LTE入门介绍LTE
基本原理介绍
通过本文档的学习，您可以掌握以下技能：?了解移动通信的发展过程及LTE的位置和网络结构。E-UTRAN协议结构和基本技术。?L应用上下行传输
?第一部分LTE前世今生二基础技术?第三部分LTE传输
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第一部分LTE前世今生?章篇?节移动通信的发展第二向LTE演进?章今生篇?一节什么是LTE第二网络结构
移动通信的发展?最终目标是实现任何人（whoevr）可以在任何时候（whenvr）、地方r与其它何人omr以任何式whatev进行通信。?蜂窝移动通信系统从70年代发展至今，根据发展历程和方向，可划分为三个阶段即：?第一代模拟蜂窝通信系统简称1G；
二数字移动2IMT-20，3。
第三代移动通信简介?在1985年，国际电联盟（ITU）提出了第三代移动通信系统的概念，当时被称为未来公共陆地移动通信系统FPLMTS）。后来考虑该预计20左右开始商用且工作于20 Hz的频段，故196年ITU采纳日本等的建议将FPLMTS更名为国际IT-20。?国际上目前最具代表性第三技术标准有三种它们分别是CDMA20W
?T-S其中，CDA20和WCDMA属于FD方式；TD-SCMA属于TD方式并且上、下行工作同一频率。
3G—X-CDMA
3G标准
WCDMA核心网络：基于AP
TD-SCDMA核心网络：基于APCDMA20核心网络：基于ANSI-41
CDMA技术是3G的主流技术
向4G演进策略
多种技术体制将长期并存，并最终演进到单一网络LTE
向LTE演进—分久必合！
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第一部分LTE前世今生?章篇?节移动通信的发展第二向LTE演进?章今生篇?一节什么时候LTE第二LTE网络结构
?LTE：3GP Long Term Evolutin采用优化的URAN结构工程目是确保3GP在未来的持续竞争力
什么是LTE
LTE是什么?LTE根据双工方式的不同,分为FD和T两种模式采用基于OFDM和IO空中接口方,用户峰值速率：UL 10bps，L 50bps?简化网络架构,flat l-in网络架构,减少系统时延?控制面时延：从驻留态转为激活小于10ms，从休眠态转为激活小于50ms用户最可达到5s
?处理能力单区M带宽内不少20用户频谱利率：1.4Hz、3zHz、1Mz15Hz、20MHz?用相对于G提高2-倍
LTE的扁平化网络架构网络结构扁平化 与传统网络互通
E-UTRAN只有一种节点网元—E-Node B全IP媒体面控制分离eNB
ME/SA GatewyME/SA GatewyeNBeNBX2E-UTRANUu EPCRNC+odeB=od
GERANUTGPRS CoreMEInter ASchohPCRFOperato IPsvic(inludgMS,, .)
IP AcesEvled Packt CreS5234HS76GiS1-UbIu Rx+
系统网元X1eNBX1
eNBX2Evoled RA VPFS9eringA GWS10- S7PDN AEGW8b
TD LTE的网元功能E-Node BMEServing GWPDN GW具有现3GP e 全部和RNC大分功能，包括：?物理层MAC、RL
PD功能?资源调度和无线管理?接入控制移动性?NAS信令以及安性3GP接入网络移动导致的CN节点间信令?空闲模式下UE跟踪可达性漫游?鉴权承载管理功能（包括专用的建立）?支持UE的移动性切换用户面数据功能?-UTRAN空闲模行分组缓存和寻呼支持?数据包路由转发上传输层标记?基于用户的包过滤合法监听?IP地址分配上下行传输层数据包标记?DHCPv4和6（client、relaysr）
LTE的扁平化网络架构的优点?网络扁平化使得系统延时减少，从而改善用户体验，可开展更多业务元数目减少，网络部署更为简单网络的维护更加容易?取消了RNC的集中控制避免点故障，有利于提高稳定性
?第一部分LTE前世今生二基础技术?第三部分LTE传输
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第二部分LTE基础技术?一章协议结构?节LTE的扁平化网络架第二栈?章E-UTRAN物理层?一节L无线帧结构第二TE资源分配三L物理信道
Functioal Split bewn E-UTRAN and EPC
LTE的扁平化网络架构
LTE的协议栈架构
