TD-LTE培训胶片.ppt

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1、相关协议：相关协议：36.211时隙结构：7个OFDM符号上下行业务分配比例: 7种下行：下行：上行：上行：LTE TDD 帧结构Up-downlinkconfigurationDown-Uplink Switch-point periodicitySubframe number012345678905 msDSUUUDSUUU15 msDSUUDDSUUD25 msDSUDDDSUDD310 msDSUUUDDDDD410 msDSUUDDDDDD510 msDSUDDDDDDD65 msDSUUUDSUUDLTE TDD 基本物理单元Resource Block：频率上连续的12个子载波，

2、时域上对应1个时隙。这是LTE里调度的最小单元。Resource element：RB内的各个时频单元，以（k,l）来表征，k为子载波，l为OFDM符号。LTE TDD 基本参数ParameterValuein 10MHz BWCommentTransmission bandwidth1.4/3/5/10/15/20MHzCarrier Frequency1.85GHz2.62GHz3GPP Band class 40 ( TDD 有 8种 )Subcarrier spacing15kHzSampling frequency1.92/3.84/7.68/15.36/23.04/30.72MHz

3、FFT size128/256/512/1024/1536/2048CP size80（1st symbol）72（27th symbol）（以10MHz为例）也有extended CP情况，每个slot有6个OFMD符号，CP为256Number of active subcarriers72/180/300/600/900/1200RBs per subframe6/15/25/50/75/100One RB = 12 subcarriersFrame length10msframe structure type 2 for TDDSubframe length1msSlot length

4、0.5ms相关协议：相关协议：36.211,36.212,36.104Channel coding Turbo/ Bite tailing CC/BCRate matching1/2, 2/3, 3/4 ModulationQPSK/16QAM/64QAMMIMO schemeTransmit diversity/ Precoding for large delay CDD/without CDD/ beamformingMultiple usersOFDMA/MU-MIMO Transmit/receive antenna12, 14 (uplink) 12, 14, 22, 24, 42,

5、 44, (downlink)Channel conditions Maximum Doppler frequency MIMO correlationExtended Pedestrian (EPA) 5Hz (0, 0), (0.3, 0.9), (0.9,0.9) Extended Vehicular A (EVA)70Hz(0, 0), (0.3, 0.9), (0.9,0.9)Extended Vehicular A (EVA)300Hz(0, 0), (0.3, 0.9), (0.9,0.9)Extended Typical Urban (ETU)70Hz(0, 0), (0.3,

6、 0.9), (0.9,0.9)LTE TDD 下行物理信道及导频信号相关协议：相关协议：36.211，36.212Physical ChannelsModulation SchemeCommentPDSCHQPSK, 16QAM, 64QAM承载数据PDCCHQPSK 控制信息PBCHQPSK系统信息（包括天线配置等）PHICHBPSKACK/NACKPCFICHQPSK确定PDCCH占用的OFDM符号个数Physical SignalsSequenceCommentReference SignalPN码信道估计Synchronisation SignalsZadoff-Chu (prima

7、ry)Pseudo sequence (secondary)获取帧同步、符号同步及小区ID Physical ChannelsModulation SchemeCommentPhysical Uplink Shared Channel PUSCHQPSK, 16QAM，64QAM数据传输，控制信令Physical Uplink Control Channel PUCCHBPSK/QPSK控制信令（CQI,ACK/NACK）Physical Random Access ChannelZadoff-Chu上行随机接入Physical SignalsSequenceCommentReference

8、SignalsZadoff-Chu信道估计及探测LTE TDD 上行物理信道及导频信号相关协议：相关协议：36.211，36.212注意：注意：PUCCH不与不与PUSCH同时存在，当不存在上行业务时，控制信令由同时存在，当不存在上行业务时，控制信令由PUCCH承载承载发送端信号流程发送端信号流程LTE TDD 下行共享信道：PDSCH信源数据（业务数据）24位CRC校验码，生成多项式CRC24A CRC编码块分割，再加一次24位CRC校验码，生成多项式CRC24B，（若第一次CRC码块长度6144）信道编码（Turbo编码，1/3码率，QPP(Quadrature Permutation P

9、olynomial)交织器）速率匹配（包括以Turbo块为单位的频域交织及根据HARQ的冗余版本对数据进行打孔或重复）6. 比特级加扰 （扰码为寄存器长度31的Golden序列,初始状态与小区的Cell_id,用户的nRNTI及时隙号有关）7. 调制 （采用QPSK, 16QAM、64QAM）8. 层映射及预编码处理 a. 层映射：即将1个或2个传输块TB的数据串并变换为M并行数据流，M为层数。M必须小于等于发送天线数。对于基于码书的Precoding中，M需小于等于接收天线数以保证左伪逆的存在。 b. 对各个层的数据，进行相应的预编码处理。在LTE中，所有的MIMO方式均可表示为一个预编码矩

