LTE基本原理介绍.pptx

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1、背景介绍背景介绍1网络架构与协议网络架构与协议2控制面协议控制面协议3用户面协议用户面协议4第1页/共79页移动通信系统发展历程移动通信系统发展历程IMT-AdvancedIMT-AdvancedLTE3G2G蜂窝组网，广泛应用的标准有AMPS、TACS等，采用模拟技术和频分多址使用址(FDMA)等技术目前应用最广泛的通信系统，主要包括GSM、IS-95等,完全采用数字技术，使用FDM、TDM、CDMA等技术。提供数字化的语音业务及低速数据业务国际标准有WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA、WiMax。技术指标：室内速率2Mbps，室外速率384kbps，行车速率144kbps。能够

2、实现语音业务、高速率传输及宽带多媒体、无线接入Internet等服务。OFMA及MIMO技术，在200MHz系统带宽下，下行峰值速率100Mbps，上行峰值速率50MHz，提供VoIP及IMS等高速率数据传输服务。？1G第2页/共79页LTE演进路线演进路线 3GPP（3rd Generation Partnership Project）于1998年12月成立，是一个由无线工业及商贸联合会ARIB、CCSA、欧洲电信标准研究所ETSI、电信行业解决方案联盟ATIS、电信技术协会TTA和电信技术委员会TTC合作成立的通信标准化组织。3GPP是一个致力于制定3G、LTE、IMT-Advanced标

3、准的全球标准化组织。3GPP2(第三代合作伙伴计划2):该组织是于1999年1月成立，由北美TIA、日本的ARIB、日本的TTC、韩国的TTA四个标准化组织发起，主要是制订以ANSI-41核心网为基础，CDMA2000为无线接口的第三代技术规范。3GPP组织制定的4G标准 第二条演进路线是 系列的宽带无线接入标准，被称作WiMax。第3页/共79页LTE的主要技术特征的主要技术特征 3GPP从“系统性能要求”、“网络的部署场景”、“网络架构”、“业务支持能力”等方面对LTE进行了详细的描述。与3G相比，LTE具有如下技术特征：(1)通信速率有了提高，下行峰值速率为100Mbps、上行为50Mb

4、ps。(2)提高了频谱效率，下行链路5(bit/s)/Hz，(3-4倍于R6版本的HSDPA);上行链路2.5(bit/s)/Hz，是R6版本HSU-PA的2-3倍。(3)以分组域业务为主要目标，系统在整体架构上将基于分组交换。(4)QoS保证，通过系统设计和严格的QoS机制，保证实时业务(如VoIP)的服务质量。(5)系统部署灵活，能够支持间的多种系统带宽。保证了将来在系统部署上的灵活性。(6)降低无线网络时延：子帧长度和，解决了向下兼容的问题并降低了网络时延，时延可达U-plan5ms，C-plan100ms。(7)增加了小区边界比特速率，在保持目前基站位置不变的情况下增加小区边界比特速率

5、。如MBMS(多媒体广播和组播业务)在小区边界可提供1bit/s/Hz的数据速率。(8)强调向下兼容，支持已有的3G系统和非3GPP规范系统的协同运作。与3G相比，LTE更具技术优势，具体体现在：高数据速率、分组传送、延迟降低、广域覆盖和向下兼容。第4页/共79页LTE的关键技术的关键技术多载波技术多载波技术多天线技术多天线技术分组交换分组交换第5页/共79页多载波技术多载波技术传统的频分复用/频分多址（FDM/FDMA）技术将较宽的频带分成若干较窄的子载波进行并行发送。为了避免各子载波之间的干扰，不得不在相邻的子载波之间保留较大的间隔。正交频分复用（OFDM）各个子载波重叠排列，同时保持子载

6、波之间的正交性，以避免子载波之间的干扰。部分重叠的子载波排列可以大大提高频谱效率。传统FDM频谱OFDM频谱第6页/共79页多载波技术多载波技术LTE下行链路采用正交频分多址(OFDMA)技术。LTE上行链路采用单载波频分多址(SC-FDMA)技术，避免OFDM调制中因高PARA(峰均比)带来的对功放的线性化要求。OFDM与SC-FDMA的频谱结构第7页/共79页OFDM系统框图系统框图串并转换IFFT并串转换加入循环前缀数模变换多径传播模数变换去除循环前缀串并转换FFT并串转换SnRnn(t)OFDM调制OFDM解调第8页/共79页SC-FDMA系统框图系统框图LTE下行链路SC-FDMA采

