù)據(jù)量相對(duì)較大的PDCCH的資源分配，每個(gè)用戶的物理下行控制信道PDCCH只能占用1、2、4、8個(gè)CCE，稱為聚合級(jí)別。REG和CCE主要用于一些下行控制信道的資源分配，比如PHICH、PCFICH等。6.4.5LTE物理層LTE物理層是4G系統(tǒng)區(qū)別于其他移動(dòng)通信系統(tǒng)的最主要之處。對(duì)于負(fù)責(zé)向高層提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)的LTE物理層，可以通過MAC子層并使用傳輸信道來接入這些服務(wù)。可以支持成對(duì)的和不成對(duì)的頻譜，支持頻分雙工FDD模式和時(shí)分雙工TDD模式。物理層是基于資源塊，以帶寬不可知的方式進(jìn)行定義的，從而允許LTE物理層適用于不同的頻譜分配。一個(gè)資源塊在頻域上或者占用12個(gè)帶寬為15?kHz的子載波，或者占用24個(gè)寬度為7.5?kHz的子載波，在時(shí)域上持續(xù)時(shí)間為0.5?ms。在具體的實(shí)現(xiàn)過程中，系統(tǒng)的發(fā)送側(cè)和接收側(cè)需要區(qū)分比特級(jí)處理和符號(hào)級(jí)處理。以發(fā)送側(cè)為例，比特級(jí)處理是數(shù)據(jù)處理的前端，主要是將二進(jìn)制數(shù)據(jù)進(jìn)行添加CRC校驗(yàn)位、信道編碼、速率匹配以及加擾的處理之后發(fā)送至下一級(jí)處理；符號(hào)級(jí)處理則是將加擾之后數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制、層映射、傳輸預(yù)編碼、資源塊映射并經(jīng)過天線將數(shù)據(jù)發(fā)送出去。6.5無線承載和信道4G移動(dòng)通信系統(tǒng)使用“承載”的概念將IP數(shù)據(jù)傳遞進(jìn)一步細(xì)分，具有相同QoS指標(biāo)的一個(gè)或多個(gè)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流構(gòu)成一個(gè)EPS承載。LTE空口為EPS承載提供了無線承載。從協(xié)議模型上，可以把無線承載看作LTE空口的鏈路層為上層提供的通信服務(wù)。無線承載分為以下兩類：(1)數(shù)據(jù)無線承載DRB：傳輸IP數(shù)據(jù)包。一個(gè)DRB對(duì)應(yīng)一個(gè)EPS承載。(2)信令無線承載SRB：傳遞RRC信令，在RRC消息中還可攜帶NAS信令。SRB有3種，分別為SRB0、SRB1和SRB2。每個(gè)無線承載(包括DRB和SRB)在PDCP層和RLC層都有獨(dú)立的協(xié)議實(shí)體為它服務(wù)。所謂實(shí)體Entity，是指協(xié)議的一個(gè)具體運(yùn)行實(shí)例。協(xié)議與實(shí)體的關(guān)系類似于程序代碼與進(jìn)程的關(guān)系。一個(gè)無線承載有一對(duì)分別位于基站和終端的PDCP實(shí)體，而一個(gè)PDCP實(shí)體對(duì)應(yīng)一個(gè)或兩個(gè)RLC實(shí)體。而在MAC層，不再區(qū)分一個(gè)MACSDU中的信息是來自一個(gè)無線承載的還是多個(gè)無線承載的，即MAC實(shí)體與承載無對(duì)應(yīng)關(guān)系，基站或終端中僅存在一個(gè)MAC實(shí)體。在PDCP和RLC層，數(shù)據(jù)的傳遞服務(wù)可以用無線承載來標(biāo)記和區(qū)分，兩個(gè)層間的服務(wù)接入點(diǎn)(SAP)與承載一一對(duì)應(yīng)。在MAC層和物理層，不再區(qū)分無線承載，而是使用信道來區(qū)分各子層向上層提供的服務(wù)接入點(diǎn)。信道就是信息的通道。不同的信息類型需要經(jīng)過不同的處理過程。廣義地講，發(fā)射端信源信息經(jīng)過層三(網(wǎng)絡(luò)層)、層二(數(shù)據(jù)鏈路層)、層一(物理層)處理，再通過無線環(huán)境到接收端，經(jīng)過層一、層二、層三的處理被用戶高層所識(shí)別的全部環(huán)節(jié)，就是信道。也可以說，信道就是信息處理的流水線。上一道工序和下一道工序是相互配合、相互支撐的關(guān)系。上一道工序把自己處理完的信息交給下一道工序時(shí)，要有一個(gè)雙方都認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)就是業(yè)務(wù)接入點(diǎn)SAP。協(xié)議的層與層之間需要許多這樣的業(yè)務(wù)接入點(diǎn)，以便接收不同類別的信息。狹義地講，不同協(xié)議之間的SAP就是信道。信道是不同類型的信息按照不同傳輸格式，用不同的物理資源承載的信息通道。根據(jù)信息類型和處理過程的不同可將LTE信道分為邏輯信道、傳輸信道、物理信道三種，這與UMTS的信道分類方法一樣。從協(xié)議棧角度來看，邏輯信道在MAC層和RLC層之間，傳輸信道在物理層和MAC層之間，物理信道位于物理層。邏輯信道與傳輸信道的映射由MAC層負(fù)責(zé)，在物理層用物理信道來區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)和控制信息的發(fā)送和接收，如圖6.13所示。邏輯信道關(guān)注的是傳輸什么樣的內(nèi)容，什么類別的信息。