10、阵与原始信号的相乘，不同MIMO方式，其预编码矩阵不同。包括SFBC, Codebook precoding with CDD or without CDD。9. 资源块的映射（包括数据的子载波映射，并对导频信号做相同的子载波映射，导频与数据满足时分的关系）10. IFFT变换11. 加入同步时隙，成帧 （加入Dw PTS, UpPTS）发送端信号流程发送端信号流程应用应用MIMO的不同目的：的不同目的：p improving received SINR （ 适应于低信噪比情况，发送分集，beamforming）p sharing SINR （适用于高信噪比情况，多码字的Precoding）P

11、DSCH采用的MIMOp SFBCp Precoding with CDDp Precoding without CDD p Beamforming LTE中采用的中采用的MIMO方式：方式：开环开环MIMO闭环闭环MIMO低相关性低相关性高相关性高相关性均可表示为一个预编码矩阵与均可表示为一个预编码矩阵与原始信号的相乘：原始信号的相乘：(0)(0)(1)(1)( )( )( ) ( )( )LNPyixiP iyixiPrecoding matrixDownlink Control ChannelChannel codingModulation MappingMIMO方式方式 PBCH 16

12、 CRC+1/3 卷积码QPSK连续4个radio frame中第一个subframe的第2个slot的连续4个OFDM符号中，频域上占用6个RB（导频位置跳过）SFBCPCFICH1/16 编码 （协议已给定编码结果）QPSK每个subframe的第1个OFDM符号中。4个子载波为一组，总组数与下行总RB数有关。(4组,32个bit_ys)SFBCPHICH1/3 repeat 编码BPSK对于Normal情况，每个subframe的第1个OFDM符号中。SFBCPDCCH16 CRC+1/3 卷积码QPSK每个subframe的前M个OFDM符号（normal情况下M=1,2,3均可）。4

13、个子载波一组为单位在频域上进行映射。先排时间维，再排频域维。SFBCResource element group（REG）的概念：用于下行控制信息，每个element group包含4个有效子载波。（除了PBCH）下行控制信道：PBCH/ PCFICH/ PHICH/PDCCHControl Channel Elements (CCE)包含包含9个个REG PDCCH formatNumber of CCEsNumber of resource-element groupsNumber of PDCCH bits01972121814424362883872576n PDCCH 承载控制信息：

14、承载控制信息： 上行传输的相关信息（如资源块个数，位置，调制编码方式等），下行 传输的相关信息（for SIMO,MIMO）,上行物理信道的功率控制命令。n 承载的不同信息，对应不同的承载的不同信息，对应不同的DCI （downlink control information）Format。n 而而DCI信号所需比特数的不同，则对应不同的信号所需比特数的不同，则对应不同的PDCCH Format。DCI format information0对PUSCH调度：包括：Hopping，RB分配，起始位置，MCS，CQI，功控及关于RS的CS信息，新信息或重传次数1对单TB的PDSCH的调度，包括：

15、RB分配及起始位置，MCS，重传次数及对PUCCH的功控1A对单TB的PDSCH的调度的压缩模式（包含信息基本与format1 相同）1B对单TB的PDSCH的调度的压缩模式，包含PMI信息（其他信息基本与format1A 相同）1C对单TB的PDSCH的调度的very压缩模式，仅包含PDSCH的RB分配及起始位置信息1D对单TB的PDSCH的调度的压缩模式，包含PMI信息，数据与导频功率比的信息（其他信息基本与format1A 相同）2对采用闭环空间复用形式的PDSCH的调度，包括： RB分配及起始位置，每个TB的MCS，每个TB的重传次数、每个TB的PMI及对PUCCH的功控2A对采用开环

16、空间复用形式的PDSCH的调度，包括： RB分配及起始位置，每个TB的MCS，每个TB的重传次数及对PUCCH的功控 （比format 2少了PMI）3对PUSCH/PUCCH的功率控制 （2个bit）3A对PUSCH/PUCCH的功率控制 （1个bit）LTE TDD 下行控制信道：PDCCH1.16位CRC校验码，生成多项式CRC16 2. 信道编码（卷积码，1/3码率）3. 速率匹配（频域交织及根据HARQ的冗余版本对数据进行打孔） 4. 复用与加扰（多个PDCCH相连接）5. 调制（QPSK调制） 6. 频域资源映射（4个符号一组映射，REG）7. IFFT变换PDCCH Format

