1、1TD-LTELTE物理層協(xié)議與技術(shù)1西安匯龍網(wǎng)絡(luò)科技有限公司2TD-LTE目錄LTE物理層概述物理層概述概述信道帶寬雙工方式與幀結(jié)構(gòu)物理資源概念LTE物理層信道與信號物理層信道與信號LTE物理層過程物理層過程23TD-LTE物理層概述LTE物理層的多址方案：下行采物理層的多址方案：下行采用OFDM,上行采用SC-FDMA支持頻分雙工（FDD）和時分雙主要特征工（TDD）兩種模式基于分組交換思想，使用共享信道支持多輸入多輸出（MIMO）傳輸34TD-LTE主要功能傳輸信道的錯誤檢測，并向高層提供指示傳輸信道的糾錯編碼/譯碼HARQ軟合并軟合并編碼的傳輸信道向物理信道映射物理層主要功能物理信道功

2、率加權(quán)物理信道調(diào)制與解調(diào)頻率與時間同步無線特征測量，并向高層提供指示MIMO天線處理天線處理射頻處理（ 射頻相關(guān)規(guī)范）45TD-LTE目錄LTE物理層概述物理層概述概述信道帶寬雙工方式與幀結(jié)構(gòu)物理資源概念LTE物理層信道與信號物理層信道與信號LTE物理層過程物理層過程56ChanneledgeChanneledgeResourceblockTD-LTE信道帶寬支持的信道帶寬（Channel Bandwidth）1.4MHz，3.0MHz，5MHz，10MHz，15MHz以及20MHzLTE系統(tǒng)上下行的信道帶寬可以不同系統(tǒng)上下行的信道帶寬可以不同下行信道帶寬大小通過主廣播信息（MIB）進行廣播上

3、行信道帶寬大小通過系統(tǒng)信息（SIB）進行廣播Channel Bandwidth MHz信道帶寬與傳輸帶寬配置有如下對應(yīng)關(guān)系：Transmission Bandwidth Configuration RBTransmission信道帶寬1.435101520Bandwidth RB傳輸帶寬配置（RB數(shù)目）615255075100Active Resource BlocksDC carrier (downlink only)67TD-LTE目錄LTE物理層概述物理層概述概述信道帶寬雙工方式與幀結(jié)構(gòu)物理資源概念LTE物理層信道與信號物理層信道與信號LTE物理層過程物理層過程78TD-LTE雙工方式F

4、DD:上行傳輸和下行傳輸在不同的載波頻段上進行TDD:上行傳輸和下行傳輸在相同的載波頻段上進行基站/終端在不同的時間進行信道的發(fā)送/接收或者接收/發(fā)送H-FDD:上行傳輸和下行傳輸在不同的載波頻段上進行基站/終端在不同的時間進行信道的發(fā)送/接收或者接收/發(fā)送H-FDD與FDD的差別在于終端不允許同時進行信號的發(fā)送與接收，即H-FDD基站與FDD基站相同，但是H-FDD終端相對FDD終端可以簡化，只保留一套收發(fā)信機并節(jié)省雙工器的成本。FDDhalf-duplex FDDTDDfDLfDLfDL/ULfULfUL89TD-LTE幀結(jié)構(gòu)（1）FDD幀結(jié)構(gòu)幀結(jié)構(gòu) - 幀結(jié)構(gòu)類型1，適用于FDD與HD

5、FDD一個長度為10ms的無線幀由10個長度為1ms的子幀構(gòu)成；每個子幀由兩個長度為0.5ms的時隙構(gòu)成；910TD-LTE幀結(jié)構(gòu)（2）TDD幀結(jié)構(gòu)幀結(jié)構(gòu) - 幀結(jié)構(gòu)類型2，適用于TDD一個長度為10ms的無線幀由2個長度為5ms的半幀構(gòu)成每個半幀由5個長度為1ms的子幀構(gòu)成常規(guī)子幀：由兩個長度為0.5ms的時隙構(gòu)成特殊子幀：由DwPTS、GP以及UpPTS構(gòu)成支持5ms和10ms DL UL切換點周期1011TD-LTE幀結(jié)構(gòu)（2）10ms轉(zhuǎn)換點周期1112TD-LTE幀結(jié)構(gòu)（3）TDD幀結(jié)構(gòu)上下行配置幀結(jié)構(gòu)上下行配置1213TD-LTE幀結(jié)構(gòu)（4）TDD幀結(jié)構(gòu)特殊子幀配置幀結(jié)構(gòu)特殊子幀配置