信息首先要被分為兩種類型：控制消息(控制平面的信令，如廣播類消息、尋呼類消息)和業(yè)務(wù)消息(業(yè)務(wù)平面的消息，承載著高層傳來的實(shí)際數(shù)據(jù))。邏輯信道是高層信息傳到MAC層的SAP。傳輸信道關(guān)注的是怎樣傳和形成怎樣的傳輸塊(TB)。不同類型的傳輸信道對(duì)應(yīng)的是空中接口上不同信號(hào)的基帶處理方式，如調(diào)制編碼方式、交織方式、冗余校驗(yàn)方式、空間復(fù)用方式等。根據(jù)資源占有程度的不同，傳輸信道還可以分為共享信道和專用信道。前者是多個(gè)用戶共同占用信道資源，而后者是由某一個(gè)用戶獨(dú)占信道資源。傳輸信道和邏輯信道與MAC層強(qiáng)相關(guān)。傳輸信道是物理層提供給MAC層的服務(wù)，MAC可以利用傳輸信道向物理層發(fā)送和接收數(shù)據(jù)；而邏輯信道則是MAC層向RLC層提供的服務(wù)，RLC層可以使用邏輯信道向MAC層發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。MAC層一般包括很多功能模塊，如傳輸調(diào)度模塊、MBMS功能模塊、傳輸塊TB產(chǎn)生模塊等。經(jīng)過MAC層處理的消息向上傳給RLC層的業(yè)務(wù)接入點(diǎn)，要變成邏輯信道的消息；向下傳送到物理層的業(yè)務(wù)接入點(diǎn)，要變成傳輸信道的消息。物理信道就是信號(hào)在無線環(huán)境中傳送的方式，即空中接口的承載媒體。物理信道對(duì)應(yīng)的是實(shí)際的射頻資源，如時(shí)隙(時(shí)間)、子載波(頻率)、天線口(空間)。物理信道就是確定好編碼交織方式和調(diào)制方式，在特定的頻域、時(shí)域、空域上發(fā)送數(shù)據(jù)的無線通道。根據(jù)物理信道所承載的上層信息不同，定義了不同類型的物理信道。LTE和UMTS的信道結(jié)構(gòu)相比，其信道結(jié)構(gòu)做了很大簡(jiǎn)化。傳輸信道從原來的9個(gè)減為現(xiàn)在的5個(gè)，物理信道從20個(gè)簡(jiǎn)化為L(zhǎng)TE的上行3個(gè)、下行6個(gè)，再加上2個(gè)參考信號(hào)。6.5.1邏輯信道MAC層通過邏輯信道向RLC層提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，邏輯信道是由它所攜帶信息的類型定義的。MAC層將不同類型的數(shù)據(jù)(IP層數(shù)據(jù)或信令數(shù)據(jù))進(jìn)行分類，分派到邏輯定義的信道上傳輸。根據(jù)邏輯信道里傳輸?shù)男畔㈩愋?，將其分為傳輸RRC信令的控制邏輯信道和傳輸用戶數(shù)據(jù)(即IP層數(shù)據(jù))的數(shù)據(jù)邏輯信道。1.五個(gè)控制信道MAC層提供的控制信道有以下五個(gè)：(1)廣播控制信道。廣播控制信道BCCH是廣播消息的通道，面向轄區(qū)內(nèi)的所有用戶傳輸廣播控制信息。BCCH是網(wǎng)絡(luò)到用戶的一個(gè)下行信道，它傳送的信息是在用戶實(shí)際工作開始之前，做一些必要的通知工作。它是協(xié)調(diào)、控制、管理用戶行為的重要信息。(2)尋呼控制信道。尋呼控制信道PCCH類似于尋人啟事，當(dāng)不知道用戶具體處在哪個(gè)小區(qū)的時(shí)候，用于發(fā)送尋呼消息。PCCH是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)到用戶的下行信道，一般用于被叫流程(主叫流程比被叫流程少一個(gè)尋呼消息)。(3)公共控制信道。公共控制信道CCCH類似主管和員工之間多人工作時(shí)協(xié)調(diào)工作時(shí)信息交互的通道。CCCH是上、下行雙向和點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的控制信息傳送信道，在UE和網(wǎng)絡(luò)沒有建立RRC連接的時(shí)候使用。(4)專用控制信道。專用控制信道DCCH類似領(lǐng)導(dǎo)和某個(gè)親信之間面授機(jī)宜、協(xié)調(diào)彼此工作的信息通道。DCCH是上、下行雙向和點(diǎn)到點(diǎn)的控制信息傳送信道，在UE和網(wǎng)絡(luò)建立了RRC連接以后使用。(5)多播控制信道。多播控制信道(MCCH)類似領(lǐng)導(dǎo)給多個(gè)下屬下達(dá)搬運(yùn)一批貨物命令，指揮多個(gè)下屬干活時(shí)協(xié)調(diào)彼此工作的信息渠道。MCCH是點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)從網(wǎng)絡(luò)側(cè)到UE側(cè)(下行)的MBMS控制信息的傳送信道。一個(gè)MCCH可以支持一個(gè)或多個(gè)多播業(yè)務(wù)信道(MTCH)配置。MCCH在UMTS的信道結(jié)構(gòu)中沒有相關(guān)定義。網(wǎng)絡(luò)側(cè)類似一個(gè)電視臺(tái)節(jié)目源，UE則是接收節(jié)目的電視機(jī)，而MCCH則是為了順利發(fā)送電視臺(tái)節(jié)目給電視機(jī)而發(fā)送的控制命令，讓電視機(jī)做好相關(guān)接收準(zhǔn)備。