2LTE物理层基本概念课件.ppt
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- 关 键 词:
- LTE 物理层 基本概念 课件
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1、TD-SCDMA长期演进技术长期演进技术 LTE物理层物理层内容内容n信道带宽n多址技术n双工方式与帧结构n物理资源概念n子帧结构n物理信道n物理信号n物理层过程信道带宽信道带宽n 支持的信道带宽(支持的信道带宽(Channel Bandwidth)n 1.4MHz,3.0MHz,5MHz,10MHz,15MHz以及以及20MHzn LTE系统上下行的信道带宽可以不同系统上下行的信道带宽可以不同n 下行信道带宽大小通过主广播信息(下行信道带宽大小通过主广播信息(MIB)进行广播)进行广播n 上行信道带宽大小通过系统信息(上行信道带宽大小通过系统信息(SIB)进行广播)进行广播信道带宽与传输带宽
2、配置有如下对应关系信道带宽1.43 5101520传输带宽配置(RB数目)615 255075100内容内容n信道带宽n多址技术n双工方式与帧结构n物理资源概念n子帧结构n物理信道n物理信号n物理层过程n 下行下行OFDMn 上行上行SC-FDMA LTELTE多址方式多址方式n OFDM即正交频分多路复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing),与传统的多载波调制(MCM)相比,OFDM调制的各个子载波间可相互重叠,并且能够保持各个子载波之间的正交性。OFDMOFDM原理原理n OFDM的基本原理是将高速的数据流分解为N个并行的低速数据流,在N
3、个子载波上同时进行传输。这些在N子载波上同时传输的数据符号,构成一个OFDM符号BandwidthOFDMOFDM原理原理10/210/2102NkNknjkNckNknjkNckfnTkjksneaeaeanTxxsNkNNkaacckk00IDFTIFFTOFDM调制OFDM解调OFDM FFTOFDM FFT实现实现n 采样频率Fsn 采样周期Tsn FFT点数NFFTn 子载波间隔f n 有用符号时间Tun 循环前缀时间Tcpn OFDM符号时间TOFDMn 可用子载波数目Nc关键参数:f,Tcp以及Nc采样频率以及FFT点数与实现相关OFDMOFDM主要参数主要参数n 子载波间隔子载
4、波间隔n 15kHz,用于单播(unicast)和多播(MBSFN)传输n 7.5kHz,仅仅可以应用于独立载波的MBSFN传输 n 子载波数目子载波数目n 循环前缀长度循环前缀长度n 一个时隙中不同OFDM符号的循环前缀长度不同 信道带宽(信道带宽(MHz)1.435101520子载波数目子载波数目721803006009001200LTE系统中,利用NFFT=2048的采样周期定义基本时间单元:Ts=1/Fs=1/(15000 x2048)秒LTE OFDMLTE OFDM主要参数主要参数单载波特性:a)信号具有低的峰均比b)传输带宽取决于M DFTS-OFDMDFTS-OFDM原理原理n
5、 子载波间隔子载波间隔n 15kHzn 子载波数目子载波数目n 循环前缀长度循环前缀长度n 一个时隙中不同DFTS-OFDM符号的循环前缀长度不同 信道带宽(信道带宽(MHz)1.435101520子载波数目子载波数目721803006009001200LTE DFTS-OFDMLTE DFTS-OFDM关键参数关键参数内容内容n信道带宽n多址技术n双工方式与帧结构n物理资源概念n子帧结构n物理信道n物理信号n物理层过程FDD:上行传输和下行传输在不同的载波频段上进行TDD:上行传输和下行传输在相同的载波频段上进行基站/终端在不同的时间进行信道的发送/接收或者接收/发送 H-FDD:上行传输和
6、下行传输在不同的载波频段上进行基站/终端在不同的时间进行信道的发送/接收或者接收/发送 H-FDD与FDD的差别在于终端不允许同时进行信号的发送与接收,即H-FDD基站与FDD基站相同,但是H-FDD终端相对FDD终端可以简化,只保留一套收发信机并节省双工器的成本。双工方式双工方式n TDU传输时延与终端接收/发送转换:TDU RTT+TUE,Rx-Tx 避免基站间的干扰:TDU RTTa/2+RTTb/2 TDDTDD保护间隔保护间隔n TUD一般情况下,帧结构中需要保留上行与下行之间的保护间隔,用于基站的接收与发送转换TDDTDD保护间隔保护间隔n TUDLTE TDD系统中的TUD,通过
