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▊1 為什么要從3G向LTE演進(jìn)？ LTE(Long Term Evolution)是指3GPP組織推行的蜂窩技術(shù)在無線接入方面的最新演進(jìn)，對應(yīng)核心網(wǎng)的演進(jìn)就是SAE（System Architecture Evolution）。之所以需要從3G演進(jìn)到LTE，是由于近年來移動用戶對高速率數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的要求，同時新型無線寬帶接入系統(tǒng)的快速發(fā)展，如WiMax的出現(xiàn)，給3G系統(tǒng)設(shè)備商和運(yùn)營商造成了很大的壓力。在LTE系統(tǒng)設(shè)計(jì)之初，其目標(biāo)和需求就非常明確：降低時延、提高用戶傳輸數(shù)據(jù)速率、提高系統(tǒng)容量和覆蓋范圍、降低運(yùn)營成本： ●顯著的提高峰值傳輸數(shù)據(jù)速率，例如下行鏈路達(dá)到100Mb/s，上行鏈路達(dá)到50Mb/s； ●在保持目前基站位置不變的情況下，提高小區(qū)邊緣比特速率； ●顯著的提高頻譜效率，例如達(dá)到3GPP R6版本的2~4倍； ●無線接入網(wǎng)的時延低于10ms； ●顯著的降低控制面時延（從空閑態(tài)躍遷到激活態(tài)時延小于100ms（不包括尋呼時間））； ●支持靈活的系統(tǒng)帶寬配置，支持1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15MHz、20MHz帶寬，支持成對和非成對頻譜； ●支持現(xiàn)有3G系統(tǒng)和非3G系統(tǒng)與LTE系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)間的互連互通； ●更好的支持增強(qiáng)型MBMS； ●系統(tǒng)不僅能為低速移動終端提供最優(yōu)服務(wù)，并且也應(yīng)支持高速移動終端，能為速度>350km/h的用戶提供100kbps的接入服務(wù)； ●實(shí)現(xiàn)合理的終端復(fù)雜度、成本、功耗； ●取消CS域，CS域業(yè)務(wù)在PS域?qū)崿F(xiàn)，如VOIP； ▊2 LTE扁平網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是什么？ ●LTE的接入網(wǎng)E-UTRAN由eNodeB組成，提供用戶面和控制面； ●LTE的核心網(wǎng)EPC(Evolved Packet Core)由MME，S-GW和P-GW組成； ●eNodeB間通過X2接口相互連接，支持?jǐn)?shù)據(jù)和信令的直接傳輸； ●S1接口連接eNodeB與核心網(wǎng)EPC。其中，S1-MME是eNodeB連接MME的控制面接口，S1-U是eNodeB連接S-GW 的用戶面接口；
▊3 相對于3G來說，LTE采用了哪些關(guān)鍵技術(shù) ●采用OFDM技術(shù) ◇OFDM （Orthogonal Frequency Division Multiplexing）屬于調(diào)制復(fù)用技術(shù)，它把系統(tǒng)帶寬分成多個的相互正交的子載波，在多個子載波上并行數(shù)據(jù)傳輸； ◇各個子載波的正交性是由基帶IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)實(shí)現(xiàn)的。由于子載波帶寬較小（15kHz），多徑時延將導(dǎo)致符號間干擾ISI，破壞子載波之間的正交性。為此，在OFDM符號間插入保護(hù)間隔，通常采用循環(huán)前綴CP來實(shí)現(xiàn)； ◇下行多址接入技術(shù)OFDMA，上行多址接入技術(shù)SC-FDMA(Single Carrier-FDMA)； ●采用MIMO(Multiple-Input Multiple Output)技術(shù) ◇LTE下行支持MIMO技術(shù)進(jìn)行空間維度的復(fù)用。空間復(fù)用支持單用戶SU-MIMO(Single-User-MIMO)模式或者多用戶MU-MIMO (Multiple-User-MIMO)模式。SU-MIMO和MU-MIMO都支持通過Pre-coding的方法來降低或者控制空間復(fù)用數(shù)據(jù)流之間的干擾，從而改善MIMO技術(shù)的性能。SU-MIMO中，空間復(fù)用的數(shù)據(jù)流調(diào)度給一個單獨(dú)的用戶，提升該用戶的傳輸速率和頻譜效率。