7、用DFT-S-OFDM方式实现DFT-S-OFDM系统框图M点FFTN点IFFT串并转换循环前缀串并转换调制调制用户数据调制调制第9页/共79页LTE的关键技术的关键技术多载波技术多载波技术多天线技术多天线技术分组交换分组交换第10页/共79页MIMO系统空间-时间编码器空间-时间解码器MIMO系统示意图s1s2sMrr1r2rMRsH r使用多天线的MIMO技术能够充分利用空间资源，在不增加系统带宽和天线发射总功率的情况下，可有效对抗无线信道衰落的影响，大大提高系统的频谱利用率和信道容量。第11页/共79页多天线技术多天线技术分集增益：利用多个天线提供的空间分集，可以改进多径衰落信道中传输的

8、可靠性。阵列增益：通过预编码或波束成形，集中一个或多个指定方向上的能量。这也允许不同方向上的多个用户同时获得服务。空分复用增益：利用空间信道的强弱相关性，在多个相互独立的空间信道上，传递不同的数据流，从而提高数据传输的峰值速率。空分复用增益阵列增益分集增益第12页/共79页LTE的关键技术的关键技术多载波技术多载波技术多天线技术多天线技术分组交换分组交换第13页/共79页分组交换分组交换LTE是完全面向分组的多服务系统。使用分组交换，可以令分组的长度与相关时间可比，使得分组都落在信道质量较好的时间段。时间无线衰落信道快速自适应的分组调度电路交换的资源分配第14页/共79页背景介绍背景介绍1网络

9、架构与协议网络架构与协议2控制面协议控制面协议3用户面协议用户面协议4第15页/共79页LTE网络结构网络结构LTE采用“扁平”的无线访问网络结构，取消RNC节点，简化网络设计。实现了全IP路由，各个网络节点之间与Internet没有什么太大的区别，网络结构趋近于IP宽带网络结构。第16页/共79页EPS概述概述LTE致力于无线接入网的演进（E-UTRAN）。系统架构演进（SAE）则致力于分组网络的演进（演进型分组核心网EPC）。LTE和SAE共同组成演进型分组系统（EPS）。EPS网络结构EPCE-UTRAN用户设备第17页/共79页EPS的功能划分的功能划分S1eNodeB小区间无线资源管

10、理无线承载控制连接移动性控制无线许可控制eNodeB测量配置与提交动态资源分配（调度）RRC(无线资源控制)PDCP(分组数据汇聚协议)RLC(无线链路控制)MAC(媒体接入控制)物理层E-UTRAN MMENAS(非接入层)安全性空闲状态移动性管理EPS承载控制S-GW移动性安全闸P-GWUE IP地址分配分组过滤InternetEPC第18页/共79页E-UTRAN组成结构EPS网络节点示意图网络结构包括CN(EPC)、E-UTRAN、UE，eNodeB通过X2接口连接，构成E-UTRAN(接入网)，eNodeB通过S1接口与EPC(CN)连接，UE通过LTE-Uu接口与eNodeB连接。

11、第19页/共79页eNodeB实现的功能实现的功能无线资源管理 无线承载控制 无线准入控制 连接移动性控制 UE上下行动态资源分配IP数据包头压缩和用户数据流加密UE连接期间选择MME寻呼消息的调度和传输广播信息的调度和传输移动和调度的测量，并进行测量和测量报告的配置E-UTRAN总体架构第20页/共79页核心网核心网(EPC)HSSP-GWS-GWMMEPCRFE-UTRANSGiS5/S8S1-US6aS1-MMEGxRxOperators IP.IMS,PSS)LTE/SAE核心网负责UE的控制和承载建立，EPC包含的逻辑节点有：PDN Gateway(P-GW)、Serving Gat