當(dāng)使用演進(jìn)型組播廣播多媒體業(yè)務(wù)(eMBMS)系統(tǒng)支持多媒體廣播組播業(yè)務(wù)MBMS時(shí)，需要專用的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)邏輯信道，MCCH和多播業(yè)務(wù)信道MTCH分別承載eMBMS的控制信令和數(shù)據(jù)。2.兩個(gè)業(yè)務(wù)信道MAC層提供的業(yè)務(wù)信道有以下兩個(gè)：(1)專用業(yè)務(wù)信道。專用業(yè)務(wù)信道(DTCH)類似待搬運(yùn)貨物的通道，這個(gè)入口按照控制信道的命令或指示，把貨物從這里搬到那里，或從那里搬到這里。DTCH是UE和網(wǎng)絡(luò)之間的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和上、下行雙向的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳送渠道。(2)多播業(yè)務(wù)信道。多播業(yè)務(wù)信道MTCH類似要搬運(yùn)大批貨物的通道，也類似一個(gè)電視臺(tái)到電視機(jī)的節(jié)目傳送通道。MTCH是LTE中區(qū)別于以往制式的一個(gè)特色信道，是一個(gè)點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的從網(wǎng)絡(luò)側(cè)到UE(下行)傳送多播業(yè)務(wù)MBMS的數(shù)據(jù)傳送渠道。3.?LTE與UMTS邏輯信道的比較LTE邏輯信道和UMTS中定義的邏輯信道對(duì)比如表6.6所示，BCCH、PCCH、CCCH、DCCH這四個(gè)控制信道和DTCH業(yè)務(wù)信道是兩者共有的?？刂菩诺繫CCH、業(yè)務(wù)信道MTCH是LTE為了支持MBMS而設(shè)立的邏輯信道，在UMTS中沒有定義。6.5.2傳輸信道傳輸信道定義了空中接口中數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞胶吞匦?。傳輸信道可以配置物理層的很多?shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，同時(shí)物理層可以通過傳輸信道為MAC層提供服務(wù)。傳輸信道關(guān)注的不是傳什么，而是怎么傳。物理層通過傳輸信道為MAC層提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。與邏輯信道不同的是，傳輸信道是由它發(fā)送信息的方式來定義的。傳輸信道并不在意其內(nèi)部傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是什么類型，因此沒有“控制/數(shù)據(jù)傳輸信道”這樣的劃分，而是分為下行和上行傳輸信道。UMTS的傳輸信道分為兩類：專用信道和公共信道。公共信道資源是小區(qū)內(nèi)的所有用戶或一組用戶共同分配使用的；而專用信道是由單個(gè)用戶使用的資源。LTE傳輸信道沒有定義專用信道，只有公共信道，一個(gè)可行的分類方法是將LTE傳輸信道分為上行和下行信道。但LTE的共享信道(SCH)支持上、下行兩個(gè)方向，為了區(qū)別，將SCH分為DL-SCH和UL-SCH。LTE與UMTS傳輸信道的對(duì)比如表6.7所示。1.?LTE的四個(gè)下行傳輸信道(1)廣播信道。廣播信道(BroadcastChannel，BCH)，為廣而告之的消息規(guī)范了預(yù)先定義好的固定格式、固定發(fā)送周期、固定調(diào)制編碼方式，不允許靈活機(jī)動(dòng)。BCH是在整個(gè)小區(qū)內(nèi)發(fā)射的、固定傳輸格式的下行傳輸信道，用于給小區(qū)內(nèi)的所有用戶廣播特定的系統(tǒng)消息。(2)尋呼信道。尋呼信道(PagingChannel，PCH)規(guī)定了“尋人啟事”傳輸?shù)母袷?，將“尋人啟事”貼在公告欄之前(映射到物理信道之前)，要確定“尋人啟事”的措辭、發(fā)布間隔等。尋呼信道是在整個(gè)小區(qū)內(nèi)發(fā)送尋呼信息的一個(gè)下行傳輸信道。為了減少UE的耗電，UE支持尋呼消息的非連續(xù)接收(DiscontinuousReception，DRX)。為支持終端的非連續(xù)接收，PCH的發(fā)射與物理層產(chǎn)生的尋呼指示的發(fā)射是前后相隨的。(3)下行共享信道。下行共享信道(DownlinkSharedChannel，DL-SCH)規(guī)定了待搬運(yùn)貨物的傳送格式。DL-SCH是傳送業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的下行共享信道，支持自動(dòng)混合重傳(HARQ)；支持編碼調(diào)制方式的自適應(yīng)調(diào)制(AMC)；支持傳輸功率的動(dòng)態(tài)調(diào)整；支持動(dòng)態(tài)、半靜態(tài)的資源分配。(4)多播信道。多播信道(MulticastChannel，MCH)規(guī)定了給多個(gè)用戶傳送節(jié)目的傳送格式，是LTE的規(guī)定區(qū)別于以往無線制式的下行傳送信道。在多小區(qū)發(fā)送時(shí)，支持MBMS的同頻合并模式MBSFN。MCH支持半靜態(tài)的無線資源分配，在物理層上對(duì)應(yīng)的是長(zhǎng)CP的時(shí)隙。2.兩個(gè)上行信道LTE上行傳輸信道有以下兩個(gè)：(1)隨機(jī)接入信道。