6、1314TD-LTE多址技術(shù)下行多址技術(shù)的選擇OFDM vs. CDMA技術(shù)的優(yōu)勢：技術(shù)的優(yōu)勢：頻譜效率高；帶寬擴展性強；抗多徑衰落；實現(xiàn)MIMO技術(shù)較簡單；頻域調(diào)度靈活；上行多址技術(shù)的選擇SC-FDMA vs. OFDM優(yōu)勢：優(yōu)勢：終端能力有限，發(fā)射功率受限；SC-FDMA采用單載波技術(shù)，峰采用單載波技術(shù)，峰均比（PAPR）低，有效提高RF功率放大器的效率，降低終端成本和耗電量；自適應(yīng)強，可以靈活選擇調(diào)制編碼方式，更好的適應(yīng)信道的頻率選擇性；結(jié)論：下行采用OFDM，上行采用SC-FDMA1415TD-LTE目錄LTE物理層概述物理層概述概述信道帶寬雙工方式與幀結(jié)構(gòu)物理資源概念LTE物理層信道

7、與信號物理層信道與信號LTE物理層過程物理層過程1516s )TD-LTE物理資源概念（1）時隙-slot子幀物理資源無線幀OFDM符號符號基本時間單位T =1 (150002048秒天線端口接收機用來區(qū)分資源在空間上的差別，包括三類天線端口：CRS： 天線端口03MBSFN：天線端口4DRS： 天線端口51617TD-LTE物理資源概念（2）資源單元 (RE)對于每一個天線端口，一個OFDM或者SC-FDMA符號上的一個子載波對應(yīng)的一個單元叫做資源單元；資源塊 (RB)一個時隙中，頻域上連續(xù)的寬度為180kHz的物理資源稱為一個資源塊；1718TD-LTE物理資源概念（3）資源單元組 (RE

8、G)控制區(qū)域中RE集合，用于映射下行控制信道每個REG中包含4個數(shù)據(jù)RE控制信道單元（CCE）36RE，9REG組成1819TD-LTE目錄LTE物理層概述物理層概述LTE物理層信道與信號物理層信道與信號下行物理信道下行物理信號上行物理信道上行物理信號LTE物理層過程物理層過程1920TD-LTE下行物理信道PDSCH：物理下行共享信道：物理下行共享信道調(diào)制方式：QPSK,16QAM, 64QAMPBCH：物理廣播信道：物理廣播信道調(diào)制方式：QPSKPMCH：物理多播信道：物理多播信道調(diào)制方式：QPSK,下行物理信道PHICH：物理：物理HARQ指示信道指示信道調(diào)制方式：BPSK16QAM,

9、64QAMPDCCH：物理下行控制信道：物理下行控制信道調(diào)制方式：QPSKPCFICH：物理控制格式指示信道：物理控制格式指示信道調(diào)制方式：QPSK2021TD-LTE下行物理信道處理流程下行物理信道一般處理流程加擾調(diào)制層映射預(yù)編碼RE映射映射OFDM信信號產(chǎn)生2122Ncsubcarriers72subcarriersTD-LTEPBCH介紹介紹PBCH傳送的系統(tǒng)廣播信息包括下行系統(tǒng)帶寬（4bit）、SFN子幀號（8bit） 、PHICH （3bit） 指示信息等PBCH的RE映射Slot 0Slot 1PBCH常規(guī)CP擴展CP2223TD-LTEPCFICH介紹介紹PCFICH用于指示在一

10、個子幀中傳輸PDCCH所使用的OFDM個數(shù)CFI：2bit信息1/16編碼，QPSK調(diào)制PCFICH映射到控制區(qū)域的第一個OFDM符號上的4個REG上第一個REG的位置取決于小區(qū)id4個REG之間相差1/4帶寬2324TD-LTEPHICH介紹介紹PHICH用于承載HARQ應(yīng)答信息多個PHICH疊加之后可以映射到同一個PHICH group，一個PHICH group對應(yīng)12個REPHICH group的物理資源映射PHICH長度分為兩個等級，其所占用的OFDM符號個數(shù)如下表所示一個PHICH group由3部分組成，分別映射到一個REG上非MBSFN子幀MBSFN子幀子幀PHICH長度長度常

11、規(guī)擴展TDD中子幀中子幀1和子幀和子幀612所有其他情況13混合載波承載MBSFN12具體頻域位置取決于- 小區(qū)id- PHICH group序號- 所在OFDM符號中的REG數(shù)目- 以及PHICH擴展長度的大小24PHICH擴展長度為2的子幀PHICH擴展長度為3的子幀25TD-LTEPDCCH介紹介紹PDCCH用于承載資源分配信息，包括功率控制信息等邏輯映射一個PDCCH是一個或者幾個連續(xù)CCE的集合根據(jù)PDCCH中包含CCE的個數(shù)，可以將PDCCH分為四種格式物理映射多個用戶的PDCCH進行復(fù)用和加擾等操作，映射到?jīng)]有用于傳輸PCFICH和PHICH的REG上PDCCH格式格式0123C