12、eway(S-GW)、Mobility Management Entity(MME)、Home Subscribier Server(HSS)、Policy Control and Charging Rules Function(PCRF)。EPC组成结构第21页/共79页核心网节点功能核心网节点功能P-GW主要实现功能S-GW主要实现功能MME主要实现功能处理UE和CN之间的控制信令，通过NAS协议实现。寻呼和控制信息分发 承载控制保证NAS信令安全移动性管理UE的IP地址分配QoS保证计费IP数据包过滤所有IP数据包均通过S-GWUE在小区间切换时，作为移动性控制锚点下行数据缓存LTE与其

13、他3GPP技术互联时作为移动性锚点第22页/共79页无线接口协议无线接口协议E-UTRANRadio AccessPDCPRLCMACNASRRCL2无线接口协议根据用途分为用户面(User plane)协议栈和控制面(Control plane)协议栈。用户面控制面用户面主要执行头压缩、调度、加密等功能控制面主要执行系统 信息广播、RRC连接 管理、RB控制、寻呼、移动性管理、测量配置及报告等第23页/共79页E-UTRAN用户面用户面ApplicationIPRLCMACPDCPL1RLCMACPDCPL1GTP-UUDP/IPL1RelayUDP/IPGTP-UL1GTP-UUDP/IP

14、L1RelayL2L2IPUDP/IPL2GTP-UL1L2UEeNodeBServing GWPDN GWLTE-UuS1-US5/S8用户面协议栈第24页/共79页E-UTRAN控制面控制面NASRRCRLCMACPDCPL1RLCMACPDCPL1SCTPL1RelayS1-APIPL2SCTPL1L2UEeNodeBMMELTE-UuS1-MMERRCS1-APIPNASNAS控制面协议栈第25页/共79页S1接口接口S1接口连接E-UTRAN与CN，S1控制平面接口(S1-MME)位于eNB和MME之间，S1用户平面接口(S1-U)位于eNB和S-GW之间。S1-MME控制面协议栈S

15、1-U用户面协议栈传输网络层建立在IP传输之上，GTP-U用来携带用户平面PDU传输网络层利用IP传输，为可靠传输信令，在IP之上，添加SCTP，应用层信令协议为S1-AP第26页/共79页X2接口接口X2接口实现eNodeB之间的互联，X2接口控制平面和用户平面接口定义域S1接口一致。X2接口控制面协议栈X2接口用户面协议栈第27页/共79页EPS承载与承载与QoS承载(Bearer)是UE和网关之间有相应QoS(Quality of Service)保障的IP数据包。为了应对同时发生的多种形式的服务，EPS根据不同的服务对QoS的不同要求，将Bearer分为两类：GBR bearer Mi

16、nimum Guaranteed Bit Rate bearer(保证比特率承载)可应用于VoIP等面向连接的服务,bearer可分配到持久的无线资源。Bearer NON-GBR bearer不保证比特率，可用于浏览网页或ftp等服务，不分配持久的无线资源。第28页/共79页EPS承载与承载与QoS每一个bearer都有一个QoS等级标记(QCI)及分配与保留优先级(ARP)。brearer与其对应服务如下图所示。LTE QCI标记第29页/共79页EPS承载与承载与QoS在LTE/SAE系统中，EPS承载(brearer)需要经过多层接口，逐渐映射为较低层次的承载。EPS承载经过多层接口示

17、意图第30页/共79页背景介绍背景介绍1网络架构与协议网络架构与协议2控制面协议控制面协议3用户面协议用户面协议4第31页/共79页基本概念基本概念层次结构：分层将一个复杂的通信问题划分为多个不同层次的工作，每一层实现一种相对独立的功能，通过层间的接口使用下层提供的服务，并向上层提供服务。协议：控制两个或多个对等实体、对等层次进行通信的规则的集合。服务访问点：在同一系统中，相邻两层的实体进行交互的逻辑接口称为服务访问点(Service Access Point)。平面：同一个系统中，实现某一方面功能的协议栈，称作平面。LTE将系统分为控制面(Control Plane)和用户面(User Pl