MU-MIMO中，空間復(fù)用的數(shù)據(jù)流調(diào)度給多個用戶，多個用戶通過空分方式共享同一時頻資源，系統(tǒng)可以通過空間維度的多用戶調(diào)度獲得額外的多用戶分集增益。 ◇受限于終端的成本和功耗，實(shí)現(xiàn)單個終端上行多路射頻發(fā)射和功放的難度較大。因此，LTE正研究在上行采用多個單天線用戶聯(lián)合進(jìn)行MIMO傳輸?shù)姆椒?，稱為Virtual-MIMO。調(diào)度器將相同的時頻資源調(diào)度給若干個不同的用戶，每個用戶都采用單天線方式發(fā)送數(shù)據(jù)，系統(tǒng)采用一定的MIMO解調(diào)方法進(jìn)行數(shù)據(jù)分離。采用Virtual-MIMO方式能同時獲得MIMO增益以及功率增益（相同的時頻資源允許更高的功率發(fā)送），而且調(diào)度器可以控制多用戶數(shù)據(jù)之間的干擾。同時，通過用戶選擇可以獲得多用戶分集增益。 ●調(diào)度和鏈路自適應(yīng) ◇LTE支持時間和頻率兩個維度的鏈路自適應(yīng)，根據(jù)時頻域信道質(zhì)量信息對不同的時頻資源選擇不同的調(diào)制編碼方式。 ◇功率控制在CDMA系統(tǒng)中是一項(xiàng)重要的鏈路自適應(yīng)技術(shù)，可以避免遠(yuǎn)近效應(yīng)帶來的多址干擾。在LTE系統(tǒng)中，上下行均采用正交的OFDM技術(shù)對多用戶進(jìn)行復(fù)用。因此，功控主要用來降低對鄰小區(qū)上行的干擾，補(bǔ)償鏈路損耗，也是一種慢速的鏈路自適應(yīng)機(jī)制。 ●小區(qū)干擾控制 ◇LTE系統(tǒng)中，系統(tǒng)中各小區(qū)采用相同的頻率進(jìn)行發(fā)送和接收。與CDMA系統(tǒng)不同的是，LTE系統(tǒng)并不能通過合并不同小區(qū)的信號來降低鄰小區(qū)信號的影響。因此必將在小區(qū)間產(chǎn)生干擾，小區(qū)邊緣干擾尤為嚴(yán)重。 ◇為了改善小區(qū)邊緣的性能，系統(tǒng)上下行都需要采用一定的方法進(jìn)行小區(qū)干擾控制。目前正在研究方法有： 1）干擾隨機(jī)化：被動的干擾控制方法。目的是使系統(tǒng)在時頻域受到的干擾盡可能平均，可通過加擾，交織，跳頻等方法實(shí)現(xiàn)； 2）干擾對消：終端解調(diào)鄰小區(qū)信息，對消鄰小區(qū)信息后再解調(diào)本小區(qū)信息；或利用交織多址IDMA進(jìn)行多小區(qū)信息聯(lián)合解調(diào)； 3）干擾抑制：通過終端多個天線對空間有色干擾特性進(jìn)行估計(jì)和抑制，可以分為空間維度和頻率維度進(jìn)行抑制。系統(tǒng)復(fù)雜度較大，可通過上下行的干擾抑制合并IRC實(shí)現(xiàn)； 4）干擾協(xié)調(diào)：主動的干擾控制技術(shù)。對小區(qū)邊緣可用的時頻資源做一定的限制。這是一種比較常見的小區(qū)干擾抑制方法； ▊4 OFDM基本原理 OFDM也是一種頻分復(fù)用的多載波傳輸方式，只是復(fù)用的各路信號(各路載波)是正交的。OFDM技術(shù)也是通過串/并轉(zhuǎn)換將高速的數(shù)據(jù)流變成多路并行的低速數(shù)據(jù)流，再將它們分配到若干個不同頻率的子載波上的子信道中傳輸。不同的是OFDM技術(shù)利用了相互正交的子載波，從而子載波的頻譜是重疊的，而傳統(tǒng)的FDM多載波調(diào)制系統(tǒng)中子載波間需要保護(hù)間隔，從而OFDM技術(shù)大大的提高了頻譜利用率。
●OFDM系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)： ◇通過把高速率數(shù)據(jù)流進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換，使得每個子載波上的數(shù)據(jù)符號持續(xù)長度相對增加，從而有效地減少由于無線信道時間彌散所帶來地ISI，進(jìn)而減少了接收機(jī)內(nèi)均衡器地復(fù)雜度，有時甚至可以不采用均衡器，而僅僅通過插入循環(huán)前綴地方法消除ISI的不利影響。 ◇OFDM技術(shù)可用有效的抑制無線多徑信道的頻率選擇性衰落。因?yàn)镺FDM的子載波間隔比較小，一般的都會小于多徑信道的相關(guān)帶寬，這樣在一個子載波內(nèi)，衰落是平坦的。進(jìn)一步，通過合理的子載波分配方案，可以將衰落特性不同的子載波分配給同一個用戶，這樣可以獲取頻率分集增益，從而有效的克服了頻率選擇性衰落。 ◇傳統(tǒng)的頻分多路傳輸方法是將頻帶分為若干個不相交的子頻帶來并行傳輸數(shù)據(jù)流，各個子信道之間要保留足夠的保護(hù)頻帶。而OFDM系統(tǒng)由于各個子載波之間存在正交性，允許子信道的頻譜相互重疊，因此于常規(guī)的頻分復(fù)用系統(tǒng)相比，OFDM系統(tǒng)可以最大限度的利用頻譜資源。 ◇各個子信道的正交調(diào)制和解調(diào)可以分別通過采用IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform)和DFT實(shí)現(xiàn)，在子載波數(shù)很大的系統(tǒng)中，可以通過采用IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)和FFT實(shí)現(xiàn)，隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)和DSP技術(shù)的發(fā)展，IFFT和FFT都是非常容易實(shí)現(xiàn)的。 ◇無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)一般存在非對稱性，即下行鏈路中的數(shù)據(jù)傳輸量大于上行鏈路中的數(shù)據(jù)傳輸量，這就要求物理層支持非對稱的高速率數(shù)據(jù)傳輸，OFDM系統(tǒng)可以通過使用不同數(shù)量的子信道來實(shí)現(xiàn)上行和下行鏈路中不同的傳輸速率。 ●OFDM系統(tǒng)缺點(diǎn)： ◇易受頻率偏差的影響。由于子信道的頻譜相互覆蓋，這就對他們之間的正交性提出了嚴(yán)格的要求，無線信道的時變性在傳輸過程中造成了無線信號頻譜偏移，或發(fā)射機(jī)與接收機(jī)本地振蕩器之間存在頻率偏差，都會使OFDM系統(tǒng)子載波之間的正交性遭到破壞，導(dǎo)致子信道間干擾（ICI，Inter-Channel Interference），這種對頻率偏差的敏感性是OFDM系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)之一。 ◇存在較高的峰值平均功率比。多載波系統(tǒng)的輸出是多個子信道信號的疊加，因此如果多個信號的相位一致時，所得到的疊加信號的瞬時功率就會遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于信號的平均功率，導(dǎo)致較大的峰值平均功率比（PAPR，Peak-to-Average power Ratio），這就對發(fā)射機(jī)內(nèi)放大器的線性度提出了很高的要求，因此可能帶來信號畸變，使信號的頻譜發(fā)生變化，從而導(dǎo)致各個子信道間的正交性遭到破壞，產(chǎn)生干擾，使系統(tǒng)的性能惡化。 ▊5 單用戶MIMO(SU-MIMO)和多用戶MIMO(MU-MIMO)區(qū)別 單用戶MIMO：占用相同時頻資源的多個并行的數(shù)據(jù)流發(fā)給同一個用戶或從同一個用戶發(fā)給基站稱為單用戶MIMO；如下圖所示： 多用戶MIMO：占用相同時頻資源的多個并行的數(shù)據(jù)流發(fā)給不同用戶或不同用戶采用相同時頻資源發(fā)送數(shù)據(jù)給基站，稱為多用戶MIMO，也稱虛擬MIMO。如下圖所示： 當(dāng)前LTE 考慮終端的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜性，因此上行只支持多用戶MIMO，也就是虛擬MIMO。
▊7 為什么說OFDM技術(shù)容易和MIMO技術(shù)結(jié)合 MIMO技術(shù)的關(guān)鍵是有效避免天線之間的干擾，以區(qū)分多個并行數(shù)據(jù)流。眾所周知，在水平衰落信道中可以實(shí)現(xiàn)更簡單的MIMO接收。而在頻率選擇性信道中，由于天線間干擾和符號間干擾混合在一起，很難將MIMO接收和信道均衡分開處理。如果采用將MIMO接收和信道均衡混合處理的MIMO接收均衡的技術(shù)，則接收機(jī)會比較復(fù)雜。 因此，由于每個OFDM子載波內(nèi)的信道(帶寬只有15KHz)可看作水平衰落信道，MIMO系統(tǒng)帶來的額外復(fù)雜度可以控制在較低的水平（隨天線數(shù)量呈線性增加）。相對而言，單載波MIMO系統(tǒng)的復(fù)雜度與天線數(shù)量和多徑數(shù)量的乘積的冪成正比，很不利于MIMO技術(shù)的應(yīng)用。 ▊8 LTE FDD和TDD幀結(jié)構(gòu)是什么？ LTE FDD的幀結(jié)構(gòu)如下圖所示，幀長10ms，包括20個時隙(slot)和10個子幀(subframe)。每個子幀包括2個時隙。LTE的TTI為1個子幀1ms。 LTE TDD的幀結(jié)構(gòu)如下圖所示，幀長10ms，分為兩個長為5ms的半幀，每個半幀包含8個長為0.5ms的時隙和3個特殊時隙（域）：DwPTS(Downlink Pilot TimeSlot)、GP(Guard Period)和UpPTS(Uplink Pilot TimeSlot)。DwPTS和UpPTS的長度是可配置的，但是DwPTS、UpPTS和GP的總長度為1ms。子幀1和6包含DwPTS，GP和UpPTS；