隨機(jī)接入信道(RACH)規(guī)定了終端要接入網(wǎng)絡(luò)時(shí)的初始協(xié)調(diào)信息格式。RACH是一個(gè)上行傳輸信道，在終端接入網(wǎng)絡(luò)開始業(yè)務(wù)之前使用。由于終端和網(wǎng)絡(luò)還沒有正式建立連接，RACH信道使用開環(huán)功率控制。RACH發(fā)射信息時(shí)是基于碰撞的資源申請(qǐng)機(jī)制。(2)上行共享信道。上行共享信道(UL-SCH)和下行共享信道一樣，也規(guī)定了待搬運(yùn)貨物的傳送格式，只不過方向不同。UL-SCH用來傳送業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，是從終端到網(wǎng)絡(luò)的上行共享信道，同樣支持混合自動(dòng)重傳HARQ，支持編碼調(diào)制方式的自適應(yīng)調(diào)整(AMC)；支持傳輸功率動(dòng)態(tài)調(diào)整；支持動(dòng)態(tài)、半靜態(tài)的資源分配。上述傳輸信道所采用的編碼方案如表6.8所示。6.5.3物理信道物理信道承載MAC層遞交給物理層的傳輸塊(TB)。物理信道是高層信息在無線環(huán)境中的實(shí)際承載。在LTE中，物理信道是由一個(gè)特定的子載波、時(shí)隙和天線口確定的。即在特定的天線口上，對(duì)應(yīng)的是一系列資源粒子RE。一個(gè)物理信道是有開始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間、持續(xù)時(shí)間的。物理信道在時(shí)域上可以是連續(xù)的，也可以是不連續(xù)的。連續(xù)的物理信道持續(xù)時(shí)間由開始時(shí)刻到結(jié)束時(shí)刻，不連續(xù)的物理信道則須明確指示清楚由哪些時(shí)間片組成。物理信道通過OFDM的時(shí)分和頻分復(fù)用在下行時(shí)頻傳輸資源上。在時(shí)間上，下行的每個(gè)子幀分為控制域和數(shù)據(jù)域?？刂朴蛘加孟滦凶訋那?個(gè)、2個(gè)或者3個(gè)OFDM符號(hào)，用于傳輸物理層和MAC的控制信息。物理層控制信道都在控制域內(nèi)。注意，TDD系統(tǒng)的1和6子幀上的控制域只占用前1個(gè)或2個(gè)OFDM符號(hào)。數(shù)據(jù)域占用剩余的OFDM符號(hào)，用于傳輸MAC層交付的用戶面或控制面數(shù)據(jù)。發(fā)送廣播消息的PBCH和攜帶同步信息的下行同步信號(hào)使用固定的、周期出現(xiàn)的時(shí)頻位置。其余的時(shí)隙資源主要用于物理層數(shù)據(jù)信道PDSCH。在一個(gè)子幀中，可以同時(shí)有發(fā)向多個(gè)終端的DL-SCH/PDSCH，這些信道通過OFDMA復(fù)用在一起。CRS(小區(qū)專用參考信號(hào))散布在控制域和數(shù)據(jù)域中，URS(UE專用參考信號(hào))和信道狀態(tài)信息參考信號(hào)(CSI-RS)則只隨PDSCH發(fā)送。在LTE中，度量時(shí)間長(zhǎng)度的單位是采樣周期Ts。UMTS中度量時(shí)間長(zhǎng)度的單位則是碼片周期Tchip。物理信道主要用來承載傳輸信道來的數(shù)據(jù)，但還有一類物理信道無需傳輸信道的映射，直接承載物理層本身產(chǎn)生的控制信令或物理信令。這些物理信令和傳輸信道映射的物理信道一樣，是有著相同的空中載體的，可以支持物理信道的功能。1.兩大處理過程物理信道一般要進(jìn)行兩大處理過程：比特級(jí)處理和符號(hào)級(jí)處理。從發(fā)射端角度看，比特級(jí)處理是物理信道數(shù)據(jù)處理的前端，主要是在二進(jìn)制比特?cái)?shù)據(jù)流上添加CRC校驗(yàn)，進(jìn)行信道編碼、交織、速率匹配以及加擾。加擾之后進(jìn)行的是符號(hào)級(jí)處理，包括調(diào)制、層映射、預(yù)編碼、資源塊映射、天線發(fā)送等過程。在接收端，處理順序與發(fā)射端剛好相反，即先為符號(hào)級(jí)處理，然后為比特級(jí)處理。2.下行物理信道下行方向有六個(gè)物理信道，它們分別為：(1)物理廣播信道PBCH：轄區(qū)內(nèi)的大喇叭，但并不是所有廣而告之的消息都從這里廣播，部分廣而告之的消息是通過下行共享信道(PDSCH)通知大家的。PBCH承載的是小區(qū)ID等系統(tǒng)信息，用于小區(qū)搜索過程。(2)物理下行共享信道PDSCH：用于承載下行用戶的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。(3)物理下行控制信道PDCCH：用于指示PDSCH相關(guān)的傳輸格式、資源分配和HARQ信息等。好比發(fā)號(hào)施令的嘴巴，不干實(shí)事，但干實(shí)事的PDSCH需要它的協(xié)調(diào)。PDCCH傳送用戶數(shù)據(jù)的資源分配的控制信息。(4)物理控制格式指示信道PCFICH：類似藏寶圖，指明了控制信息(寶藏)所在的位置。PCFICH是LTE的OFDM特性強(qiáng)相關(guān)的信道，承載的是控制信道在OFDM符號(hào)中的位置信息。(5)物理HARQ指示信道PHICH：用于eNB向UE反饋和PUSCH相關(guān)的確認(rèn)/非確定(ACK/NACK)信息，承載的是混合自動(dòng)重傳HARQ的消息。(6)物理多播信道PMCH：用于傳播MBMS的相關(guān)數(shù)據(jù)。