12、CE個數(shù)個數(shù)1248REG個數(shù)個數(shù)9183672PDCCH比特數(shù)目比特數(shù)目721442885762526TD-LTEPDSCH/PMCH介紹介紹PDSCH用于承載Unicast數(shù)據(jù)信息沒有專用導(dǎo)頻時，按照PBCH同樣的端口映射Port 組合0 0,1 0,1,2,3發(fā)射專用導(dǎo)頻時，按照port 5 映射PDSCH資源分配優(yōu)先級最低，只能占用其他信道/信號不用的RBPMCH用于承載Multicast數(shù)據(jù)信息對于混合載波（PMCH+PDSCH）時，PMCH在MBSFN子幀傳輸MBSFN子幀概念前1 or 2 符號可以用于unicast;其他符號用于Multicast業(yè)務(wù)2627TD-LTE目錄LT

13、E物理層概述物理層概述LTE物理層信道與信號物理層信道與信號下行物理信道下行物理信號上行物理信道上行物理信號LTE物理層過程物理層過程2728TD-LTE下行物理信號（1）同步信號 主同步信號 輔同步信號確定唯一的物理小區(qū)id 小區(qū)專用參考信號下行信道質(zhì)量測量參考信號 MBSFN參考信號參考信號 終端專用的參考信號下行信道估計，用于UE端的相干檢測和解調(diào)小區(qū)搜索2829Ncsubcarriers72subcarriers29TD-LTE下行物理信號（2）同步信號FS1，常規(guī)CPFS2，常規(guī)CP3062子載波72子載波ScramblingN (2)Zbling -ChuuenceseqdofTD

14、-LTE下行物理信號（3）同步信號序列主同步信號使用Zadoff-Chu序列； 共有3個PSS序列，每個對應(yīng)一個小區(qū)ID： ID輔同步信號使用的序列由兩個長度為31的二進制序列通過交織級聯(lián)產(chǎn)生，并且使用由主同步信號序列決定的加擾序列進行加擾，長度為31的二進制序列以及加擾序列都由m序列產(chǎn)生； 共有168組SSS序列，與小區(qū)ID組序號 一一對應(yīng)主同步序列(1)N ID5ms兩個半幀不同輔同步序列mseq Sc ram a doffcemuenZahuf-CNcellID= 3N(1)ID+ N(2)ID兩個半幀相同3031OneantennaportTwoantennaportsFourante

15、nnaportsTD-LTE下行物理信號（4）小區(qū)專用參考信號R0R0l = 0R0R0R0R0l = 6 l = 0R0R0l = 6Resource element (k,l)常規(guī)CPR0R0R1R1R0R0R0R0R0R0R1R1R1R1R1R1Not used for transmission on this antenna portReference symbols on this antenna portl = 0l = 6 l = 0l = 6l = 0l = 6 l = 0l = 6R0R0R0R0R0R0R1R1R1R1R1R1R2R2R2R3R3R3R0l = 0R0l =

16、 6 l = 0l = 6l = 0R1l = 6 l = 0R1l = 6l = 0R2l = 6 l = 0l = 6l = 0R3l = 6 l = 0l = 631even-numbered slotsodd-numbered slotseven-numbered slotsodd-numbered slotseven-numbered slotsodd-numbered slotseven-numbered slotsodd-numbered slots32OneantennaportTwoantennaportsFourantennaports32TD-LTE下行物理信號（5）小區(qū)

17、專用參考信號R0R0l = 0R0R0R0R0l = 5 l = 0R0R0l = 5Resource element (k,l)擴展CPR0R0R1R1R0R0R0R0R0R0R1R1R1R1R1R1Not used for transmission on this antenan portReference symbols on this antenna portl = 0l = 5 l = 0l = 5l = 0l = 5 l = 0l = 5R0R0R0R0R0R0R0R0R1R1R1R1R1R1R1R1R2R2R2R2R3R3R3R3l = 0l = 5 l = 0l = 5l =

18、0l = 5 l = 0l = 5l = 0l = 5 l = 0l = 5l = 0l = 5 l = 0l = 5even-numbered slots odd-numbered slotsAntenna port 0even-numbered slots odd-numbered slotsAntenna port 1even-numbered slots odd-numbered slotsAntenna port 2even-numbered slots odd-numbered slotsAntenna port 333R433TD-LTE下行物理信號（6）MBSFN參考信號參考信

19、號R4R4R4R4R4R4R4R4R4R4R4R4R4R4R4R4R4R4R4R4R4R4R4R4R4R4R4l = 0R4R4l = 5 l = 0R4l = 5R4R4R4R4R4l = 0 l = 2 l = 0 l = 2擴展CP，15kHz擴展CP，7.5kHz34TD-LTE下行物理信號（7）終端專用參考信號R 5R5R5R5R5R5R5R5R5R5R5R5R5R5R5R5R5R5R5R5R5R5R5R5l = 0l = 6 l = 0l = 6l = 0l = 5 l = 0l = 5擴展CP擴展CP，7.5kHz3435TD-LTE目錄LTE物理層概述物理層概述LTE物理層信道