▊9 LTE中RB、RE及子載波概念 子載波：LTE采用的是OFDM技術(shù)，不同于WCDMA采用的擴(kuò)頻技術(shù)，每個symbol占用的帶寬都是3.84M，通過擴(kuò)頻增益來對抗干擾。OFDM則是每個Symbol都對應(yīng)一個正交的子載波，通過載波間的正交性來對抗干擾。協(xié)議規(guī)定，通常情況下子載波間隔15khz，Normal CP(Cyclic Prefix)情況下，每個子載波一個slot有7個symbol；Extend CP情況下，每個子載波一個slot有6個symbol。下圖給出的是常規(guī)CP情況下的時頻結(jié)構(gòu)，從豎的的來看，每一個方格對應(yīng)就是頻率上一個子載波。 RB(Resource Block)：頻率上連續(xù)12個子載波，時域上一個slot，稱為1個RB。如下圖左側(cè)橙色框內(nèi)就是一個RB。根據(jù)一個子載波帶寬是15k可以得出1個RB的帶寬為180kHz。 RE(Resource Element)：頻率上一個子載波及時域上一個symbol，稱為一個RE，如下圖右下角橙色小方框所示。
▊10 LTE中CP概念及作用 CP(Cyclic Prefix)中文可譯為循環(huán)前綴，它包含的是OFDM符號的尾部重復(fù)，如下面第一個圖的紅圈內(nèi)所示。CP主要用來對抗實(shí)際環(huán)境中的多徑干擾，不加CP的話由于多徑導(dǎo)致的時延擴(kuò)展會影響子載波之間的正交性，造成符號間干擾。 下圖分別給出了LOS、多徑時延擴(kuò)展小于CP長度以及多徑時延擴(kuò)展大于CP長度的情況，可以看出在如果多徑時延擴(kuò)展大于CP長度時，同樣會造成符號間串?dāng)_。協(xié)議中規(guī)定的CP長度已經(jīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行考慮，可以滿足絕大多數(shù)情況。其它情況會采用擴(kuò)展CP來容忍更大的時延擴(kuò)展。
▊11 LTE支持的帶寬及表示方式 LTE的工作帶寬最小可以工作在1.4M，最大工作帶寬可以是20M。協(xié)議和實(shí)際產(chǎn)品的配置都是通過RB個數(shù)來對帶寬進(jìn)行配置的。對應(yīng)關(guān)系如下表所示：大家可能覺得RB個數(shù)乘以180k和實(shí)際帶寬還是有些差距，這個主要由于OFDM信號旁瓣衰落較慢，通常需要留10%的保護(hù)帶。和WCDMA占用5M帶寬但實(shí)際信號帶寬只有3.84M的原因是類似的。 如下圖所示，假設(shè)20M帶寬情況下，則配置帶寬為100RB，對應(yīng)18M，但信道帶寬是20M。
▊12 衡量LTE覆蓋和信號質(zhì)量基本測量量是什么？ 下面這幾個是LTE中最基本的幾個測量量，是日常測試中關(guān)注最多的。 RSRP (Reference Signal Received Power)主要用來衡量下行參考信號的功率，和WCDMA中CPICH的RSCP作用類似，可以用來衡量下行的覆蓋。區(qū)別在于協(xié)議規(guī)定RSRP指的是每RE的能量，這點(diǎn)和RSCP指的是全帶寬能量有些差別； RSRQ (Reference Signal Received Quality)主要衡量下行特定小區(qū)參考信號的接收質(zhì)量。和WCDMA中CPICH Ec/Io作用類似。二者的定義也類似，RSRQ = RSRP * RB Number/RSSI，差別僅在于協(xié)議規(guī)定RSRQ相對于每RB進(jìn)行測量的。 RSSI (Received Signal Strength Indicator)指的是手機(jī)接收到的總功率，包括有用信號、干擾和底噪，和UMTS中的RSSI概念是一致的； SINR (Signal-to-Interference plus Noise Ratio)也就是信號干擾噪聲比，顧名思義就是信號能量除以干擾加噪聲的能量； 從上面的定義很容易看出對于RSRQ和SINR來說，二者的差別就在于分母一個包含自身、干擾信號及底噪，另外一個只包括干擾和噪聲。 ▊13 LTE有哪些上行和下行物理信道及物理信道和物理信號的區(qū)別 物理信道：對應(yīng)于一系列RE的集合，需要承載來自高層的信息稱為物理信道；如PDCCH、PDSCH等。 物理信號：對應(yīng)于物理層使用的一系列RE，但這些RE不傳遞任何來自高層的信息，如參考信號(RS)，同步信號。 下行物理信道： PDSCH: Physical Downlink Shared Channel(物理下行共享信道) 。主要用于傳輸業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，也可以傳輸信令。UE之間通過頻分進(jìn)行調(diào)度， PDCCH: Physical Downlink Control Channel(物理下行控制信道)。承載導(dǎo)呼和用戶數(shù)據(jù)的資源分配信息，以及與用戶數(shù)據(jù)相關(guān)的HARQ信息。 PBCH: Physical Broadcast Channel(物理廣播信道)。承載小區(qū)ID等系統(tǒng)信息，用于小區(qū)搜索過程。 PHICH: Physical Hybrid ARQ Indicator Channel(物理HARQ指示信道) ，用于承載HARQ的ACK/NACK反饋。 PCFICH: Physical control Format Indicator Channel(物理控制格式指示信道)，用于 承載控制信息所在的OFDM符號的位置信息。 PMCH: Physical Multicast channel(物理多播信道)，用于承載多播信息 下行物理信號： RS(Reference Signal)：參考信號，通常也稱為導(dǎo)頻信號； SCH(PSCH,SSCH)：同步信號，分為主同步信號和輔同步信號； 上行物理信道： PRACH: Physical Random Access Channel(物理隨機(jī)接入信道) 承載隨機(jī)接入前導(dǎo) PUSCH: Physical Uplink Shared Channel(物理上行共享信道) 承載上行用戶數(shù)據(jù)。 PUCCH: Physical Uplink Control Channel(物理上行共享信道) 承載HARQ的ACK/NACK，調(diào)度請求，信道質(zhì)量指示等信息。 上行物理信號： RS：參考信號； ▊14 LTE中同步信號的作用及結(jié)構(gòu)是什么？ ●LTE同步信號由主同步信號（P-SCH）和輔同步信號（S-SCH）組成。其中主同步信號用于小區(qū)組內(nèi)ID偵測，符號timing對準(zhǔn)，頻率同步；輔同步信號用于小區(qū)組ID偵測，幀timing對準(zhǔn)，CP長度偵測。因此捕獲了主同步信號和輔同步信號就可以獲知物理層小區(qū)ID信息，同時得到系統(tǒng)的定時同步和頻率同步信息。 ●同步信號在頻域上占用中間的6個RB，共72個子載波。 ●P-SCH在時域上占用0號和5號子幀第一個slot的最后一個Symbol，S-SCH占用0號和5號子幀第一個slot的倒數(shù)第二個Symbol。 同步信號時域結(jié)構(gòu)如下圖所示：
▊15 下行參考信號RS的基本概念 下行RS(Reference Signal)參考信號，通常也稱為導(dǎo)頻信號。和3G中導(dǎo)頻信號的作用是一樣的，主要包括： 1. 下行信道質(zhì)量測量； 2. 下行信道估計(jì)，用于UE端的相干檢測和解調(diào)； 3. 小區(qū)搜索； 參考信號有三種類型： ●小區(qū)特定參考信號，一般不特別說明，參考信號指的都是小區(qū)特定參考信號。 ●MBSFN (Multimedia Broadcast Single Frequency Network)參考信號，與MBSFN傳輸關(guān)聯(lián)MBSFN參考信號僅在分配給MBSFN傳輸?shù)淖訋瑐鬏?。MBSFN導(dǎo)頻序列僅用于擴(kuò)展CP的情況。 ●UE特殊參考信號。顧名思義，這類參考信號只針對特定UE有效。 下圖給出了單天線、兩天線及四天線在常規(guī)CP配置情況下的RS信號分布示意圖。從單天線的情況可以看出，RS是時域頻域錯開分布，這樣更有利于進(jìn)行精確信道估計(jì)。對于雙天線和四天線來說，每個天線上的參考信號圖案都不相同，但各個天線占用的RE都不能用于數(shù)據(jù)傳輸。例如雙天線情況下，第一個天線的某些RE正好對應(yīng)第二個天線的RS圖案，那么這些RE在實(shí)際中必須空在那里，不能用來傳輸數(shù)據(jù)，反之亦然。
▊16 物理廣播信道PBCH的基本概念 PBCH: Physical Broadcast Channel(物理廣播信道)。承載小區(qū)ID等系統(tǒng)信息，用于小區(qū)搜索過程。BCH的傳輸時間間隔（TTI）為40ms，即每個廣播信道傳輸塊為40ms；并且PBCH中包含了下行天線配置信息。在時頻上占用0號子幀符號7、8、9、10中間的6個RB(即0號子幀1號時隙的前4個符號的6個RB)。如下圖所示