類似可點(diǎn)播節(jié)目的電視廣播塔，PMCH承載多播信息，負(fù)責(zé)把從高層來的節(jié)目信息或相關(guān)控制命令傳給終端。每一種物理信道根據(jù)其承載的信息不同，對(duì)應(yīng)著不同的調(diào)制方式，如表6.9所示。3.上行物理信道上行方向有三個(gè)物理信道。(1)物理隨機(jī)接入信道。物理隨機(jī)接入信道PRACH用于隨機(jī)接入、發(fā)送隨機(jī)接入需要的信息、Preamble等，承載UE想接入網(wǎng)絡(luò)時(shí)的叩門信號(hào)——隨機(jī)接入前導(dǎo)，網(wǎng)絡(luò)一旦答應(yīng)了，UE便可進(jìn)一步和網(wǎng)絡(luò)溝通信息。(2)物理上行共享信道。物理上行共享信道PUSCH是一個(gè)上行方向踏踏實(shí)實(shí)干活的信道。PUSCH也采用共享的機(jī)制，承載上行用戶數(shù)據(jù)。當(dāng)基站為終端分配了PUSCH時(shí)，終端就可以在發(fā)送上行數(shù)據(jù)的同時(shí)，使用PUSCH發(fā)送上行控制信息UCI。如圖6.14所示，控制信息與數(shù)據(jù)(UL-SCH信道)通過單載波頻分多址(SC-FDMA)復(fù)用在相同RB中。對(duì)于不支持PUSCH的PUCC同時(shí)發(fā)送的LTE終端，它們?cè)诎l(fā)送PUSCH時(shí)不再發(fā)送PUCCH；而基站可以預(yù)知哪些PUSCH會(huì)替代PUCCH發(fā)送UC1。PUSCH上發(fā)送的控制信息只包括ACK/NACK和CSI。在上行傳輸中，終端可以通過MAC層的緩沖狀態(tài)報(bào)告，告訴基站還有多少數(shù)據(jù)有待發(fā)送，因此，終端不再需要使用PUSCH發(fā)送SR信息?？刂菩畔⒃赑USCH上發(fā)送時(shí)，使用AMC和功率控制實(shí)現(xiàn)鏈路自適應(yīng)?？刂菩畔?duì)誤塊率的要求較高，嚴(yán)于數(shù)據(jù)的要求。但此時(shí)控制信息雖然與UL-SCH數(shù)據(jù)一起發(fā)送，卻沒有HARQ重傳，因此，要讓控制信息使用更低階的MCS。為了避免專門的信令來指示該MCS，LTE協(xié)議規(guī)定控制信息的調(diào)制方式與數(shù)據(jù)是一樣的，但編碼速率不同?？刂菩畔⒑蛿?shù)據(jù)的編碼率差異相對(duì)固定，這樣PUSCH上的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)在基站的控制下做AMC時(shí)，控制信息也在同時(shí)做AMC，不需要PDCCH信道指示額外的MSC值。物理上行控制信道PUCCH承載物理層工作所需的信令。與下行不同的是，用于處理上行信號(hào)和數(shù)據(jù)傳輸?shù)妮o助信息是由基站指配的，不需要終端再告知基站，因此不需要類似的PDCCH下行控制消息(DCI)的相關(guān)內(nèi)容。PUCCH好比上行方向發(fā)號(hào)施令的嘴巴，但干實(shí)活的PUSCH需要它的協(xié)調(diào)。PUCCH承載著HARQ的ACK/NACK，調(diào)度請(qǐng)求SR信息，信道質(zhì)量指示CQI等信息。由表6.10可知，PUSCH可根據(jù)信道質(zhì)量好壞選擇相應(yīng)的調(diào)制方式。PUCCH有兩種調(diào)制方式，PRACH則采用ZC(Zadoff-Chu)隨機(jī)序列。ZC序列是自相關(guān)特性較好的一種序列，在LTE中，發(fā)送端和接收端的子載波頻率容易出現(xiàn)偏差，接收端需要對(duì)這個(gè)頻偏進(jìn)行估計(jì)，使用ZC序列可以進(jìn)行頻偏的粗略估計(jì)。6.6物理信號(hào)物理信號(hào)是物理層產(chǎn)生并使用的、有特定用途的一系列無線資源粒子RE。物理信號(hào)并不攜帶從高層來的任何信息，類似沒有高層背景的底層員工，在配合其他員工工作時(shí)，彼此約定好使用的信號(hào)。它們對(duì)高層而言不是直接可見的，即不存在高層信道的映射關(guān)系，但從系統(tǒng)觀點(diǎn)來講是必需的。在基站向終端的下行數(shù)據(jù)傳輸中，基站的MAC層通過傳輸信道將MACPDU遞交給物理層。一個(gè)MACPDC在物理層稱為一個(gè)傳輸塊TB。物理層使用下行物理信道將傳輸塊編碼、調(diào)制，經(jīng)過OFDM和MIMO處理，通過無線信號(hào)發(fā)送到無線信道。終端的物理層在下行物理信道上接收到信號(hào)后，將其恢復(fù)為MAC層PDU。在無線信道上有多個(gè)OFDMA同時(shí)傳輸數(shù)據(jù)，因此基站的物理層在發(fā)送時(shí)要把多個(gè)傳輸信道復(fù)用到一起，終端在接收時(shí)要將它們區(qū)分開來。下行方向上定義了兩種物理信號(hào)：參考信號(hào)(RS)和同步信號(hào)(SS)，上行方向只定義了一種物理信號(hào)RS。6.6.1下行參考信號(hào)終端使用相干接收來檢測(cè)和解調(diào)無線信號(hào)時(shí)，要利用某個(gè)已知的信號(hào)序列來獲取信道信息，該信號(hào)稱為導(dǎo)頻信號(hào)或參考信號(hào)。參考信號(hào)除了用于下行信道估計(jì)外，還用于下行信道質(zhì)量測(cè)量、小區(qū)選擇/重選、路損估計(jì)等。