17、 0发送端信号流程：发送端信号流程：LTE TDD 下行控制信道：PDCCH注意：注意：p 接收端需先解出接收端需先解出PCFICH，获得，获得PDCCH占占用的用的OFDM符号个数其起始位置，找到符号个数其起始位置，找到PDCCHp 通过对通过对PDCCH的的CRC加扰，使得加扰，使得PDCCH 包含用户的包含用户的ID信息信息p 对于对于DCI format 0，也是通过对，也是通过对PDCCH的的 CRC加扰来包含天线选择信息。加扰来包含天线选择信息。LTE TDD 下行同步信道：P-SCH,S-SCH主同步信号主同步信号：粗同步，判断出主同步序列 （3选1），子帧的同步； 由P-SCH

18、承载次同步信号次同步信号：细同步，判断出次同步序列（168选1），联合粗同步结果确定cell id，并实现无线 帧的同步及更准确的符号同步；由S-SCH承载相关协议：相关协议：36.211, 36.213主同步信号：主同步信号：长为62的Zad-off Chu序列，映射到系统带宽中间的6个RB，特殊时隙中的第3个OFDM符号内（notes：最短的DwPTS长为3个OFDM符号）。下行同步信号分为两种：下行同步信号分为两种：次同步信号：次同步信号：2个长为31的PN序列的交织级连。映射到系统带宽中间的6个RB，映射到第2个及第12个时隙中的最后一个OFDM符号内。(2)ID(1)IDcellID

19、3NNN主同步信号获取次同步信号获取物理层物理层ID（可理解为（可理解为sector index）小区小区ID组组01910 1119212S-SCH:最后一个符号最后一个符号S-SCH:最后一个符号最后一个符号P-SCH:第第3个符号个符号P-SCH:第第3个符号个符号LTE TDD 下行导频信号：RSCell specific RS，做为下行物理信道估计的导频MBSFN中用的RS，仅在MBSFN中应用UE specific RS，Beamforming时下行物理信道估计的导频相关协议：相关协议：36.211, Sec. 6.10Cell specific RS：由Golden码构造的伪随机

20、序列下行导频信号分为三大类：下行导频信号分为三大类：12,.,1 , 0 ,) 12(2121)2(2121)(DLmax,RB,sNmmcjmcmrnl其中max,DLRBN为下行可用的最大资源块数，c（m）为Golden序列 ，该序列的初始值由小区ID，时隙index及OFDM符号index共同决定。p 与上行导频不同，下行导频在频域上散状分布（上行导频为集中式）。与上行导频不同，下行导频在频域上散状分布（上行导频为集中式）。p 且下行导频在整个系统带宽上广播（上行导频只在用户占用的频带内发送）。且下行导频在整个系统带宽上广播（上行导频只在用户占用的频带内发送）。将该导频序列为散状序列，频

21、域间隔=6LTE TDD 下行导频信号：RSTr=1Tr=2Tr=4LTE TDD 上行共享信道：PUSCH发送端信号流程：发送端信号流程：24位CRC校验码，生成多项式CRC24A CRC编码块分割，再加一次24位CRC校验码，生成多项式CRC24B，（若第一次CRC码块长度6144）信道编码（Turbo编码，1/3码率，QPP(Quadrature Permutation Polynomial)交织器）速率匹配（包括以Turbo块为单位的频域交织及根据HARQ的冗余版本对数据进行打孔或重复）加入控制信息（包括控制信息的信道编码（1/3卷积码、线性分组码）。控制信息与数据满足时分的关系）相关

22、协议：相关协议：36.212， Sec. 5.15.2LTE TDD 上行共享信道：PUSCH发送端信号流程：发送端信号流程：6.比特级交织 （将上行控制信息按规定得位置映射到数据序列内后，进行行进列出交织，将一个传输块相邻载波映射到不同的OFDM符号内）7. 比特级加扰 （扰码为寄存器长度31的Golden序列,初始状态与小区的Cell_id,用户的nRNTI及时隙号有关）8. 调制 （采用QPSK, 16QAM、64QAM）9. DFT变换（上行单载波传输）10. 资源块的映射（包括数据的子载波映射，并对导频信号做相同的子载波映射，导频与数据满足时分的关系）11. IFFT变换12. 加入