20、與信號物理層信道與信號下行物理信道下行物理信號上行物理信道上行物理信號LTE物理層過程物理層過程3536TD-LTE上行物理信道PUSCH：物理上行共享信道：物理上行共享信道調(diào)制方式：QPSK, 16QAM, 64QAM上行物理信道PUCCH：物理上行控制信道：物理上行控制信道PRACH: 物理隨機接入信道調(diào)制方式：QPSK調(diào)制方式：QPSK3637TD-LTEPUSCH介紹介紹PUSCH用于承載上行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)上行資源只能選擇連續(xù)的PRB，并且PRB個數(shù)滿足2、3、5的倍數(shù)在RE映射時，PUSCH映射到子幀中的數(shù)據(jù)區(qū)域上PUSCH的基帶信號產(chǎn)生的流程加擾調(diào)制傳輸預(yù)編碼RE映射映射SC-FDMA信

21、號產(chǎn)生3738TD-LTEPUCCH介紹介紹上行物理控制信道PUCCH用來承載上行控制信息PUCCH格式格式PUCCH格式格式11a1b22a2b用途SRACK/NACKACK/NACKCQICQI+ACK/NACKCQI+ACK/NACK調(diào)制方式N/ABPSKQPSKQPSKQPSK+BPSKQPSK+QPSK比特數(shù)N/A12202122383939TD-LTEPRACH介紹（介紹（1）時域結(jié)構(gòu)Preamble: CP + SequencePreamble之后需要預(yù)留保護間隔（GT）TCP子幀傳輸時延TSEQPreamble傳輸時延PreambleGT小區(qū)中間用戶發(fā)送Preamble小區(qū)邊緣

22、用戶發(fā)送Preamble40TD-LTEPRACH介紹（介紹（2）序列產(chǎn)生Preamble使用Zadoff-Chu序列產(chǎn)生序列長度Preamble format 03：839Preamble format 4：139Preamble format 03頻域結(jié)構(gòu)一個PRACH占用6個RBPreamble信號采用的子載波間隔與上行其它SC-FDMA符號不同Preamble format 03：1250HzPreamble format 4: 7500HzPreamble format 44041TD-LTEPRACH介紹（介紹（3）PRACH 格式根據(jù)時域結(jié)構(gòu)、頻域結(jié)構(gòu)以及序列長度的不同，可以將P

23、reamble分為如下五種格式:Preamble格式4在幀結(jié)構(gòu)2中的UpPTS域中傳輸4142TD-LTEPRACH介紹（介紹（4）根據(jù)CP的長度大小，不同類型的Preamble適用于不同半徑的小區(qū)Preamble 格式0（常用方式）1（長CP方式）2（短CP，重復(fù)RACH序列）3（長CP，重復(fù)RACH序列）4（只適用于TDD制式）TCP3168Ts21024Ts6240Ts21024Ts448TsTSEQ24576Ts24576Ts2*24576Ts2*24576Ts4096Ts適用小區(qū)范圍15km，普通常用小區(qū)30100km，大小區(qū)30km100km，大小區(qū)2km，熱點地區(qū)4243TD-L

24、TE目錄LTE物理層概述物理層概述LTE物理層信道與信號物理層信道與信號下行物理信道下行物理信號上行物理信道上行物理信號LTE物理層過程物理層過程4344TD-LTE上行物理信號參考信號 解調(diào)用參考信號(DRS) 探測用參考信號(SRS)上行信道估計，用于eNodeB端的相干檢測和解調(diào)上行信道質(zhì)量測量444545TD-LTEPUSCH 解調(diào)用參考信號常規(guī)CP擴展CP4612subcarriersTD-LTEPUCCH 解調(diào)用參考信號+ 1+ 1+ 1+ 1+ 1 + 1 + 1 1 + 1 1+ 1 1 1 1 1 + 11 1 111e j 2 3e j 4 3e j 4 3e j 2 34

25、647TD-LTE探測用參考信號（1）主要作用對上行信道質(zhì)量進行估計，用于上行信道調(diào)度對于TDD，可以利用信道對稱性獲得下行信道質(zhì)量4748TD-LTE探測用參考信號（2）主要參數(shù)子幀位置周期持續(xù)時間時域參數(shù)符號位置是否同時傳輸SRS與ACK/NAKC子幀偏移4849TD-LTE探測用參考信號（3）頻域參數(shù)4. UE通過RRC信令獲得具體的帶寬配置；1.UE通過廣播信息獲得小區(qū)允許的帶寬信息；帶寬配置SRS帶寬帶寬5. UE通過RRC信令獲知頻域位置其是否進行RS跳頻；2. UE通過RRC信令獲得具體的SRS跳頻信息傳輸PRB位置；3. UE通過RRC信令獲知其使用的Comb信息Comb信息C