信令流数据流
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第二部分LTE基础技术?一章协议结构?节LTE的扁平化网络架第二栈?章E-UTRAN物理层?一节L无线帧结构第二TE资源分配三L物理信道
Type1帧结构：每个10ms无线帧，分为20个时隙，10子帧。子包含2每.5ms上行和下传输在不同频率上进行。
LTE无线帧结构?LTE支持两种无线：Type 1，适用于FD；Type 2，适用于D；帧结构—
LTE无线帧结构构Type2—TDType2帧结构：每个10ms无线帧，分为2个长度5s的半。由8长度0.5ms的时隙和3 特殊区域DwPTS,G UpPTS组成(“+方案”)DwPTS,G和Up总等于1ms，其中PTSPTS长度可配置。
Type 2帧结构特点?子1和6由DwPTS, G, and UpPTS组成，所有其他帧2个时隙组成，即子帧i包括时隙2i和i+1。子帧05总是用作下行。LTE支持5 ms 0 s上下行切换点。对于5 ms上切换周期7总是用作上?DwPTS最短包含1OFDM sybol,P-SCH位于DwP的第一个符号, S-CH位于第一个子帧二Time slot后
UpPTS可于发送hort RA等,其余空闲资源可用参考信或者数据。
物理资源分配 DLsymbNslotT
0?l 1DLsymb??NlRBscDLN? RBscDLymbN?),(lk0k
1scL??k?资源块概念:一个物理资源块（RB）由时域上连续的符号，频域上子载波组成。其中和由CP类型和子载波间隔决定。
DLsymbN
RBscN
DLsymbN RBscN
上下行配比方式?“D”代表此子帧用于下行传输，U”用于上行“S”是由DwPTS、GP和pT组成的特殊子帧。?中DwPTSUpPTS长度是可配置的
，满足、GP和PTS总为1ms 。Uplink-dow cfguratDonlik-tUpli SwcherdySubframe nr012345678905 msDUDU1 D2 SS310s4 5mDUD65 sSSUD
ConfiguratNorml cyiprefxEtnde cyliprfxDwPTSGUTSDwPGUTS0310 OFMsymbol381 OFDMsymbol1942922104137 Fsybol539 OFDsyol869702--81
资源的分组?RE（esource Elment）为最小的资源单位，时域上为一个符号，频域上一个子载波。Besource Block业务信道分配时为时隙12?REG（esource Elment Group）为控制资源的资源单位，由4个R组成。CEhanel Contrl EentPDCH分配的
9G?RBG （esource Block rup）为业务信道资源资源单位，由一组R成。
REG/RBG的概念l =0
RSRSl 1k =7k =728k 83l =21Txor2configuredl =0l 1k =7k =728k 83l =24Txconfigured7261212PRB0???nkmi,DLNSRSRRE 464 –10327 321 –61≤0(P)RBG SizeSystem BandwithDLRN?RBG用于业务信道的资源分配一个是组RB成分的大小和系统带宽有关REG
RBG
PUSCH（物理上行业务信道）?用于承载息。加扰：使UE专用扰码调制支持QPSK，16QAM和64QA调制。?传输预编入的符号先分成组再进行预编码，即DFT。映射到资源元素：从子帧第一个时隙开始，先k后l行
?SC-FDMA信号生成IDFT。PUSCHscsymb MM
?有6种格式，用于承载HARQ-CK，QISR信息。对于同一个UE而言PU不与PUH同时传输支持多同调制方法和每个子帧中的比特数不同PUCH 格式 调制 每子帧的比特数1N/AN/AaBPSK11bQ22 0aPSK+B212b
PUCCH（物理上行业务信道）
?Format 1传输SR信息，发射常数1。 /bHAQ-CK比特时BPSK调制，2比特时QPSK调制。?Format 2CI先将I进行信道编码成20bit后进行PSForat 2/b传输QI和HAR-CK的混合息，先将CQI信道编码成0it，后PS；HARQ-K则进行BPSK/Q调制。PUCCH（物理上行业务信道）
PRACH（物理随机接入信道）?帧结构不同的无线帧结构不同?前缀序列的生成
由零相关区Zadof-Chu 序列生成CPTSEQT??