23、同步时隙，成帧 （加入Dw PTS, UpPTS）相关协议：相关协议：36.211 LTE TDD 上行控制信道：PUCCHPUCCH用于承载对下行链路的控制信息，包括用于承载对下行链路的控制信息，包括HARQ的的ACK/NACK信息，下行链路的信息，下行链路的CQI信息，根据下行信道情况获得的信息，根据下行信道情况获得的PMI （Precoding Matrix Index）与）与RI（Rank index）信息。）信息。InformationFormatACK/NACKCQI/PMI/RI备注备注1没有具体的比特信息，仅表示上行调度请求1a 单传输块的PDSCH的ACK/NACK信息，BP

24、SK调制1b 两个传输块的PDSCH的ACK/NACK信息，QPSK调制2 PDSCH的CQI/PMI/RI信息，分为Wideband report 和UE-selected subband report2a CQI/PMI/RI+1bit ACK/NACK2b CQI/PMI/RI+2bit ACK/NACKn 对于对于PUCCH是无需做是无需做DFT变换。变换。（数据少，不会导致高的PAPR。避免单载波特性带来的性能损失。错位概率 控制于1以内）n对于对于PUCCH所有的所有的Format，均采用了长为，均采用了长为12的的Zad-off Chu序列进行频域扩频。序列进行频域扩频。n 对于

25、对于PUCCH所有的所有的Format，均占用，均占用1个个RB，即，即12个子载波。且按照一定的准则，占用频谱边缘的个子载波。且按照一定的准则，占用频谱边缘的RB。n 对于相同对于相同Format的多个的多个PUCCH信道，是采用码分的形式进行时频资源的复用。信道，是采用码分的形式进行时频资源的复用。 对于Format1，借助Zad-off Chu序列在频域的相移（step2）可支持6个同格式的PUCCH，同时借助于3组正交码字（时域扩频），可支持3个同格式的PUCCH，共6318个PUCCH。 对于Foramt2，借助 Zad-off Chu序列在频域的相移（step1）可支持12个同格式

26、的PUCCH。 PUCCH Format 2格式格式2/2a/2b 发送端信号流程：发送端信号流程：信道编码：采用(20,A)的线性分组码 （若有ACK/NACK信息，加在CQI的20个bit后）比特级加扰：Golden码QPSK调制长为12的Zad-off Chu序列对QPSK符号频域扩频资源块映射 （若系统共有50个RB,则只能映射到01RB,或者4849RB）导频信号的产生与映射IFFT变换成帧相关协议：相关协议：36.211, 36.2121BPSK/QPSK symbol （ACK/NACK）LTE TDD 随机接入信道：PRACH用户完成小区搜索后，若有业务到来，则需进行随机接入过

27、程。用户完成小区搜索后，若有业务到来，则需进行随机接入过程。UE通过该过程向通过该过程向eNB发起接入请求，包括以下步骤：发起接入请求，包括以下步骤：PRACH sequence: Zadoff-Chu序列序列 （FDD: 长为839，TDD: 长为139） 10,ZC) 1(ZCNnenxNnunju)mod)()(ZC,NCnxnxvuvu循环位移得到多循环位移得到多个码字序列：个码字序列：不同的不同的u对应对应不同码组：不同码组：PRACH:为支持不同小区半径，共有为支持不同小区半径，共有5种种Format， （Format 4 为TDD专用，在UpPTS中发送，频域占用6个RB）1.

28、UE上行发送PRACH序列。2. eNB通过该序列可获知UE的上行同步定时提前量，通过下行控制信 令告知UE调整同步；并为UE分配临 时ID（TC-RNTI）及接入请求 所需资源，供UE发起接入请求，并表明身份。 3. UE获得该ID后，以该ID标识自己身份，并根据eNB分配的资源发送 RRC信令。4. 若eNB接受UE请求，则为UE分配资源，发送下行RRC信令。5. 随机接入过程结束。UE成功接入，获得eNB为其分配的C-RNTI ID,UE发送数据。CVmTcs/TsLTE TDD 上行导频信号：RS解调导频信号（Demodulation RS) ，与 PUSCH,PUCCH的数据同时传输

29、探测导频 (sounding RS), 用于上行调度导频序列由一基本序列相移获得：()RS,sc( )( ),0j nu vu vrnernnM( )4RS,sc( ),01jnu vrnenM其中( )n为一给定的整数序列。导频码长度RSscM12 or 24（2）当导频所占资源块数2时，导频码的基本序列为ZadoffChu序列：RSZCRSRS,ZCsc(1)RSZC( )( mod),0,01u vqqm mjNqrnxnNnMxmemN（1）当导频所占资源块数1 or 2时，导频码的基本序列如下：,( )u vrn其中为基本导频序列，为相移u,v决定q的值，u,v与时隙、跳频方式等有关