26、omb = 0Frequency-domainpositionSounding BW(24K sub-carriers, K=1 in this case)K1Comb = 14950TD-LTE目錄LTE物理層概述物理層概述LTE物理層信道與信號物理層信道與信號LTE物理層過程物理層過程小區(qū)初搜隨機接入同步控制功率控制5051TD-LTE小區(qū)搜索過程概述為什么要進行小區(qū)搜索完成UE與基站之間的時間和頻率的同步，并識別小區(qū)id；完成小區(qū)初搜后，UE接收基站發(fā)出系統(tǒng)信息；小區(qū)搜索是UE接入系統(tǒng)的第一步，關(guān)系到能否快速，準確的接入系統(tǒng)。小區(qū)搜索5152(2)Ncell(1)(2)TD-LTE小區(qū)搜

27、索流程主同步信號輔同步信號5ms 定時，獲得N ID(1)10ms 定時，獲得 ID計算得到NID = 3NID + NID公共天線端口數(shù)目（盲檢）PBCHPDSCH讀取MIB讀取SIBSFN下行系統(tǒng)帶寬PHICH配置信息配置信息其他系統(tǒng)信息5253TD-LTETD-LTE小區(qū)搜索過程（小區(qū)搜索過程（1） 同步信號 主同步信號PSS 副同步信號SSS 時頻位置 系統(tǒng)帶寬的中間72個子載波(實際上序列只映射在中間的62個子載波上，兩側(cè)各預(yù)留5個子載波的保護帶) PSS位于DwPTS的第3個OFDM符號位置 SSS位于子幀0的最后一個OFDM符號位置FS2，常規(guī)CP535462子載波72子載波(2

28、)(1)in Cmbl off-ra adcell(1)(2)54TD-LTETD-LTE小區(qū)搜索過程（小區(qū)搜索過程（2） 同步信號序列 主同步信號使用長度為62的Zadoff-Chu序列 共有3個PSS序列，每個對應(yīng)一個小區(qū)ID：N ID 副同步信號使用的序列由兩個長度為31的二進制序列通過交織級聯(lián)產(chǎn)生，并且使用由主同步信號序列決定的加擾序列進行加擾，長度為31的二進制序列以及加擾序列都由m序列產(chǎn)生 共有168組SSS序列，與小區(qū)ID組序號 N ID一一對應(yīng)g huSc ZN ID = 3N ID + N ID55TD-LTETD-LTE小區(qū)搜索過程（小區(qū)搜索過程（3） 系統(tǒng)信息MIB (M

29、aster InformationBlock) 在PBCH信道上發(fā)送固定在每個無線幀的子幀0中Slot 1的前4個OFDM符號系統(tǒng)帶寬中間的6個PRB40ms TTISIB (System InformationBlock) 在PDSCH信道上發(fā)送 具體的物理層傳輸格式及物理資源由PDCCH調(diào)度 多種等級的SI：SI-1, SI-2,SI-x（傳輸不同重復(fù)周期的系統(tǒng)信息）常規(guī)CP5556TD-LTE目錄LTE物理層概述物理層概述LTE物理層信道與信號物理層信道與信號LTE物理層過程物理層過程小區(qū)初搜隨機接入同步控制功率控制5657TD-LTE隨機接入過程（1）為什么要進行隨機接入過程UE通過隨

30、機接入與基站進行信息交互，完成后續(xù)如呼通過隨機接入與基站進行信息交互，完成后續(xù)如呼叫，資源請求，數(shù)據(jù)傳輸?shù)炔僮?；實現(xiàn)與系統(tǒng)的上行時間同步；隨機接入的性能直接影響到用戶的體驗，能夠適應(yīng)各種應(yīng)用場景、快速接入、容納更多用戶的方案；隨機接入5758TD-LTE隨機接入過程（2）隨機接入過程隨機接入前導(dǎo)(Preamble)的發(fā)送隨機接入響應(yīng)PreambleeNB通過廣播信息廣播可用的通過廣播信息廣播可用的preamble序列序列UE需要接入時，從序列集中隨機選擇一個需要接入時，從序列集中隨機選擇一個preamble序列發(fā)給序列發(fā)給eNBeNB根據(jù)不同的前導(dǎo)序列來區(qū)分不同的根據(jù)不同的前導(dǎo)序列來區(qū)分不同的