參考信號(hào)是LTE物理層進(jìn)行相干解調(diào)和鏈路自適應(yīng)的關(guān)鍵所在，物理層技術(shù)的實(shí)現(xiàn)離不開合理的參考信號(hào)設(shè)計(jì)。下行物理層有兩類信號(hào)。1.參考信號(hào)參考信號(hào)RS也可稱為導(dǎo)頻信號(hào)，是由發(fā)射端提供給接收端用于信道估計(jì)或信道探測(cè)的一種已知信號(hào)，下行參考信號(hào)以RE為單位。RS本質(zhì)上是一種偽隨機(jī)序列，不含任何實(shí)際信息。這個(gè)隨機(jī)序列通過時(shí)間和頻率組成的資源單元RE發(fā)送出去，便于接收端進(jìn)行信道估計(jì)，也可以為接收端進(jìn)行信號(hào)解調(diào)提供參考，類似CDMA系統(tǒng)中的導(dǎo)頻信道。RS信號(hào)如同潛藏在人群中的特務(wù)分子，不斷把一方的重要信息透露給另一方，便于另一方對(duì)這一方的情況進(jìn)行判斷。頻譜、衰落、干擾等因素都會(huì)使得發(fā)送端信號(hào)與接收端收到的信號(hào)存在一定偏差。信道估計(jì)的目的是使接收端找到此偏差，以便正確接收信息。信道估計(jì)并不需要時(shí)時(shí)刻刻進(jìn)行，只需關(guān)鍵位置出現(xiàn)一下即可。即RS離散的分布在時(shí)、頻域上，它只是對(duì)信道的時(shí)、頻域特性進(jìn)行抽樣而已。為保證RS能夠充分且必要地反映信道時(shí)頻特性，RS在天線口的時(shí)、頻單元上必須有一定規(guī)則。RS分布越密集，則信道估計(jì)越準(zhǔn)確，但開銷會(huì)很大，占用過多無線資源會(huì)降低系統(tǒng)傳遞有用信號(hào)的容量。RS分布不宜過密，也不宜過分散。RS在時(shí)、頻域上的分布遵循以下準(zhǔn)則：?RS在頻域上的間隔為6個(gè)子載波。?RS在時(shí)域上的間隔為7個(gè)OFDM符號(hào)周期。為最大程度降低信號(hào)傳送過程中的相關(guān)性，不同天線口的RS出現(xiàn)位置不宜相同。LTE的參考信號(hào)設(shè)計(jì)在不斷地演進(jìn)和完善。LTE的下行物理層有多種參考信號(hào)，R8/9版本的下行參考信號(hào)為CRS和URS。由于這些參考信號(hào)設(shè)計(jì)與MIMO技術(shù)使用密切相關(guān)，結(jié)合相應(yīng)章節(jié)會(huì)更好地理解它們。LTE-A定義了新的用于下行信道狀態(tài)信息測(cè)量的CSI-RS；用于MBSFN的參考信號(hào)MRS，此外，下行還有用于定位R10版本引入的參考信號(hào)PRS，終端可根據(jù)多個(gè)小區(qū)的PRS來定位。其中，CRS主要用于：下行各控制信道(PBCH、PDCCH、PCFICH、PHICH)的相干解調(diào)；下行數(shù)據(jù)信道(PDSCH)的大多數(shù)傳輸模式的相干解調(diào)；下行信道質(zhì)量估計(jì)；路徑損耗估算；測(cè)量參考信號(hào)接收功率(RSRP)和參考信號(hào)接收質(zhì)量(RSRQ)，用于小區(qū)選擇、重選和切換判斷的服務(wù)小區(qū)和鄰區(qū)測(cè)量。CRS被稱為小區(qū)特定的參考信號(hào)，也叫公共參考信號(hào)，是一串特殊的序號(hào)序列，所謂小區(qū)特定是指這個(gè)參考信號(hào)與一個(gè)基站端的天線口(天線端口0～天線端口3)相對(duì)應(yīng)。在每個(gè)小區(qū)中，基站在特定的時(shí)頻資源上發(fā)送特定的CRS符號(hào)，這些位置和符號(hào)都是由協(xié)議規(guī)定并與物理小區(qū)標(biāo)識(shí)PCI相關(guān)的。終端通過下行同步過程獲知PCI，就可以知道這個(gè)小區(qū)CRS時(shí)頻資源位置和CRS符號(hào)序列是如何約定的。CRS用于波束成型技術(shù)(不基于碼本)以外的其他下行傳輸技術(shù)的信道估計(jì)和相關(guān)解調(diào)。LTE下行所有子幀的所有RB內(nèi)都包含有CRS(嚴(yán)格來說，MBSFN子幀的數(shù)據(jù)域除外)，這樣發(fā)送PDSCH的所有RB內(nèi)都有CRS符號(hào)。CRS序列的各個(gè)符號(hào)呈柵格狀分散在RB中，這樣有助于時(shí)頻二維的信道估計(jì)和差值。如圖6.15所示。為支持MIMO技術(shù)，除了時(shí)域和頻域，CRS還要讓終端分辨出信道的空域維度，不管下行信號(hào)是從基站的多少路物理天線通道發(fā)送出來的，從終端的角度來看，從空間上可區(qū)分出多少路參考信號(hào)，就可以有多少個(gè)分集或復(fù)用的維度。換句話說，終端并不能直接“看到”基站的物理天線通道數(shù)，而是通過參考信號(hào)“分辨出”發(fā)送不同參考信號(hào)序列的天線個(gè)數(shù)。終端看到的天線是通過參考信號(hào)作為參照物區(qū)分出來的，稱為邏輯的天線端口。如圖6.15所示，圖中只標(biāo)記了一個(gè)CRS序列，意味著該小區(qū)使用單天線端口。此時(shí)CRS序列出現(xiàn)在每個(gè)子幀中的第1、5、8、12個(gè)OFDM符號(hào)上，從頻域上來看，CRS符號(hào)間隔為6個(gè)子載波，符號(hào)間的CRSRE位置在頻域上錯(cuò)開了3個(gè)子載波，這樣每個(gè)RB有4個(gè)CRSRE。當(dāng)小區(qū)在空間維度上發(fā)送兩個(gè)CRS序列時(shí)，稱小區(qū)使用兩天線端口。