PBCH位置示意圖 ▊17 LTE中REG和CCE概念 REG是Resource Element Group的縮寫，一個REG包括4個連續(xù)未被占用的RE。REG主要針對PCFICH和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。如下圖左邊兩列所示，除了RS信號外，不同顏色表示的就是REG。 CCE是Control Channel Element的縮寫，每個CCE由9個REG組成，之所以定義相對于REG較大的CCE，是為了用于數(shù)據(jù)量相對較大的PDCCH的資源分配。每個用戶的PDCCH只能占用1，2，4，8個CCE，稱為聚合級別。如下圖所示：
▊18 物理控制格式指示信道PCFICH的基本概念 PCFICH: Physical control Format Indicator Channel(物理控制格式指示信道)，用于動態(tài)的指示在一個子幀中有幾個OFDM符號(取值范圍1,2,3)用于PDCCH信道傳輸。PCFICH 信息放置在第一個OFDM符號，為了對抗干擾，這些符號被分散到整個系統(tǒng)帶寬進(jìn)行傳輸，在每一個子幀的第一個符號上的4個REG (Resource Element Group)中傳輸。具體REG位置與PCI(物理小區(qū)ID)、系統(tǒng)帶寬相關(guān)。PCFICH的4個REG是均勻的分布在小區(qū)的帶寬內(nèi)的。 下圖是一個PCFICH占用資源的例子。
▊19 物理下行控制信道PDCCH的基本概念 PDCCH：Physical Downlink Control Channel(物理下行控制信道)。主要用于承載下行控制信息(DCI: Downlink Control Information)。DCI主要有以下幾種： Format 0：用于傳輸PUSCH調(diào)度授權(quán)信息； Format 1：用于傳輸PDSCH 單碼字調(diào)度授權(quán)信息； Format 1A：是Format 1的壓縮模式； Format 1B：包含預(yù)編碼信息的Format 1壓縮模式； Format 1C：是Format 1的緊湊壓縮(Very Compact)模式； Format 1D：包含預(yù)編碼信息和功率偏置信息的Format 1壓縮模式； Format 2：閉環(huán)空分復(fù)用模式UE調(diào)度； Format 2A：開環(huán)空分復(fù)用模式UE調(diào)度； Format 3：用于傳輸多用戶TPC命令，針對PUSCH或PUCCH，每個用戶2bit，多用戶聯(lián)合編碼。 Format 3A：用于傳輸多用戶TPC命令，針對PUSCH或PUCCH，每個用戶1bit，多用戶聯(lián)合編碼。 一個物理控制信道在一個或多個連續(xù)的控制信道單元 (CCEs)上傳輸。LTE協(xié)議定義了4中PDCCH格式，每種格式PDCCH使用的CCE數(shù)目不同，傳輸?shù)谋忍財(cái)?shù)也不相同，使用何種PDCCH格式由高層配置。 PDCCH的映射遵循先時域再頻域的映射原則，如下圖所示(里面數(shù)字是REG的編號)：
▊20 物理下行共享信道PDSCH的基本概念 PDSCH: Physical Downlink Shared Channel(物理下行共享信道) 。主要用于傳輸業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，也可以傳輸信令。UE在接收PDSCH之前要在每個子幀監(jiān)控PDCCH信道，并根據(jù)PDCCH信道的DCI格式解析資源分配域來獲得PDSCH的實(shí)際資源分配情況。每一條PDCCH信道的資源分配域包括兩部分：類型域(type field)和實(shí)際資源分配信息。由于PDCCH存在三種資源分配類型：Type0，Type1和Type2。所以PDSCH資源分配方式包括Type0、Type1和Type2三種方式。 ●Type0的資源分配方式：UE的資源分配以RBG(Resource Block Group)為單位，使用Bitmap指示分配給被調(diào)度UE的資源組。組的大小與系統(tǒng)帶寬有關(guān)，如下表所示： 分配示例如下圖所示：
●Type2的資源分配方式：根據(jù)在相應(yīng)的PDCCH上帶有的1bit標(biāo)志，決定虛擬資源塊與物理資源塊之間的映射關(guān)系。物理資源塊的分配可以在一個資源塊組到整個系統(tǒng)帶寬之間變化。包括LVRB(Localized Virtual Resource Block)連續(xù)分配RB和DVRB(Distributed VRB)跳頻分配RB兩種分配方式。下圖是一個分配示例。