18、ane)。第32页/共79页用户设备的状态用户设备的状态用户设备(User Equipment,UE)的无线资源控制(Radio Resource Control,RRC)状态决定了接入层所执行的操作和过程。RRC状态有两种：空闲状态(RRC_IDLE)或连接状态(RRC_CONNECTED)。有特定的非连续接收(DRX)。2.监听广播信道，获取系统信息。3.监听寻呼信道，检测来电。执行小区选择和重选。空闲连接1.获得E-UTRAN分配的无线资源。2.可以与网络交互数据。3.向网络报告缓存状态和信道质量。4.由eNB控制小区切换。第33页/共79页无线资源控制无线资源控制(RRC)RRC协议主

19、要完成以下功能：系统信息系统信息处理系统信息的广播。系统信息也包括非接入层(NAS)的一般信息。一些系统信息仅对空闲状态的UE有效。连接控制连接控制完成RRC连接的建立、修改和释放，包括寻呼、安全性控制、建立信令无线承载(SRB)和数据无线承载(DRB)、切换、配置低层等操作。移动性管理移动性管理完成各种无线接入技术(RAT)间的切换。测量配置与报告测量配置与报告完成频率内、频率间以及RAT间的测量。第34页/共79页无线资源控制无线资源控制(RRC)无线协议架构如图所示。垂直方向上的直线表明了信道之间的映射关系。传输信道传输信道通过通过物理层物理层提供的功能，映射到提供的功能，映射到物理信道

20、物理信道上上逻辑信道逻辑信道通过通过MAC层层提供的功能，映射到提供的功能，映射到传输信道传输信道上上MAC层和层和RLC层之间的服务层之间的服务接入点称为接入点称为逻辑信道逻辑信道寻呼控制信道广播控制信道一般控制信道专用控制信道专用业务信道物理层和物理层和MAC层之间的服务层之间的服务接入点称为接入点称为传输信道传输信道寻呼信道广播信道随机接入信道下行共享信道上行共享信道最底层为最底层为物理信道物理信道物理广播信道物理随机接入信道物理下行共享信道物理上行共享信道第35页/共79页系统信息系统信息系统信息被封装成多个系统信息块(System Information Blocks,SIBs)，每

21、个系统信息块包含一系列功能相关的参数。MIB主信息块包含最常用的参数，是UE初始接入的重要信息。SIB1系统信息块1包含小区选择的参数，以及其它系统信息块的时隙安排。SIB2系统信息块2包含一般和共享信道的信息。其它SIB3-SIB8包含频率内、频率间、RAT间小区重选的参数。第36页/共79页LTE的连接控制的连接控制连接控制包括以下内容：1安全性管理2连接的建立、修改及释放3数据无线承载(DRB)的建立、修改及释放4LTE系统的移动性第37页/共79页安全性密钥管理安全性密钥管理保证安全性的两种手段：加密和完整性保护1安全性管理2连接的建立、修改及释放3数据无线承载(DRB)的建立、修改及

22、释放4LTE系统的移动性安全性密钥的产生过程图安全性密钥的产生过程图第38页/共79页连接的建立和释放连接的建立和释放UE还有两类非接入层的状态：EPS移动性管理(EMM)状态 EMM-DEREGISTERED和EMM-REGISTEREDEPS连接管理(ECM)状态 ECM-IDLE和ECM-CONNECTED1安全性管理2连接的建立、修改及释放3数据无线承载(DRB)的建立、修改及释放4LTE系统的移动性状态组合图状态组合图连接建立的消息流程连接建立的消息流程第39页/共79页DRB的建立的建立为了建立、修改或释放DRB，E-UTRAN应用了RRC连接配置，主要的配置参数如下：1安全性管理

23、2连接的建立、修改及释放3数据无线承载(DRB)的建立、修改及释放4LTE系统的移动性1.对于使用小分组的服务(如VoIP)，需要配置分组数据汇聚协议(PDCP)，使其进行首部压缩，从而减少系统开销。2.实时性强、准确性要求较低的服务不应使用RLC确认模式(Acknowledged Mode)，一般情况下都可以选用RLC AM。3.UE需要将上行资源划分给不同的无线承载，E-UTRAN使用优先级和优先化比特率来控制资源的划分方式。4.UE可以配置一个非连续接收(DRX)周期，除非当前服务对延时的要求非常严格。5.对于分组速率半静态的服务(如VoIP)，可以通过配置半坚持的调度方式，减少控制信令