7、定时提前来创造 TDDTDD保护间隔保护间隔n FDD帧结构-帧结构类型1,适用于FDD与HD FDDn 一个长度为10ms的无线帧由10个长度为1ms的子帧构成n 每个子帧由两个长度为0.5ms的时隙构成帧结构帧结构n TDD帧结构-帧结构类型2,适用于TDDn 一个长度为10ms的无线帧由2个长度为5ms的半帧构成n 每个半帧由5个长度为1ms的子帧构成n 常规子帧:由两个长度为0.5ms的时隙构成n 特殊子帧:由DwPTS、GP以及UpPTS构成n 支持5ms和10ms DLUL切换点周期n 5ms DLUL切换周期:特殊子帧在两个半帧中都存在n 10ms DLUL切换周期:特殊子帧只在
8、第一个半帧中存在n 子帧0,子帧5以及DwPTS永远是下行n UpPTS以及UpPTS之后的第一个子帧永远为上行帧结构帧结构n TDD帧结构n 上下行配置上下行配置上下行配置DLUL切换点周期切换点周期子帧序号子帧序号012345678905 msDSUUUDSUUU15 msDSUUDDSUUD25 msDSUDDDSUDD310 msDSUUUDDDDD410 msDSUUDDDDDD510 msDSUDDDDDDD65 msDSUUUDSUUD帧结构帧结构n TDD帧结构n 特殊子帧配置特殊子帧配置特殊子帧配置常规常规CP扩展扩展CPDwPTSGPUpPTSDwPTSGPUpPTS031
9、013811948321039231121014121372539282693917102-8111-帧结构帧结构内容内容n信道带宽n多址技术n双工方式与帧结构n物理资源概念n子帧结构n物理信道n物理信号n物理层过程n 基本时间单位基本时间单位n 天线端口天线端口n LTE使用天线端口来区分空间上的资源。天线端口的定义是从天线端口的定义是从接收机接收机的角的角度来定义的,即如果接收机需要区分资源在空间上的差别,就需要定义多个度来定义的,即如果接收机需要区分资源在空间上的差别,就需要定义多个天线端口。天线端口。天线端口与实际的物理天线端口没有一一对应的关系。n 由于目前LTE上行仅支持单射频链路
10、的传输,不需要区分空间上的资源,所以上行还没有引入天线端口的概念所以上行还没有引入天线端口的概念。n 目前LTE下行定义了三类天线端口,分别对应于天线端口序号05。秒2048150001sT小区专用参考信号传输天线端口:天线端口03MBSFN参考信号传输天线端口:天线端口4终端专用参考信号传输天线端口:天线端口5物理资源概念物理资源概念n 资源单元资源单元(RE)n 对于每一个天线端口,一个OFDM或者SC-FDMA符号上的一个子载波对应的一个单元叫做资源单元n 资源块资源块(RB)n 一个时隙中,频域上连续的宽度为180kHz的物理资源称为一个资源块物理资源概念物理资源概念n RB参数参数(
11、常规子帧)物理资源概念物理资源概念n 资源单元组资源单元组(REG)n 控制区域中控制区域中RE集合,用于映射下行控制信道集合,用于映射下行控制信道 n 每个每个REG中包含中包含4个数据个数据RE物理资源概念物理资源概念内容内容n信道带宽n多址技术n双工方式与帧结构n物理资源概念n子帧结构n物理信道n物理信号n物理层过程n 常规子帧:常规子帧:常规子帧由两个时隙组成,每个时隙长度0.5ms 下行Unicast/MBSFN子帧 下行MBSFN专用载波子帧 上行常规子帧n 特殊子帧:特殊子帧:特殊子帧由三个特殊域组成,分别为DwPTS、GP和UpPTS,特殊子帧只存在帧结构类型2中 子帧结构子帧
12、结构n 控制区域与数据区域进行时分控制区域与数据区域进行时分n 控制区域控制区域OFDM符号数目可配置符号数目可配置 子帧子帧控制区域控制区域OFDM符号数目符号数目帧结构类型2中的子帧1和子帧61,2存在MBSFN传输的子帧1,2不存在MBSFN传输的子帧1,2,3下行下行Unicast/MBSFN子帧子帧n 数据传输方式数据传输方式 n localizedn distributed下行下行Unicast/MBSFN子帧子帧n 下行下行MBSFN专用载波子帧中不存在控制区域专用载波子帧中不存在控制区域n 即控制区域即控制区域OFDM符号数目为符号数目为0下行下行MBSFN专用载波专用载波子帧