此時(shí)，仍是每個(gè)RB的第1、5、8、12個(gè)OFDM符號(hào)上發(fā)送CRS。對(duì)每個(gè)天線端口來說，這些OFDM符號(hào)上間隔為3個(gè)子載波的4個(gè)RE位置上，有兩個(gè)發(fā)送CRS符號(hào)，另外兩個(gè)留空，不發(fā)送任何符號(hào)。在一個(gè)天線端口發(fā)送的CRS的RE位置上，另一個(gè)天線端口發(fā)送功率為零，這樣兩個(gè)天線端口的CRS間無相互干擾，即通過頻分復(fù)用獲得正交性，使終端可以在空間維度上區(qū)分這兩個(gè)端口的信道，從而提高空間分集和復(fù)用的接收性能。從每個(gè)天線端口看，CRSRE的頻域間隔仍為6個(gè)子載波，每個(gè)RB共有8個(gè)CRSRE位置，每個(gè)天線端口使用其中4個(gè)發(fā)送CRS，導(dǎo)頻開銷約為9.5%。當(dāng)CRS序列在空間上有4個(gè)時(shí)，稱小區(qū)使用4天線端口。4天線端口的CRS比兩天線端口占用更多的時(shí)頻資源。前兩個(gè)天線端口CRS位置與兩天線端口的是一樣的，第3和第4個(gè)天線端口的CRS則在第2和第9的OFDM符號(hào)上。在任何一個(gè)天線端口發(fā)送的CRS的RE位置上，其他天線端口發(fā)射功率為零。第3天線端口的CRS位置與第1天線端口在第1個(gè)和第8個(gè)OFDM符號(hào)上的CRS位置相鄰，第4個(gè)天線端口的CRS位置與第2個(gè)天線端口在第1個(gè)和第8個(gè)OFDM符號(hào)上的CRS位置相鄰。這樣每個(gè)RB共有12個(gè)CRSRE位置，第1、2天線端口CRS各使用其中的4個(gè)，第3、4天線端口CRS各使用其中的兩個(gè)。導(dǎo)頻開銷約為14.3%，比2端口時(shí)略大。后兩個(gè)天線端口的CRS密度只有前兩個(gè)的一半，這主要考慮到4流空分復(fù)用一般只適用于低速場(chǎng)景，頻域上較稀疏的導(dǎo)頻對(duì)信道估計(jì)的準(zhǔn)確度影響不大，因此沒必要增加過多的導(dǎo)頻開銷。圖6.16為2/4天線端口的CRS時(shí)頻資源映射情況。參考信號(hào)的位置因天線數(shù)和CP類型(使用的是普通CP還是擴(kuò)展CP)而不同。由于CRS的重要性，人們希望它受到的干擾越小越好。不同天線端口的CRS在頻域上錯(cuò)開，可確保同一小區(qū)的CRS在空間維度無相互干擾。而為了降低同頻相鄰小區(qū)間的CRS相互干擾，也要將相鄰小區(qū)的CRS-RE在頻域相互錯(cuò)開。單天線端口系統(tǒng)，CRS-RE頻域的位置由PCI模6值作為偏移來確定，若兩個(gè)相鄰小區(qū)的PCI模6值不同，則它們的CRS頻域位置不同，相互無干擾。對(duì)于2/4天線端口的系統(tǒng)，相鄰小區(qū)PCI模3值的不同可以讓它們的CRS無相互干擾。因此，在配置小區(qū)PCI時(shí)要讓同頻相鄰小區(qū)的PCI模3或模6錯(cuò)開。當(dāng)PDSCH使用非碼本的單流或多流波束賦形進(jìn)行傳輸時(shí)，要使用終端專用參考信號(hào)URS進(jìn)行信道估計(jì)和解調(diào)。波束賦形要?jiǎng)討B(tài)調(diào)整下行發(fā)送信號(hào)的幅度和相位，形成指向特定終端的波束。在非碼本的波束賦形中，終端需要知道基站對(duì)信號(hào)的加權(quán)情況，才能正確接收信號(hào)。而CRS是不能進(jìn)行波束賦形的，否則會(huì)影響到其他無法使用波束賦形的信道的解調(diào)。因此，需要使用URS替代CRS。URS和PDSCH一起進(jìn)行MIMO預(yù)編碼和波束賦形，每層數(shù)據(jù)都有一個(gè)相應(yīng)的URS，終端使用URS獲得的信道就是一個(gè)經(jīng)過賦形權(quán)值變換的等效信道，從而直接對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行相干解調(diào)。URS只需出現(xiàn)在使用波束賦形進(jìn)行傳輸?shù)腞B上，否則會(huì)帶來不必要的開銷。LTE的R8/9協(xié)議分別定義了兩種URS，稱為R8URS和R9URS，分別用于傳輸模式7和傳輸模式8的相干解調(diào)。LTE-AR10協(xié)議定義了R10URS，用于傳輸模式9。R11為更好支持COMP對(duì)URS做了進(jìn)一步改進(jìn)。2.下行同步信號(hào)下行同步信號(hào)包括PSS和輔同步信號(hào)(SSS)，供同步接入使用。在LTE中，同步在通信的過程中扮演著重要的角色，LTE的每個(gè)子載波的信號(hào)都需要同步，因此每個(gè)無線幀(10?ms)都存在同步信號(hào)。LTE中的同步信息包含兩部分：主同步信號(hào)PSS和從同步信號(hào)SSS。PSS總是處于第1個(gè)時(shí)隙或第11個(gè)時(shí)隙的最后一個(gè)OFDM符號(hào)上，而SSS和PSS緊挨著，一般位于倒數(shù)第二個(gè)OFDM符號(hào)上。具體而言，LTETDD和LTEFDD幀結(jié)構(gòu)中，同步信號(hào)的位置/相對(duì)位置不同，如圖6.17所示。在TDD幀結(jié)構(gòu)中，PSS位于DwPTS的第三個(gè)符號(hào)，SSS位于5?ms第一個(gè)子幀的最后一個(gè)符號(hào)；在FDD幀結(jié)構(gòu)中，主同步信號(hào)和輔同步信號(hào)位于5?ms的第一個(gè)子幀內(nèi)的前一個(gè)時(shí)隙的最后兩個(gè)符號(hào)。