24、的开销。6.对传输延时不敏感的服务，可以配置混合ARQ(HARQ)，以提高信息可靠性。第40页/共79页移动性控制移动性控制在RRC_IDLE状态下的移动性控制是指UE执行的小区重选择(cell-reselection)。-在频率间的小区重选是基于优先级的，每个频率都有相应的优先级。小区特定的优先级通过系统信息给出。-在优先级相等的情况下，将对小区的无线链路质量进行排名。1安全性管理2连接的建立、修改及释放3数据无线承载(DRB)的建立、修改及释放4LTE系统的移动性第41页/共79页移动性控制移动性控制在RRC_CONNECTED状态下的移动性控制是指E-UTRAN执行的小区切换(hando

25、ver)。-E-UTRAN决定UE切换到哪个小区，以保持链路连接。通常E-UTRAN会要求UE报告候选小区的测量结果。-LTE体系中，UE总是连接到单个小区上，因此从源小区到目的小区的连接交换是一种硬切换(hard handover)。1安全性管理2连接的建立、修改及释放3数据无线承载(DRB)的建立、修改及释放4LTE系统的移动性第42页/共79页移动性控制移动性控制切换的消息流程：1安全性管理2连接的建立、修改及释放3数据无线承载(DRB)的建立、修改及释放4LTE系统的移动性在切换前，在切换前，UE一般一般会向源基站发送测量会向源基站发送测量报告。报告。源基站请求一个或多个目的基站准备切

26、换，并提供源基站请求一个或多个目的基站准备切换，并提供UE的的上下文信息。上下文信息。目的基站发出切换命令，由源基站负责转发给目的基站发出切换命令，由源基站负责转发给UE。源基站向源基站向UE发送连接重配置消息，发送连接重配置消息，命令命令UE进行切换。进行切换。UE向目的小区进行随机接入。向目的小区进行随机接入。随机接入完成后，随机接入完成后，UE的接入层会的接入层会将未完成的上行传输通知给上层，将未完成的上行传输通知给上层，以便进行合适的处理。以便进行合适的处理。第43页/共79页测量配置与报告测量配置与报告报告报告配置配置测量测量对象对象测量测量标识标识数量数量配置配置测量测量间隙间隙测

27、量配置测量配置待测量的小区、频率周期或事件触发的准则，以及需要报告的信息标识一次测量，定义可用的测量对象及报告配置定义了每次测量结果的过滤方式在测量间隙之内，UE进行测量操作，不能安排任何上下行传输第44页/共79页小区选择和重选小区选择和重选小区选择，是UE在所有支持的载频、所有支持的RAT之中搜索出信号最强的小区的过程。小区选择所采用的准则称为S准则(S-criterion)。当接收功率的等级Srxlev大于0dB时，就满足了S准则。当UE驻留在一个合适的小区后，就开始进行小区重选。首先，小区重选是基于绝对优先级的。其次，UE采用一种排名准则来比较各小区的链路质量。最后，UE验证目的小区的

28、可接入性。当多个小区都满足S准则时，UE采用R准则对小区排序。服务小区的排名为Rs，相邻小区的排名为Rn。当一个相邻小区的排名比服务小区高，并维持一段时间Treselection，UE就重选至该小区。小区选择小区重选第45页/共79页背景介绍背景介绍1网络架构与协议网络架构与协议2控制面协议控制面协议3用户面协议用户面协议4第46页/共79页 无线接口协议栈根据用途分为用户平面协议栈和控制平面协议栈。PDCPRLCMACPHYUEPDCPRLCMACPHYeNodeB用户面协议栈PDCPRLCMACPHYUEPDCPRLCMACPHYeNodeB控制面协议栈RRCRRCNASNASMMEPDC