▊21 物理HARQ指示信道PHICH的基本概念 PHICH: Physical Hybrid ARQ Indicator Channel(物理HARQ指示信道) ，用于承載HARQ的ACK/NACK反饋。多個PHICH復(fù)用映射到同樣的RE資源上，組成一個PHICH組。組內(nèi)PHICH之間通過不同的正交序列區(qū)分。一個PHICH信道可以用索引
來唯一識別，其中
是PHICH組序號， 是組內(nèi)的正交序列索號。PHICH的反饋時序?yàn)镹+4，上行的PUSCH是否被正確接收在接收后的第四個子幀的PHICH信道中反饋給UE。每個PHICH組占用3個REG，下圖是一個PHICH資源分配的例子。
▊22 LTE下行信道處理一般需要經(jīng)過哪些過程 信道處理需要經(jīng)過加擾、調(diào)制、層映射、預(yù)編碼、RE映射、生成OFDM符號等幾個步驟，見如下圖所示： ●加擾－編碼bit的加擾，加擾將不改變bit速率 ●調(diào)制－將加擾bit調(diào)制為復(fù)值符號（BPSK、QPSK、16QAM或64QAM將數(shù)據(jù)流） ●層映射－將復(fù)值調(diào)制符號映射到若干傳輸層。調(diào)制后的符號可以經(jīng)過一層或多層傳輸，多層傳輸包括多層復(fù)用傳輸和多層分集傳輸，分別對應(yīng)不同的處理方式 ●預(yù)編碼－對傳輸層的復(fù)值符號預(yù)編碼到天線口。對單天線，多天線復(fù)用、多天線分集進(jìn)行不同的處理，決定每天線的符號量，預(yù)編碼是多天線系統(tǒng)中特有的自適應(yīng)技術(shù) ●RE映射－映射到具體的物理資源單元。對每個RE{k,l}按照先遞增k，后遞增l的方式映射，被其他信息占用的RE均不能映射。 ●生成OFDM符號－ 生成每個天線口的OFDM符號
下行信號產(chǎn)生的一般過程 ▊23 LTE隨機(jī)接入信道（PRACH）的基本概念 由于終端的移動使得終端和網(wǎng)絡(luò)之間的距離是不確定的，所以如果終端需要發(fā)送消息到網(wǎng)絡(luò)，則必須實(shí)時進(jìn)行上行同步的維持管理。PRACH的目的就是為達(dá)到上行同步,建立和網(wǎng)絡(luò)上行同步關(guān)系以及請求網(wǎng)絡(luò)分配給終端專用資源，進(jìn)行正常的業(yè)務(wù)傳輸。 LTE物理層在隨機(jī)接入信道(PRACH)上發(fā)送接入前導(dǎo)序列Preamble，Preamble由長度為
的CP循環(huán)前綴和長度為
的序列部分組成，如下圖所示。參數(shù)
和
的取值取決于幀結(jié)構(gòu)和隨機(jī)接入的配置。
隨機(jī)接入Preamble時隙結(jié)構(gòu) LTE中支持5種Preamble格式，每種Preamble格式對應(yīng)的CP長度和接入序列長度不同，如下表所示：
不同前導(dǎo)格式對應(yīng)的小區(qū)接入半徑不同，其中格式4只適用于TDD模式。 在時域中，隨機(jī)接入的Preamble為子幀的整數(shù)倍；在頻域上，接入Preamble占據(jù)了6個RB的帶寬，共1.08MHz。 ▊24 物理上行共享信道PUSCH的基本概念 PUSCH：Physical Uplink Shared Channel(物理上行共享信道)。 主要用于承載上層數(shù)據(jù)信息。 PUSCH處理過程包括加擾、調(diào)制比特?cái)?shù)據(jù)映射、DFT變換處理、映射復(fù)數(shù)據(jù)到分配的時頻域資源、IFFT變換處理生成時域信號等過程，見下圖所示：
下圖給出上行各信道的時頻結(jié)構(gòu)圖。
▊25 上行控制信道(PUCCH)的基本概念 PUCCH: Physical Uplink Control Channel(物理上行共享信道) 。用于承載HARQ的ACK/NACK，調(diào)度請求，信道質(zhì)量指示等信息。PUCCH信道的頻率資源位于帶寬的兩端見下表時頻結(jié)構(gòu)圖中兩端的藍(lán)色區(qū)域），并在兩個時隙間跳頻。
PUCCH時頻結(jié)構(gòu) 根據(jù)應(yīng)用場景及調(diào)制方式的不同，PUCCH信道分為6種格式，見下表所示：
