LTE FDD物理层结构介绍.ppt
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1、LTE FDD物理层结构介绍,中兴通讯学院,课程目标,掌握LTE物理层帧结构 了解物理资源分配 了解物理信道及信号的功能 掌握物理层过程,课程内容,物理层概述 无线帧结构 物理资源分配 物理信道和信号 物理层过程,物理层功能,物理层主要功能: 传输信道的错误检测并向高层提供指示 传输信道的前向纠错编码(FEC)与译码 混合自动重传请求(HARQ) 传输信道与物理信道之间的速率匹配及映射 物理信道的功率加权,物理信道的调制解调 时间及频率同步 射频特性测量并向搞成提供指示 MIMO天线处理 传输分集 波束赋形 射频处理,物理层主要负责向上层提供底层的数据传输服务,物理层(PHY)的位置,信令流,
2、数据流,物理层关键技术,OFDMA/SC-FDMA基本原理,下行采用OFDMA OFDMA将传输带宽划分成相互正交的子载波集,通过将不同的子载波集分配给不同的用户,可用资源被灵活的在不同移动终端之间共享,从而实现不同用户之间的多址接入。这可以看成是一种OFDM+FDMA+TDMA技术相结合的多址接入方式。 上行采用SC-FDMA 利用DFTS-OFDM的特点可以方便的实现SC-FDMA多址接入方式 通过改变不同用户的DFT的输出到IDFT输入端的对应关系,输入数据符号的频谱可以被搬移至不同的位置,从而实现多用户多址接入,OFDMA示例,最大支持64 QAM 通过CP解决多径干扰 兼容MIMO,
3、SC-FDMA示例,最大支持 16 QAM 单载波调制降低峰均比(PAPR) FDMA可通过FFT 实现,OFDMA与SC-FDMA的对比,OFDMA/SC-FDMA技术优势,LTE系统上行采用SC-FDMA多址技术,下行采用OFDMA多址技术。 OFDMA/SC-FDMA多址技术的优势: 更大的带宽和带宽灵活性 随着带宽的增加,OFDMA信号仍将保持正交,而CDMA 的性能会受到多径的影响 在同一个系统,使用OFDMA可以灵活处理多个系统带宽 扁平化架构 当分组调度的功能位于基站时,可以利用快速调度、包括频域调度来提高小区容量。频域调度可通过OFDMA实现,而CDMA无法实现 便于上行功放的
4、实现 SC-FDMA相比较OFDMA可以实现更低的峰均比, 有利于终端采用更高效率的功放 简化多天线操作 OFDMA相比较CDMA实现MIMO容易,下行关键技术信道编码,下行各物理信道采用的信道编码方式及编码速率,上行关键技术信道编码,上行各物理信道采用的信道编码方式及编码速率,下行关键技术调制方式,下行各物理信道支持的调制方式,上行关键技术调制方式,上行各物理信道支持的调制方式,课程内容,物理层概述 无线帧结构 物理资源分配 物理信道和信号 物理层过程,无线帧结构-FDD,每个10ms无线帧被分为10个子帧 每个子帧包含两个时隙,每时隙长0.5ms Ts=1/(15000*2048) 是基本
5、时间单元 任何一个子帧即可以作为上行,也可以作为下行,无线帧结构-TDD,每个10ms无线帧包括2个长度为5ms的半帧,每个半帧由4个数据子帧和1个特殊子帧组成 特殊子帧包括3个特殊时隙:DwPTS,GP和UpPTS,总长度为1ms 支持5ms和10ms上下行切换点 子帧0、5和DwPTS总是用于下行发送,课程内容,物理层概述 无线帧结构 物理资源分配 物理信道和信号 物理层过程,物理资源块PRB,一个RB在时域上包含 个OFDM符号,在频域上包含 个子载波 和 的个数由CP类型和子载波间隔决定,资源组,REG的概念,CCE的概念,CP,子载波间隔和OFDM符号,CP,子载波间隔和OFDM符号
6、之间的关系,1个RB在频域上对应12个子载波, 180KHz=15 KHz x 12(normal CP),RB和带宽,不同带宽对应的RB数 占用带宽 = 子载波间隔 x 每RB的子载波数 x RB数 子载波间隔 = 15KHz 每RB的子载波数 = 12 备注: 当前协议中,最大RB数为110,RBG的概念,RBG用于服务信道的资源分配 RBG 由一组RB组成 RBG的个数与系统带宽相关,课程内容,物理层概述 无线帧结构 物理资源分配 物理信道和信号 下行物理信道和信号 下行物理信道和信号 物理层过程,LTE下行物理信道,下行物理层信号: RS(导频信号) P(S)-SCH(同步信号 ),固
7、定位置的信道、信号 RS P(S)SCH PBCH PCFICH(相对固定) 信道映射的顺序 固定位置信道(RS、P(S)SCH、PBCH、PCFICH) PHICH PDCCH PDSCH,下行物理信道示意图,同步信号时频位置,时、频位置 频域位置: 时域位置 5ms周期,同步过程,P-SSS-SS 主要作用是使UE与eNodeB获取帧同步,小区搜索在完成同步的同时,确定小区的物理层小区ID。 同步过程通过2步完成,即 首先检测PSS,完成: 半帧定时,即获得半帧(5ms)边界, 频偏校正, 并获得组内ID 利用3条ZC序列区分3个组内ID 然后再检测SSS,完成: 长/短CP检测(符号同步
8、) 盲检测 帧定时,即获得帧(10ms)边界 SSS由两条短码序列交叉组成,用不同的顺序区分两个半帧 并获得组ID,下行参考信号,下行参考信号作用 信道估计,用于相干解调和检测,包括控制信道和数据信道 信道质量的测量,用于调度、链路自适应 导频强度的测量,为切换、小区选择提供依据 考虑因素 图样时、频密度 时域:导频间隔小于相干时间 频域:导频间隔小于相干带宽 序列 相关性 序列数量 复杂度,下行参考信号分类 小区专有导频( Cell-specific DL RS,CRS ) Tx port 03 主要用于信道估计(控制/数据信道的解调);信道测量(CQI/PMI/RI测量等) 对应非MBSF
9、N传输 MBSFN导频 Tx port 4, 用于解调多播业务 对应MBSFN传输 UE专有导频 Tx port 5,专用RS(DRS) 用于传输模式7的数据解调,PBCH-物理广播信道,承载BCH包含的系统信息,系统信息包括下行系统带宽、系统帧序号(SFN)、PHICH持续时间以及资源大小指示信息 在PBCH的CRC校验时,附加了天线数目信息 每个第0号子帧的时隙1有4个OFDM符号的PBCH信号数,PCFICH-物理控制格式指示信道,传输CFI(Control Format Indicator)信息,用于指示控制区的时域长度,即有几个OFDM符号。 每个子帧中都发射PCFICH,eNode
10、B通过PCFICH将一个子帧中PDCCH占用的OFDM符号数通知给UE,这个OFDM符号数由CFI来指示,CFI可以取值为CFI= 1,2,3,4(4保留小带宽时采用)。 PCFICH占用每个subFrame 第一个OFDM symbol中的4个REG,起始位置决定于PCellID ,均匀散布于整个带宽上。 分集方式 空域分集:SFBC 频域分集:4个REG均匀的分布在整带宽,PHICH-物理HARQ指示信道,PHICH承载eNodeB对上行发射信号做出的NAK/ACK响应信息 PHICH可以占1、2、3个OFDM符号 编码过程 一个ACK/NACK bit进行三次重复 4(短CP)或2(长C
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