30、相关协议：相关协议：36.211以上两种RS均采用相同的导频序列：上行导频信号分为两大类：上行导频信号分为两大类：每个时隙每个时隙1个个导频符号，位于每个时隙的导频符号，位于每个时隙的第第4个个OFDM符号符号位置。频域上连续，与位置。频域上连续，与PUSCH占用相同长度的频域资源占用相同长度的频域资源Proposed radio access techniques for LTE-Advanced:Support of wider bandwidth Carrier aggregation for wider bandwidth Spectrum aggregation for more e

31、fficient spectrum utilizationEnhanced multi-antenna transmission techniques Extend spatial multiplexing up to eight layers Combination of MIMO modes for efficiency transmissionAdvanced multi-cell transmission/reception techniques Coordinated multipoint transmissionEnhanced techniques to extend cover

32、age area Relay/repeater functionalityLTE-Advanced考虑的主要技术Requirements / targetsn Fulfill ITU requirements for IMT-Advanced (higher data rate,wider bandwidth)n Allow for smooth migration from LTE Release 8n Enable extended multi-antenna deployments in a cost-efficient wayn Target low terminal and netw

33、ork power consumptionSupport of Wider bandwidthLTE-Advanced should support wider bandwidth: support up to at least 100 MHz Carrier aggregation preferred Aggregation of multiple component carriers into an overall wider bandwidth Each component carrier appear as LTE R8 carrier to LTE R8 UE LTE-Advance

34、d UE can access and benefit from overall wider bandwidthe.g. 20 MHzFive component carriers Total bandwidth of 100 MHzComponent carriers(LTE Rel. 8 carriers) Spectrum aggregation- Carrier aggregation with carriers in different frequency bands. - Possibility for wider total bandwidth without correspon

35、dingly wider contiguous spectrum20 MHz20 MHzTwo aggregated carriers Total bandwidth of 40 MHzEnhanced multi-antenna transmission techniques Necessity of higher-order MIMO channel transmissions: Higher peak frequency efficiency: Increased number of antennas up to 8LTE (Rel-8)LTE-AdvancedDLBaseline: 2

36、-by-2 MIMOMax: 4-by-4 MIMOBaseline: 2-by-2, 4-by-2, and 4-by-4 according to UE categories and eNB types (optimization condition is FFS)Max: 8-by-8 MIMOULBaseline: 1-by-2 SIMOBaseline: 2-by-2 and 2-by-4 according to eNB typesMax: 4-by-4(8) MIMO Combined beamforming and multi-layer transmission - Beam

37、forming to improve receiver SINR - Multi-layer transmission to efficiently exploit improved SINR Uplink spatial multiplexing - Higher uplink data rates Dynamic coordination of transmission/reception at geographically separated points: joint transmission from multiple points Use cell structure employ

38、ing remote radio equipments (RREs) ICI management among cells of RREs using scheduling at central eNB: Achieves complete inter-cell orthogonality. Advanced multi-cell trans/rece techniquesAlthough ICIC is adopted in LTE, it only introduces fractional frequency reuse at cell edge with slow control sp

39、eed using control signals via backhaul. Thus, inter-cell orthogonality will be established in LTE-Advanced to achieve high frequency efficiency and high data rate at cell edge.Centralized ICI controlOptical fiberRREsCoMPHow to design RS?Downlink-Use common RSExplicit signaling for transmit RRE (or e

40、NB) informationBlind detection of transmit RRE (or eNB) -Use DRSUplinkMRC reception at the central eNBCentral eNB combines uplink data channel of the target UE without measurement report Optical fibereNBRRERREUERREs using optical fiber (“sector” belonging to the same eNB)Should be used in LTE-Advanc

41、ed as effective technique to extend cell coverageRelays using radioL1 relays with non-regenerative transmission, i.e., repeaters Since delay is shorter than cyclic prefix duration, no additional change to radio interface is necessaryRepeaters are effective in improving coverage in existing cellsShou

42、ld be used as well as in 2G/3G networksL1 relays with regenerative transmissionMust improve coverage without reducing capacityOur concerns are efficient radio resource assignment to signals to/from relay station, delay due to relay, etc.Enhanced techniques to extend coverage area Remote relay node Tx/Rx L1 baseband processing and RRM Coverage extension and throughput enhancementRelay Node Tx/RxeNodeBRelay NodeRelay Node