31、UE5859TD-LTE隨機接入過程（3）競爭的隨機接入流程適用于初始接入1.UE端通過在特定的時頻資源上發(fā)送preamble序列，進行上行同步2.基站端在對應(yīng)的時頻資源對preamble序列進行檢測，完成序列檢測后，發(fā)送隨機接入響應(yīng)，該隨機接入響應(yīng)中包含UE進行上行傳輸?shù)馁Y源調(diào)度信息。3.UE端在發(fā)送preamble序列后，在后續(xù)的一段時間內(nèi)檢測基站發(fā)送的隨機接入響應(yīng)，檢測成功后在分配的上行資源上發(fā)送上行信息。4.基站發(fā)送沖突解決響應(yīng)，UE判斷是否競爭成功5960TD-LTE隨機接入過程（4）無競爭的隨機接入流程適用于切換或有下行數(shù)據(jù)到達且需要重新建立上行同步時1.基站根據(jù)此時的業(yè)務(wù)需求，給

32、UE分配一個特定的preamble序列。（該序列不是基站在廣播信息中廣播的隨機接入序列組）2.UE接收到信令指示后，在特定的時頻資源發(fā)送指定的preamble序列3.基站接收到隨機接入preamble序列后，發(fā)送隨機接入響應(yīng)。進行后續(xù)的信令交互和數(shù)據(jù)傳輸。6061TD-LTE隨機接入信道基本時頻結(jié)構(gòu)時域結(jié)構(gòu) Preamble: CP + SequenceTCPTSEQ Preamble之后需要預(yù)留保護間隔(GT) GT防止Preamble對上行數(shù)據(jù)造成干擾 GT長度為兩倍最大傳播時延61小區(qū)中間用戶發(fā)送Preamble小區(qū)邊緣用戶發(fā)送Preamble62TD-LTE隨機接入信道基本時頻結(jié)構(gòu)序列

33、產(chǎn)生Preamble使用Zadoff-Chu序列產(chǎn)生序列長度Preamble format 03：839Preamble format 03：139Preamble format 03頻域結(jié)構(gòu)一個PRACH占用6個RB內(nèi)含保護帶Preamble信號采用的子載波間隔與上行其它SC-FDMA符號不同Preamble format 03：1250HzPreamble format 4: 7500HzPreamble format 46263TD-LTE隨機接入信道格式 不同的隨機接入信道格式根據(jù)時域結(jié)構(gòu)、頻域結(jié)構(gòu)以及序列長度的不同，可以將Preamble分為如下五種格式Preamble格式4在幀結(jié)構(gòu)

34、2中的UpPTS域中傳輸6364(TD-LTE隨機接入信道配置（1） TD-LTE的隨機接入信道配置 TD-LTE的隨機接入信道配置與無線幀上下行配置密切相關(guān) 與LTE-FDD相比，TD-LTE制式下上行子幀數(shù)有限，為保證隨機接入的時效性，在同一個子幀中允許出現(xiàn)多個用于隨機接入的時頻資源塊 TD-LTE的隨機接入信道密度為：每10ms內(nèi)0.5、1、2、3、4、5、6次0 1 2 TD-LTE的隨機接入信道配置通過一組向量指示： f RA , t RA , t RA , t RA ) 其中 f RA 指示PRACH的頻域資源索引0 t RA 指示PRACH出現(xiàn)的無線幀編號 t1RA 0：所有無線

35、幀;1：偶數(shù)號無線幀;2：奇數(shù)號無線幀指示PRACH出現(xiàn)在的半幀編號TDD pracheconfigurationt2RA 0：前半幀，1：后半幀指示PRACH出現(xiàn)的子幀編號6465 RA f 2 RAULRA 2 offsetTD-LTE隨機接入信道配置（2） TD-LTE的隨機接入信道配置 所有的PRACH配置都遵從先時分后頻分的原則進行時頻資源映射，目的是將PRACH平均分布在各個上行子幀中，以免某一上行子幀PRACH資源占用過多，對PUSCH傳輸造成較大的影響 對Format0-3的PRACH其頻分原則： nPRB offset + 6 RA , if f RA mod 2 = 0nP

36、RB = N RB 6 nPRB offset 6 f RA , otherwise ULN RBRA 其中 為系統(tǒng)上行帶寬；nPRB 為第一個PRACH信道的頻域起始PRB編號，目前已經(jīng)確定使用7bit的廣播消息通知 從上式可以看出：對于Format 0-3的PRACH，同一個子幀的頻分的多個PRACH依次占用頻帶的兩端的邊帶。6566=ULnPRBRA 1TD-LTE隨機接入信道配置（3） TD-LTE的隨機接入信道配置 UpPTS中的PRACH配置也遵從先時分后頻分的原則進行時頻資源映射，以減小對UpPTS中與PRACH頻分發(fā)送的SRS的影響 對Format4的PRACH其頻分原則： 6