13、子帧n 控制区域与数据区域进行频分控制区域与数据区域进行频分n 数据传输方式数据传输方式 Localized Localized+FH 上行上行常规常规子帧子帧内容内容n信道带宽n多址技术n双工方式与帧结构n物理资源概念n子帧结构n物理信道n物理信号n物理层过程n PDSCH:物理下行共享信道:物理下行共享信道 n PMCH:物理多播信道:物理多播信道 n PDCCH:物理下行控制信道:物理下行控制信道 n PBCH:物理广播信道:物理广播信道 n PCFICH:物理控制格式指示信道:物理控制格式指示信道 n PHICH:物理:物理HARQ指示信道指示信道 下行物理信道一般处理流程 下行物理信
14、道下行物理信道物理信道物理信道调制方式调制方式PDSCHQPSK,16QAM,64QAMPMCHQPSK,16QAM,64QAMPDCCHQPSKPBCHQPSKPCFICHQPSKPHICHBPSK下行物理信道调制方式下行物理信道调制方式物理信道物理信道可支持的预编码操作可支持的预编码操作可支持的码字数目可支持的码字数目可支持的层数目可支持的层数目PDSCH单天线端口传输11空间复用1,21,2,3,4传输分集12,4PDCCHPBCHPCFICHPHICH单天线端口传输11传输分集12,4下行物理信道码字数目、层数目以及预编码操作下行物理信道码字数目、层数目以及预编码操作n PDSCH、P
15、MCH以及以及PBCH映射到子帧中的数据区域上;映射到子帧中的数据区域上;n PMCH与与PDSCH或者或者PBCH不能同时存在于一个子帧中不能同时存在于一个子帧中n PDSCH与与PBCH可以存在于同一个子帧中可以存在于同一个子帧中n 由于子帧由于子帧0和子帧和子帧5存在存在PBCH,所有子帧,所有子帧0和子帧和子帧5不能传输不能传输PMCH 常规CP扩展CP下行物理信道的下行物理信道的RERE映射映射n PDCCH、PCFICH以及以及PHICH映射到子帧中的控制区域上映射到子帧中的控制区域上n PCFICH用于指示在一个子帧中传输用于指示在一个子帧中传输PDCCH所使用的所使用的OFDM
16、个数个数n CFI:2bit信息信息n 1/16编码,编码,QPSK调制调制n PCFICH映射到控制区域的第一个OFDM符号上的4个REG上n 第一个REG的位置取决于小区idn 4个REG之间相差1/4带宽下行物理信道的下行物理信道的RERE映射映射n PDCCH用于承载资源分配信息,包括功率控制信息用于承载资源分配信息,包括功率控制信息n 逻辑映射逻辑映射n 控制信道单元(控制信道单元(CCE:Control Channel Element):逻辑单元,对应于):逻辑单元,对应于9个个REGn 一个一个PDCCH是一个获得几个连续是一个获得几个连续CCE的集合,即的集合,即DCI通过信道
17、编码、速率通过信道编码、速率匹配之后,首先映射到一个或者多个匹配之后,首先映射到一个或者多个CCE上上n 根据根据PDCCH中包含中包含CCE的个数,可以将的个数,可以将PDCCH分为如下四种格式分为如下四种格式n 物理映射物理映射nDCI映射到映射到CCE上之后,需要将多个用户的上之后,需要将多个用户的PDCCH进行复用和加扰等操作,进行复用和加扰等操作,映射到没有用于传输映射到没有用于传输PCFICH和和PHICH的的REG上。上。PDCCH格式格式CCE个数个数REG个数个数PDCCH比特数目比特数目01972121814424362883872576下行物理信道的下行物理信道的RERE
18、映射映射n PHICH用于承载用于承载HARQ应答信息应答信息n PHICH Groupn HI信息在信道编码之后长度为信息在信道编码之后长度为3比特,经过比特,经过BPSK调制以及正交扩展之后,长度分别为调制以及正交扩展之后,长度分别为12比特(常规比特(常规CP,正交序列长度为,正交序列长度为4)以及)以及6比特(扩展比特(扩展CP,正交序列长度为,正交序列长度为2),对应),对应于一个于一个PHICH。对于扩展。对于扩展CP,6比特信息需要通过补零匹配比特信息需要通过补零匹配PHICH的大小(的大小(12比特)。比特)。n 多个多个PHICH叠加之后可以映射到同一个叠加之后可以映射到同一
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