利用主、輔同步信號(hào)相對(duì)位置的不同，終端可以在小區(qū)搜索的初始階段識(shí)別系統(tǒng)是TDD還是FDD。當(dāng)支持最大8層的MIMO傳輸時(shí)，終端需要獲得從基站多個(gè)發(fā)射天線通道到終端多個(gè)接收天線之間的信道信息，特別是信道的空間特征。CRS最大支持4個(gè)天線端口，不能滿足8層傳輸?shù)男枰?發(fā)射和接收天線通道的個(gè)數(shù)不能小于MIMO)。URS是經(jīng)過預(yù)編碼(賦形)后發(fā)送的，不能用于估計(jì)信道狀態(tài)信息。因此，LTE-AR10為多層MIMO傳輸定義了專門的信道狀態(tài)信息參考信號(hào)CSI-RS，可以支持基站天線通道為1、2、4、8等多種情況下的下行信道信息測(cè)量，這些測(cè)量信息只用于鏈路自適應(yīng)，不用于相干解調(diào)。為了準(zhǔn)確獲得空間信道信息，通常每個(gè)物理發(fā)射天線通道都需要發(fā)送一個(gè)CSI-RS，因此CSI-RS端口和物理天線通道一般情況下是等同的。終端必須區(qū)分出不同天線通道的CSI-RS，才能獲得信道的空間特征。這就要求一個(gè)小區(qū)可以發(fā)送多個(gè)正交的CSI-RS，在LTER10中最多8個(gè)，對(duì)應(yīng)的天線端口為端口15～端口22。CSI-RS序列形式和CRS相似。終端除了測(cè)量本小區(qū)CSI-RS并將獲得的下行信道反饋給基站外，還可以通過測(cè)量鄰區(qū)的CSI-RS獲取鄰區(qū)信道信息，用于實(shí)現(xiàn)小區(qū)間協(xié)作多點(diǎn)處理。此時(shí)，相鄰小區(qū)的CSI-RS也需要正交，使終端可以獲準(zhǔn)獲知和反饋多個(gè)小區(qū)的信道信息，這就需要讓更多的CSI-RS復(fù)用在一起。在一個(gè)RB中，一個(gè)天線通道的CSI-RS占用同一子載波上的兩個(gè)RE。屬于不同發(fā)射天線通道的CSI-RS通過頻分和碼分復(fù)用在一起。碼分復(fù)用的正交碼長(zhǎng)度為2，即兩個(gè)RE可承載兩個(gè)CSI-RS，支持兩個(gè)天線通道。支持4/8天線的CSI-RS在碼分的基礎(chǔ)上通過頻分復(fù)用在一起，每個(gè)CSI-RS占用4個(gè)或8個(gè)RE?；就ㄟ^RRC專用信令(CSI-RS-Config)將CSI-RS的端口總數(shù)(1、2、4、8)、RE資源位置編號(hào)、周期和子幀位置、發(fā)射功率偏置等信息通知給終端。盡管使用了終端專用信令，但CSI-RS的參數(shù)配置一般是小區(qū)公用的，不同終端可使用不同周期測(cè)量CSI-RS?？紤]到頻域資源沖突或兼容R8/9終端等問題，在發(fā)送同步信號(hào)、廣播信道、關(guān)鍵系統(tǒng)信息SIB1和尋呼消息的子幀上，或是TDD模式的特殊子幀上，基站都不會(huì)發(fā)送CSI-RS。CSI-RS將鏈路自適應(yīng)所使用的信道信息測(cè)量功能與信道估計(jì)相干解調(diào)功能分離，其密度和開銷比CRS小很多。數(shù)據(jù)解碼仍使用URS，這為參考信號(hào)的發(fā)送提供更大的靈活性。在不考慮后向兼容問題時(shí)，基站可不必在每個(gè)子幀上都發(fā)送CRS，甚至完全不發(fā)送CRS。6.6.2下行同步信號(hào)為了讓終端在接收MIB和其他下行數(shù)據(jù)之前獲取下行同步，LTE基站下行發(fā)送兩種物理同步信號(hào)：主同步信號(hào)PSS和輔同步信號(hào)SSS。它們各自的作用如下：?PSS提供終端獲取時(shí)隙、子幀(1ms)和半幀(5ms)的起止位置；用于符號(hào)時(shí)間對(duì)準(zhǔn)，頻率同步以及部分小區(qū)的ID偵測(cè)。?SSS提供無線幀的邊界，即區(qū)分前半幀和后半幀，從而獲得10ms的幀同步；用于幀時(shí)間對(duì)準(zhǔn)，CP長(zhǎng)度偵測(cè)及小區(qū)組ID偵測(cè)。?PSS和SSS一方面讓終端獲得時(shí)間和頻率同步，另一方面讓終端獲知小區(qū)的PCI。在頻域里，不管系統(tǒng)帶寬是多少，主/從同步信號(hào)總是位于系統(tǒng)帶寬的中心，占據(jù)1.25MHz的頻帶寬度。這樣的好處是即使UE在剛開機(jī)的情況下還不知道系統(tǒng)帶寬，也可以在相對(duì)固定的子載波上找到同步信號(hào)，方便進(jìn)行小區(qū)搜索，如圖6.18所示。時(shí)域上同步信號(hào)的發(fā)送也須遵循一定規(guī)則，為了方便UE尋找，要在固定的位置發(fā)送，不能過密也不能過疏。協(xié)議規(guī)定，F(xiàn)DD幀結(jié)構(gòu)傳送的同步信號(hào)位于每幀(10?ms)的第0個(gè)和第5個(gè)子幀的第1個(gè)時(shí)隙中；主同步信號(hào)位于該傳送時(shí)隙的最后一個(gè)OFDM符號(hào)里；從同步信號(hào)位于該傳送時(shí)隙的倒數(shù)第二個(gè)OFDM符號(hào)里。時(shí)域中LTETDD的同步信號(hào)位置與FDD不一樣。TDD中，PSS位于特殊時(shí)隙DwPTS里，位置與特殊時(shí)隙的長(zhǎng)度配置有一定關(guān)系；SSS位于0#?子幀的1#?時(shí)隙的最后一個(gè)符號(hào)里，如圖6.19所示。上行參考信號(hào)