▊26 上行導(dǎo)頻信號RS的簡介 在 LTE系統(tǒng)中二進(jìn)制數(shù)據(jù)比特一般以PSK或者QAM 等調(diào)制方式調(diào)制到相應(yīng)的子載波上，為了在接收端進(jìn)行數(shù)據(jù)恢復(fù)，需要獲得調(diào)制值的參考相位和幅度才能進(jìn)行正確的解調(diào)。在實(shí)際系統(tǒng)中，由于載波頻率偏移、定時偏差以及信道的頻率選擇性衰落等的影響，信號會受到破壞，導(dǎo)致相位偏移和幅度變化等。為了準(zhǔn)確恢復(fù)信號，接收端需要對接收信號進(jìn)行相干檢測。根據(jù)相干檢測的基本原理首先利用一組導(dǎo)頻序列（參考序列）獲得無線系統(tǒng)的信道估計(jì)，然后通過信道估計(jì)得到 LTE 系統(tǒng)中OFDM 符號子載波的參考相位和幅度。上行的導(dǎo)頻信號就是用于E-UTRAN與UE的同步和上行信道估計(jì)。 上行參考信號分為兩類： ●解調(diào)參考信號DMRS（Demodulation Reference Signal）：PUSCH和PUCCH傳輸時的導(dǎo)頻信號。由于上行采用SC-FDMA，每個UE只占用系統(tǒng)帶寬的一部分，DMRS只在相應(yīng)的PUSCH和PUCCH分配的帶寬中傳輸。DMRS在時隙中的位置根據(jù)伴隨的PUSCH和PUCCH的不同格式有所差異。 ●Sounding參號信號SRS(Sounding Reference Signal)：無PUCCH和PUSCH傳輸時的導(dǎo)頻信號。Sounding RS的帶寬比單個UE分配到的帶寬要大，目的是為eNodeB作全帶寬的上行信道估計(jì)提供參考。Sounding RS在每個子幀的最后一個符號發(fā)送，周期/帶寬可以配置，SRS可以通過系統(tǒng)調(diào)度由多個UE發(fā)送。
▊27 UE上報(bào)的RI、PMI及CQI含義 RI（Rank Indication）；RANK指示。RANK為MIMO方案中天線矩陣中的秩。表示N個并行的有效的數(shù)據(jù)流。 PMI(Pre-coding matrix Indication) 預(yù)編碼矩陣指示。預(yù)編碼是多天線系統(tǒng)中的一種自適應(yīng)技術(shù)，即根據(jù)信道的狀態(tài)信息（CSI），在發(fā)射端自適應(yīng)的改變預(yù)編碼矩陣，起到改變信號經(jīng)歷的信道的作用。在收發(fā)兩端均存儲一套包含若干個預(yù)編碼矩陣的碼書，這樣接收機(jī)可以根據(jù)估計(jì)出的信道矩陣和某一準(zhǔn)則選擇其中一個預(yù)編碼矩陣，并將其索引值和量化后的信道狀態(tài)信息反饋給發(fā)送端；在下一個時刻，發(fā)送端采用新的預(yù)編碼矩陣，并根據(jù)反饋回的信道狀態(tài)量化信息為碼字確定編碼和調(diào)制方式。 CQI（Channel Quality Indicator）信道質(zhì)量指示。指滿足某種性能（10%的BLER）時對應(yīng)一個信道質(zhì)量的索引值(包括當(dāng)前的調(diào)制方式，編碼速率及效率等信息)，CQI索引越大，編碼效率越高。和HSDPA中CQI的含義是一樣的，只不過，在LTE中，CQI是4bit，而在HSDPA情況下，CQI是5bit。 ▊28 LTE物理信道、傳輸信道及邏輯信道映射 ●對于上行來說，邏輯信道公共控制信道CCCH、專用控制信道DCCH以及專用業(yè)務(wù)信道DTCH都映射到上行共享信道UL-SCH，對應(yīng)的物理信道為PUSCH。上行傳輸信道RACH對應(yīng)的物理信道為PRACH。 ●對于下行來說，邏輯信道尋呼控制信道PCCH對應(yīng)的傳輸信道為PCH，對應(yīng)物理信道為PDSCH承載；邏輯信道BCCH映射到傳輸信道分為兩部分，一部分映射到BCH，對應(yīng)物理信道PBCH，主要是承載MIB信息，另一部分映射到DL-SCH，對應(yīng)物理信道PDSCH，承載其它系統(tǒng)消息。CCCH、DCCH、DTCH、MCCH (Multicast Control Channel)都映射到DL-SCH，對應(yīng)物理信道PDSCH。MTCH (Multicast Traffic Channel)承載單小區(qū)數(shù)據(jù)時映射到DL-SCH，對應(yīng)物理信道PDSCH。承載多小區(qū)數(shù)據(jù)時映射到MCH，對應(yīng)物理信道PMCH。
▊29 LTE常用協(xié)議及獲取方式 LTE相關(guān)協(xié)議的官方獲取網(wǎng)址為：http://www.3GPP.org。內(nèi)網(wǎng)沒有proxy的用戶可以通過openproxy來訪問，具體可求助IT熱線。3GPP從R8開始支持LTE，主要協(xié)議單獨(dú)放在36系列里。 常用LTE協(xié)議如下表所示：
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頂
踩