29、P、RLC和MAC协议合称L2协议。用户面和控制面用户面和控制面MACRLCPDCP第47页/共79页L2的下行结构的下行结构L2的下行结构图的下行结构图MACRLCPDCP第48页/共79页L2的上行结构的上行结构L2的上行结构图的上行结构图MACRLCPDCP第49页/共79页包数据汇聚层包数据汇聚层(PDCP)PDCP层架构图层架构图MACRLCPDCP第50页/共79页PDCP层功能层功能头压缩与解压缩，只支持一种压缩算法，即ROHC算法；用户名或控制面的数据传输，此功能用于PDCP用户间的数据传递；提供PDCP序列号，供无线承载使用；切换时对上层PDU的顺序递交；下层SDU的复制与检

30、测；用户面数据和控制面数据加密。控制面数据的完整性保护和验证；基于定时器的丢包；MACRLCPDCP第51页/共79页PDCP层功能层功能(控制面控制面)PDCP层控制面结构图层控制面结构图MACRLCPDCP第52页/共79页PDCP层功能层功能(用户面用户面)PDCP层用户面结构图层用户面结构图MACRLCPDCP第53页/共79页加密与完整性保护加密与完整性保护加密用户面数据和控制面数据：l控制面：PDCP PDU的数据部分和MAC-I部分(message authentication code)被加密；如果控制面数据没有完整性保护，则MAC-I部分仍然存在，不过值设置为0；l用户面：P

31、DCP PDU的数据部分被加密；l加密的算法和密钥都是高层设置的，加密的激活也是由高层来做的。完整性保护应用于控制面数据(SRB)l包括完整性保护和完整性验证；1.完整性保护的算法和密钥都是高层设置的，它的激活也是由高层来做的。MACRLCPDCP第54页/共79页PDCP的丢包处理的丢包处理PDCP实体收到上层递交的一个PDCP SDU，就会为这个SDU启动一个Discard_Timer；当一个PDCP SDU的Discard_Timer超期时，UE就会丢弃这个PDCP SDU以及由它生成的PDCP PDU。如果这个PDCP PDU已经传递到底层的话，就向底层发一个丢弃指示命令。PDCP R

32、eordering windowMACRLCPDCP第55页/共79页无线链路层（无线链路层（RLC）RLC的结构的结构MACRLCPDCP第56页/共79页TM 实体实体TM实体结构图实体结构图MACRLCPDCP第57页/共79页UM 实体实体UM实体结构图实体结构图MACRLCPDCP第58页/共79页AM 实体实体AM实体结构图实体结构图MACRLCPDCP第59页/共79页RLC层功能层功能传送RLC PDU；通过ARQ，进行错误校验(仅在AM数据传输时)；分段、组合和重组RLC SDU(仅在UM和AM数据传输时)；重新分段和重新组合RLC PDU(仅在AM数据传输时)；上层PDU的

33、顺序发送(仅在UM和AM数据传输时)；复制检测，检测收到的RLC PDU复制(仅在UM和AM数据传输时)；RLC SDU丢弃(仅在UM和AM数据传输时)；RLC连接重建；协议的错误发现和恢复机制；eNB和UE之间的流控制。MACRLCPDCP第60页/共79页RLC AM的的ARQ功能功能RLC AM实体的发送侧发送RLC数据PDUs到对端RLC AM实体，对端接收侧接收到RLC数据PDUs，并在以下两种情况下发送状态报告给发送侧l收到发送侧发来的Pollingl检测到RLC数据PDU接收失败发送侧会进行重传在以下两种情况l收到接收侧发来的状态报告指示有数据包未接收成功l本发送侧底层发来的HA

34、RQ发送失败指示MACRLCPDCP第61页/共79页当收到高层丢弃指示命令丢弃特定的RLC SDU时，UM或AM RLC实体的发送端应该丢弃指示的RLC SDU(只有在该SDU还没有被映射到RLC 数据PDU中)RLC AM的状态报告的状态报告v发送方触发发送方触发(通过在通过在RLC PDU中置中置Polling位为位为1来触发来触发)l最后一个包，发方最后一个包，发方buffer中没有数据中没有数据lT_Poll_Retransmit定时器超时定时器超时(Polling触发后没有收到回应触发后没有收到回应)l每发送完每发送完Poll_PDU个个PDU后将后将P为置为为置为1(PDU个数触