37、 f RA , if (n f mod 2) (2 N SP ) + tRA ) mod 2 = 0 N RB 6( f RA + 1), otherwisen f 其中N SP為無線幀編號；為一個無線幀內(nèi)的切換點個數(shù) Format 4的PRACH在頻域上放置在系統(tǒng)帶寬的邊緣，多個PRACH連續(xù)放置，并在高頻端和低頻端兩者之間跳變66671.2.1.2.3.4.TD-LTETD-LTE隨機接入總流程隨機接入總流程 隨機接入流程 UE側(cè)的物理層操作解析傳輸請求，獲得隨機接入配置信息選擇preamble序列基于競爭的隨機接入：隨機選擇preamble無競爭的隨機接入：由高層指定preamble按照

38、指定功率發(fā)送preamble盲檢用RA-RNTI標識的PDCCH檢測到，接收對應(yīng)的PDSCH并將信息上傳否則直接退出物理層隨機接入過程，由高層邏輯決定后續(xù)操作6768TD-LTE目錄LTE物理層概述物理層概述LTE物理層信道與信號物理層信道與信號LTE物理層過程物理層過程小區(qū)初搜隨機接入同步控制功率控制6869TD-LTETD-LTE的同步控制過程的同步控制過程為什么要進行同步控制過程同步保證了各個用戶信號之間到達接收機時保持正交性在OFDMA系統(tǒng)中，由于CP的存在，對同步精度的要求有所降低，理論上同步誤差在CP范圍內(nèi)即可；下行同步在用戶端檢測和調(diào)整上行同步在基站測進行檢測，并通過閉環(huán)同步過程

39、反饋的方式對用戶上行發(fā)送時間進行調(diào)整6970上行同步TA的確定TD-LTE同步控制過程上行同步控制的方法上行同步控制方法控制UE采用不同的時間提前量(TA),使各UE的信號基本同時到達eNodeB；eNodeB通過上行時鐘控制信令指示UE采用適當?shù)腡A；上行同步TA的確定當UE進行上行數(shù)據(jù)發(fā)送,eNodeB可估計其上行接收時鐘,產(chǎn)生時鐘控制指令；當UE暫沒有發(fā)送上行數(shù)據(jù)時,TA的測量可根據(jù)SRS、Preamble碼等來確定；7071NTD-LTE上行同步控制過程上行同步控制的流程 1. LTE的上行定時調(diào)整顆粒度為16Ts(0.52uS)，上行定時調(diào)整命令通過MAC層信令的方式發(fā)送給UE； 2

40、. UE接收到定時調(diào)整量 NTA后，需要按照此相應(yīng)的下行幀定時提前( N TA + N TA offset ) Ts 3. 的時刻發(fā)送相應(yīng)的上行幀數(shù)據(jù)，如下圖； 對于TD-LTE，T A o ffse t為基站側(cè)上行至下行的切換保護時間，約為614Ts，即20usDownlink radio frame #iUplink radio frame #i( N TA + N TA offset ) Ts time units7172TD-LTETD-LTE的同步控制過程的同步控制過程 上行同步控制 上行同步初始控制 在隨機接入響應(yīng)消息的MAC PDU中攜帶有(必選)11bits的定時提前命令TA，

41、對應(yīng)的絕對定時提前量為NTA = TA x 16 其中TA命令的范圍為0,1282 對應(yīng)的定時調(diào)整量NTA的范圍為0, 20512Ts，即0,667us 上行同步維護 在DL-SCH的MAC PDU中攜帶有(可選)6bits的定時提前命令TA，該TA是針對舊的TA命令的累積調(diào)整，即 NTA,new = NTA,old + (TA 31)16 其中TA命令的范圍為0,63，對應(yīng)的定時調(diào)整范圍為-496,512Ts UE在子幀n接收到的定時調(diào)整命令在子幀n+6生效 若由于定時調(diào)整的原因，造成上行子幀n和n+1有重合部分，則UE需要保證子幀n的發(fā)送，并放棄發(fā)送子幀n+172中與子幀n重疊的部分73T

42、D-LTETD-LTE的同步控制過程的同步控制過程 下行鏈路質(zhì)量檢測 UE物理層基于小區(qū)專屬參考信號測量服務(wù)小區(qū)的下行鏈路質(zhì)量并向高層報告測量結(jié)果 在非DRX模式下，在開啟了鏈路失敗檢測時，UE側(cè)的物理層在一定周期200ms內(nèi)的每個無線幀檢測下行鏈路質(zhì)量。當鏈路質(zhì)量低于門限Qout時，物理層須向高層報告鏈路問題，直至鏈路質(zhì)量高于門限Qin 由高層開啟/關(guān)閉物理層的鏈路失敗檢測 具體的檢測門限由RAN4規(guī)定7374TD-LTE目錄LTE物理層概述物理層概述LTE物理層信道與信號物理層信道與信號LTE物理層過程物理層過程小區(qū)初搜隨機接入同步控制功率控制7475TD-LTETD-LTE功率控制過程功