10, ZC
)1(
ZC ????
??
Nnenx N
nunj
u
?
)mod)(()( ZCCS, NvNnxnx uvu ??
SCH（同步信道）?下行同步信道包括P_SCH 和S_C，P-SCH和-SC的频域位置为直流附近的72个子载波。实际上只占了62个子载波，其他10个不放序列?P-SCH在一无线帧中有两这是完全一样。时
第0slot倒数第符号；第10slot的倒数第符号S-个也个，而两同步是有差别的时域位置为0slot的二10个slot二个符号。0 1 2 3 4 5 6 0 1 2 3 4 5 6第0个slot
10ms radio frame
S-SCHP-SCH
第10个slot
PBCH（物理广播信道）?PBC承载BCH包含的系统信息，包括下行系统带宽、系统帧序号(SFN)、PICH持续时间以及资源大小指示信息。每个第0子有4个OFDM符号PBCH信号。
每个天线口的物理
资源映射
OFDM调制
OFDM调制
OFDM调制
An 1
An 0
An P
小区加扰
调制映射
层映射
预编码
BCH TB
CRC附加
信道编码
速率匹配
PCFICH（物理控制格式指示信道）?每个子帧中都发射PCFIH，E-Node B通过PCFIH将一个子PDCH占用的ODM符号数知给UE，这ODM符号数由FI来指示FI可以取值为CFI =1,23,4（保留）。
信道编码 加扰 调制映射 层映射 预编码 RE映射 OFDM符号产生CFI
PHICH（物理HARQ指示信道）?I承载E-Node B对上行发射号做出的NAK/C响应信息。在一个子帧中，PHIC持续时间主要有两种，一是短PHI，另种是长I。这个在PBCH中利用1bit来指示。?下行的每都需发射I而且可以同时发射多PHIC组定义一PHIC组由多个映射到相RE中的I
Repetition
(RF=3) Modulation
Layer
Mapping Precoding RE mapping
OFDM
modulation
Spreading &
scrambling
ACK/NACK
PDCCH（物理下行控制信道）?PDCH承载调度以及其他控制信息，包含传输格式、资源分配上行调度许可、功率控制与上行传输相关的ACK/N等信息。这些可以组成多种信息(DCI)格式被映射到每个子帧最先的前n（<= 4）个
OFDM符号中，n的具体取值由PFIH道中CFI来指示?在一个子帧可以同时多DC，一UE可以监听一PDCH。每PCH或者控制信单元()发射通过集成不同数目的E实现不PDCH编码率。?D支持4种物理层格式，分别占用1、248个CE。CRC附加 用户加扰 信道编码 速率匹配 小区内的PDCCH信道合并CRC附加 用户加扰 信道编码 速率匹配CRC附加 用户加扰 信道编码 速率匹配 每个天线口的物理资源映射 OFDM调制OFDM调制OFDM调制An 1An 0An P小区加扰调制映射层映射预编码PDCCHDCIn1DCI2DCI
PDSCH（物理下行业务信道）
? ? ? ? ? ???????
物理资源的映射主辅同步信号、导频广播信息映射位置是固定的，控制格式指示信息位置可以估算出，也基本上是固定的。一般来说先映射以上息；再按照广播规定的HARQ指示，HARQ指示信然后在相应的控制符内其他E控制；最后把业务到剩余的RE上。（1）确系统参数；2考号的物理资源映射3同步信
4PBCH符；（5）FI6号的物理资源映射7PDCH8S（PMC）符。
物理资源的映射举例 20M传输带宽Normal CP映射4天线口时每天线口#0 TTI的资源分配
P
l =6
RB #47 P
P
P
P
P
P
P
P
P
P
P
P
P
P
P
P
P
P
RB #48
RB #52 k = 630
k = 569
k = 635
k = 564
（首编号0）
S
S
S
S
S
S
S
S
S
S
S
S
S
S
S
S
S
S
S
20M传输带宽
Extended CP
映射4天线口时
每天线口#0 TTI的资源分配
P
P
P
P
P
P
S
S
S
S
S
S
PS
5时隙#0 时隙#1
业务信号（PDSCH）
主同步信号（P-SCH）
辅同步信号（S-SCH）
参考信号（RS）
P
l =5
P
P
P
P
P
P
P
P
P
P
P
P
P
P
P
P
P
P
S
S
S
S
S
S
S
S
S
S
S
S
S
S
S
S
S
S
S
P
P
P
P
P
P
S
S
S
S
S
S
PS
k = 564
（首编号0）
k = 569
k = 630
k = 635
? ?