35、发个数触发)l每发送完每发送完Poll_Byte个字节后将个字节后将P为置为为置为1(Byte位触发位触发)v接收方触发接收方触发l检测到接收的检测到接收的RLC数据数据PDU错误时，触发状态报告错误时，触发状态报告RLC的丢包功能的丢包功能MACRLCPDCP第62页/共79页媒体接入层媒体接入层(MAC)MAC层的功能层的功能MACRLCPDCP第63页/共79页CCCH DCCHDTCHRACHUL-SCHPCCHBCCHCCCHDCCHDTCHMCCHMTCHPCHBCHDL-SCHMCH(a)上行逻辑信道与传输信道映射关系图下行逻辑信道下行传输信道(b)下行逻辑信道与传输信道映射关系

36、图上行逻辑信道上行传输信道通道和映射通道和映射MACRLCPDCP第64页/共79页MAC层的主要过程和操作层的主要过程和操作MACRLCPDCP1随机接入过程 Random access procedure2不连续接收DRX3调度 Scheduling4混合冗余重传HARQ第65页/共79页随机接入的场景随机接入的场景从RRC_IDLE状态下发起初始接入时；无线链路失败后发起初始接入；在RRC_CONNECTED期间，上行数据到达需要进行随机接入时(例如当上行同步状态是“异步”或者没有专用的调度请求信道可用时)；切换需要进行随机接入过程时；在RRC_CONNECTED期间，下行数据到达需要进

37、行随机接入时(例如当上行同步状态是“异步”的情况)；MACRLCPDCP1随机接入过程 Random access procedure2不连续接收DRX3调度 Scheduling4混合冗余重传HARQ第66页/共79页随机接入过程随机接入过程基于竞争的随机接入过程流程图基于竞争的随机接入过程流程图基于非竞争的随机接入过程流程图基于非竞争的随机接入过程流程图MACRLCPDCP1随机接入过程 Random access procedure2不连续接收DRX3调度 Scheduling4混合冗余重传HARQ第67页/共79页DRXDRX:在一定时间段内停止监听PDCCHDRX的目的:令RRC-C

38、ONNECTED状态下的UE节省电量和提高资源利用率，而不必转换到RRC-IDLE状态与DRX相关的参数：lOn duration Timer:UE每次从DRX醒来后维持醒着的时间,UE在该段时间内搜索PDCCHlInactivity Timer:UE在醒着时每次成功解码HARQ初始发送的PDCCH后保持active的时间lActive Time:UE从DRX醒来后保持醒着的总时间lHARQ RTT Timer:UE预期DL Retransmission到达的最少间隔时间lDRX Retransmission Timer:UE预期接收DL Retransmission的时间lDRX cycle

39、 length:DRX cycle length一旦配置/重配置就固定，即不会因为active time大于on duration而变化。MACRLCPDCP1随机接入过程 Random access procedure2不连续接收DRX3调度 Scheduling4混合冗余重传HARQ第68页/共79页DRXDRX操作时序图操作时序图MACRLCPDCP1随机接入过程 Random access procedure2不连续接收DRX3调度 Scheduling4混合冗余重传HARQ第69页/共79页调度调度目的l调度的好坏对于系统的性能影响很大，对于LTE十分重要l最好的利用时/频/空/功率

40、资源用于不同的UEs和不同的业务，保证各种业务的QoS，提高系统的容量基本调度原则leNB负责上下性的调度，上下行是不同的调度器负责l调度器需要考虑的因素包括业务的QoS，业务量以及相关的无线承载，无线条件以及UE能力等l给于UE的UL-SCH的资源是对应一个UE的，而不是对应一个RBMACRLCPDCP1随机接入过程 Random access procedure2不连续接收DRX3调度 Scheduling4混合冗余重传HARQ第70页/共79页调度方式调度方式动态调度l对于UL-SCH 和 DL-SCH是最基本的调度方式半静态调度l是一种优化的方式（例如对于UL&DL VoIP)lRRC