43、率控制過程為什么要進行功率控制降低功耗(上行)降低小區(qū)間干擾(上下行)小區(qū)內(nèi)功率控制上行功率控制決定每一個上行物理信道上的一個SC-OFDMA符號的功率下行功率分配決定每個資源單元(RE)上的符號能量小區(qū)間功率控制通過小區(qū)之間信息交互實現(xiàn)功率控制7576TD-LTE功率控制與功率分配小區(qū)內(nèi)上行功率控制：決定物理信道中一個SC-OFDMA符號的平均功率；下行功率分配：決定每個資源單元(RE)上的符號能量；小區(qū)間通過小區(qū)之間信息交互實現(xiàn)；交互信息指示基站調(diào)度器分配小區(qū)邊緣UE的PRB,以及對小區(qū)間干擾敏感的PRB；7677PMAXM PUSCH (i )77TD-LTE上行功率控制PUSCH功率控

44、制功率控制對于UE,子幀i發(fā)送PUSCH時按照以下公式計算發(fā)射功率:PPUSCH (i) = minPMAX ,10 log10 ( M PUSCH (i) + PO_PUSCH ( j ) + PL + TF (i) + f (i)為RAN4定義的與終端功率等級對應(yīng)的最大發(fā)射功率；為該次PUSCH傳輸分配的PRB個數(shù)；PO_PUSCH ( j )為PUSCH期望接收功率，是小區(qū)專屬部分 PO_NOMINAL_ PUSCH ( j )和UE專屬部分PO_UE_PUSCH ( j ) 兩者之和。其中包括兩套參數(shù)：j=0對應(yīng)非動態(tài)調(diào)度的PUSCH傳輸，j=1對應(yīng)動態(tài)調(diào)度的PUSCH傳輸； 0, 0

45、.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1為路徑損耗補償因子，通過選擇合適的因子可以獲得小區(qū)邊緣吞吐 量和小區(qū)間干擾之間的折衷PL為為UE測量的下行路徑損耗測量的下行路徑損耗TF (i)為傳輸格式相關(guān)調(diào)整量f(i)為閉環(huán)功率調(diào)整命令，通過為閉環(huán)功率調(diào)整命令，通過PDCCH發(fā)送發(fā)送78TD-LTE上行功率控制PUCCH功率控制功率控制對于UE,子幀i發(fā)送PUSCH時按照以下公式計算發(fā)射功率:PP U C C H ( i ) = m in PM A X , PO _ P U C C H + P L + F _ P U C C H ( F ) + g ( i )PO_PUCCH 為

46、PUCCH期望接收功率，它是小區(qū)專屬部分 PO_NOMINAL_PUCCH 和UE專屬部分PO_UE_PUCCH 兩者之和；F_PUCCH (F )為PUCCH格式相關(guān)的功率調(diào)整量，定義為每種PUCCH類型相對于基準PUCCH格式(PUCCH format 1a)的功率偏置；的功率偏置；g(i)為閉環(huán)功率調(diào)整命令，通過為閉環(huán)功率調(diào)整命令，通過PDCCH發(fā)送；發(fā)送；計算公式中其他參數(shù)與PUSCH相同 ；7879TD-LTE上行功率控制上行SRS的功率控制對于UE,子幀i發(fā)送PUSCH時按照以下公式計算發(fā)射功率:PSRS ( i ) = min PMAX , PSRS_OFFSET+ 10 log

47、 10 ( M SRS ) + PO_PUSCH ( j ) + PL + f ( i )PSRS_OFFSET為與PUSCH相比的SRS功率偏移量，該偏移量有兩套參數(shù)，具體選擇哪一套參數(shù)中的哪個值由高層配置 ；M SRS 為當前子幀中的SRS發(fā)送帶寬；計算公式中其他參數(shù)與PUSCH相同 ；7980TD-LTE上行功率控制上行閉環(huán)功率控制 上行閉環(huán)功率調(diào)整命令有兩種生效方式，分別是： 絕對值調(diào)整方式 f (i) = PUSCH (i K PUSCH ) 累積值調(diào)整方式 f (i ) = f (i 1) + PUSCH (i K PUSCH ) PUSCH和SRS的功率控制可由高層信令配置采用絕對值調(diào)整方式or累積值調(diào)整方式 PUCCH只能采用累積值調(diào)整方式 閉環(huán)功率調(diào)整命令的發(fā)送方式如下表所示 Format 3/3A中攜帶的TPC優(yōu)先級低于其他DCI FormatDCI Format 0DCI Format 3/3ADCI Fomat 1/1A/2PUSCH/SRS累積方式：步長 -1, 0, 1, 3絕對值方式：步長-4,-1, 1, 4僅支持累積值方式：步長為-1,1 或 -1,0,1,3N/APUCCHN/A僅支持累積方式，步長為-1, 0, 1, 38081TD-LTE上行功率控制隨機接入功率控制隨機接入Preamble的發(fā)射功率按照如下公式計算:P_last_pream