RB #53
RB #46
（首编号0）
20M传输带宽时
下行每时隙对应100个资源块：
RB编号自#0至#99
下行每OFDM符号对应1200个子载波：
k编号自#0至#1199
Normal CP时
下行每时隙对应7个OFDM符号
1子帧14个OFDM符号：
l编号自#0至#13
Extended CP时
下行每时隙对应6个OFDM符号
1子帧12个OFDM符号：
l编号自#0至#11
广播信号（PBCH）
控制信号（PDCCH、
PCFICH、PHICH）
时隙#0 时隙#1
RB #46
（首编号0）
RB #47
RB #48
RB #52
RB #53
?第一部分LTE前世今生二基础技术?第三部分LTE传输
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第三部分LTE传输技术?一章下行—OFDM原理?节OFDM原理第二优缺点?章上行传输技术—DFT-SODM技术原理?一节DFT-SOM原理第二CA多址方式
?OFDM将频域划分为多个子信道，各相邻子信道互重叠，但不同子信道相互正交。高速的串行数据流分解成若干并行的数据流时传输F子载波带宽< “带宽”时可以认为该道是“非频率选择性信”，所经历衰落是平坦?OFDM符号持续时间 信道相间，信等效线性不变系统降低选择性对传输系统的影响下行传输技术—OFDM技术原理
4OFDM4OFDM
正交性原理
0
11 exp exp -
0
T
n m
m nj t j t dt
m nT ? ?
??? ??
??? （ ） （ ）
下行传输技术—OFDM技术原理
CP的原理与作用
下行传输技术—OFDM技术原理
OFDM原理框图
下行传输技术—OFDM技术原理
OFDM优缺点系统的：?各子信道上正交调制和解可以采用IDFT和实现，运算量小实现简单。OFDM可以通过使不同数量的子信道上下行链路的非对称传输。?所有的会时处于频率选择性深衰落可以通过动态子信道分配充利用信噪比高子道，提升系统能。OFD系统缺点：?对频率偏差敏感传输过程中出现的偏移，如多普勒频移，或者发射机载
波与接收机本地振荡器之间频率差会造成子载波之间正交性破坏。存在较高的峰均比(PAR)OFDM调制输出是个信道的叠加如果多个信号相位一致，叠加信号瞬功远大于号平均功率导致较大的这对发射的线性提了更高的要求。
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第三部分LTE传输技术?一章下行—OFDM原理?节OFDM原理第二优缺点?章上行传输技术—DFT-SODM技术原理?一节DFT-SOM原理第二CA多址方式
上行传输技术—DFT-S-OFDM技术原理?LTE系统中上行链路采用SC-FA，以期降低PAR，提高功率效，通过DFT-OD来实现。DF-SOM可以认为是-FM的频域产生方式是OFDM在IT调制前进了基于傅立叶变换预编码?F-FD与F区别在：OFD将符号信息调制到正交的子载波上，而TS-FD个输入的频谱到多个去。
?单实质是一星座点符号分布所有配给他率上。本身不定PAR小但一般单载波容易做到PAR小如果DFT后的信等间隔或者集中在分的子载波，也载波，但就比较大。
?以长度为M的数据符号块为单位完成DFTS-OM的调制过程。首先通过DFT离散傅里叶变换，获取与这个长度为离散序列相对应频域序列。?FT输出信送入N点反变换IDFT中去，其N>MID的长度比DFT长IDFT多出的那一部分输入用0补齐。在F之后，为避免符号干扰同样为这组数据添加循环前缀上行传输技术—DFT-S-OFDM技术原理
上行SC-FDMA多址方式
?利用DFTS-OM的特点可以方便的实现SC-FDMA多址接入方式。通过改变不同户DFT输出到IDFT入端对应关系，输数据符号频谱被搬移至不同位置，从而用户基于DFTS-OM的频分多址S-集中式、布
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