41、信令负责静态调度参数(周期)的配置lPDCCH信令复杂激活/去激活半静态调度资源MACRLCPDCP1随机接入过程 Random access procedure2不连续接收DRX3调度 Scheduling4混合冗余重传HARQ第71页/共79页动态调度过程动态调度过程动态调度过程图例动态调度过程图例MACRLCPDCP1随机接入过程 Random access procedure2不连续接收DRX3调度 Scheduling4混合冗余重传HARQ第72页/共79页HARQ(混合冗余重传混合冗余重传)FEC编码FEC纠错或检错如果收到ACK，则发送下一组码；如果收到NAK，则重传当前码组。接

42、收无错码组，则反馈ACK；针对不可纠错码组，反馈NAK前向信道反馈信道HARQ通信系统如下图所示，是在一个ARQ(自动请求重传)系统中包含一个FEC(前向纠错)子系统。FEC部分用来纠正信道中经常出现的错误，以减少重传次数，而提高系统通过效率。ARQ部分的作用是纠正那些不常出现的、FEC不能纠正的错误，以提高系统的可靠性。这样，HARQ方式可以实现比FEC高得多的可靠性和比ARQ更高的传输效率。HARQ通信系统通信系统MACRLCPDCP1随机接入过程 Random access procedure2不连续接收DRX3调度 Scheduling4混合冗余重传HARQ第73页/共79页HARQ(

43、混合冗余重传混合冗余重传)快速重传/组合增益多进程的停止等待 对于下行传输:l自适应的异步HARQlUE通过PUCCH/PUSCH向eNB反馈ACK/NAK信息lPDCCH控制HARQ的进程数l重传由PDCCH调度对于上行传输:l非自适应的同步HARQ l对每个UE配置最大发送数 leNB通过PHICH向UE反馈ACK/NAK信息MACRLCPDCP1随机接入过程 Random access procedure2不连续接收DRX3调度 Scheduling4混合冗余重传HARQ第74页/共79页物理层物理层对于LTE的物理层的多址方案，在下行方向上采用基于循环前缀的正交频分复用(OFDM)，在

44、上行方向上采用基于循环前缀的单载波频分多址(SC-FDMA)。为了支持成对的和不成对的频谱，支持频分双工(FDD)模式和时分双工(TDD)模式。物理层是基于资源块(PRB)以带宽不可知的方式进行定义的，从而允许LTE的物理层适用于不同的频谱分配。一个资源块在频域上或者占用12个宽度为15kHz的子载波，或者占用24个宽度为的子载波。LTE支持两种类型的无线帧结构：类型1，适用于FDD模式；类型2，适用于TDD模式。每一个无线帧的长度为10ms，由20个时隙构成，每个时隙长度为。第75页/共79页物理层物理层物理层为MAC层和高层提供信息传输服务，物理层传输服务是通过如何以及用什么样的特征数据在

45、无线接口上传输来实现的，此称为“传输信道”。v下行传输信道类型下行传输信道类型l广播信道广播信道(BCH)l下行共享信道下行共享信道(DL-SCH)l寻呼信道寻呼信道(PCH)l多播信道多播信道(MCH)v上行传输信道类型上行传输信道类型l上行共享信道上行共享信道(UL-SCH)l随机接入信道随机接入信道(RACH)v下行物理信道类型下行物理信道类型l物理下行共享信道物理下行共享信道(PDSCH)l物理广播信道物理广播信道(PBCH)l物理多播信道物理多播信道(PMCH)l物理控制格式指示信道物理控制格式指示信道(PCFICH)l物理下行控制信道物理下行控制信道(PDCCH)l物理物理HARQ

46、指示信道指示信道(PHICH)v上行物理信道类型上行物理信道类型l物理上行共享信道物理上行共享信道(PUSCH)l物理上行控制信道物理上行控制信道(PUCCH)l物理随机接入信道物理随机接入信道(PRACH)第76页/共79页RACHUL-SCHPRACHPUCCHPUSCH上行传输信道上行物理信道上行传输信道与物理信道的映射关系图物理层信道映射物理层信道映射下行传输信道 下行物理信道下行传输信道与物理信道的映射关系图BCHPCHDL-SCH MCHPBCHPDSCHPMCHPDCCH PHICHPCFICH第77页/共79页Thank you!第78页/共79页感谢您的观看！第79页/共79页