1、1,付亚男培训中心 ,1,TD-LTE原理及关键技术,DTM.PX3.016.001-v5.0.0,了解LTE的网络架构 理解TD-LTE的三个核心技术 掌握物理层帧结构 理解TD-LTE物理层过程,TD-LTE技术原理与系统设计 人民邮电出版社 3GPP长期演进技术原理与系统设计 人民邮电出版社,3,TD-LTE原理及关键技术,TD-LTE概述,TD-LTE核心技术,帧结构和物理信道映射,TD-LTE物理层过程,4,5. 后续演进,1 TD-LTE概述,TD-LTE原理及关键技术,2G,3G,3.9G,4G,标准演进路线,5,1 TD-LTE概述,TD-LTE原理及关键技术,LTE是3GPP
2、指定的下一代无线通信标准。 TD-LTE是LTE的TDD模式。 LTE是以OFDMA为核心的技术，为了降低用户面延迟，取消了无线网络控制器(RNC)，采用了扁平网络架构。与其说是3G技术的“演进”（evolution），不如说是“革命”（revolution）。,什么是LTE？,Long Term Evolution，长期演进,6,1 TD-LTE概述,TD-LTE原理及关键技术,LTE需求导入,7,1 TD-LTE概述,TD-LTE原理及关键技术,系统容量和性能需求,8,1 TD-LTE概述,TD-LTE原理及关键技术,系统部署和无线资源管理需求,9,1 TD-LTE概述,TD-LTE原理及
3、关键技术,TD-LTE核心技术,后面两页只介绍下“扁平网络”，其他三个技术（频分多址、MIMO、干扰抑制技术）在第二章有详细介绍。,10,1 TD-LTE概述,TD-LTE原理及关键技术,E-UTRAN扁平网络架构,扁平网络架构，减少设备投入 减少接口数量，IP的网络接口 增强的端到端QoS,取消RNC（中央控制节点），只保留一层RAN节点eNodeB NodeB和核心网采用基于IP路由的灵活多重连接S1-flex接口 相邻eNodeB采用Mesh连接X2接口,11,1 TD-LTE概述,TD-LTE原理及关键技术,E-UTRAN和EPC的功能划分,E-UTRAN控制面协议栈,12,1 TD-
4、LTE概述,TD-LTE原理及关键技术,LTE应用频带：详细请参考 36.101协议,13,为什么要发展LTE？什么叫LTE？LTE有哪些具体的需求/要求？为满足这些需求，要求LTE引入哪些核心技术？,LTE的网络架构是怎样的？占用的频段是哪些？,14,TD-LTE原理及关键技术,TD-LTE概述,TD-LTE核心技术,帧结构和物理信道映射,TD-LTE物理层过程,15,5. 后续演进,2. TD-LTE核心技术,2.1 频分多址技术之OFDMA/SC-FDMA,2.2 多天线技术之MIMO,2.3 干扰抑制技术之ICIC,16,2.1 频分多址技术之OFDMA/SC-FDMA,2. TD-L
5、TE核心技术,TD-LTE频分多址技术 下行OFDMA：用户在一定时间内独享一段“干净”的带宽 上行SC-FDMA：具有单载波特性的改进OFDM系统（低峰均比）,GSM,TD-SCDMA,TD-LTE,17,2.1 频分多址技术之OFDMA/SC-FDMA,2. TD-LTE核心技术,OFDM的本质就是一个频分系统，而频分是无线通信最朴素的实现方式。 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,传统FDM频谱,OFDM频谱,什么是OFDM？,Orthogonal Frequency Division Multiplexing 正交
6、频分复用,18,2.1 频分多址技术之OFDMA/SC-FDMA,2. TD-LTE核心技术,OFDMA基本原理 将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到在每个子信道上进行传输，正交信号可以通过在接收端采用相关技术来分开。由于每个子信道的带宽很小，因此每个子信道上的衰落可以看成是平坦性衰落，能够有效的消除符号间干扰；而且由于每个子信道的带宽仅仅是原信道带宽的一小部分，信道均衡也变得相对容易。,18,OFDMA的优点 时域上抵抗多径衰落 频域上抵抗频率选择性衰落，简化接收机的信道均衡操作,2.1 频分多址技术之OFDMA/SC-FDMA,2. TD-LTE核心技术
7、,20,2.1 频分多址技术之OFDMA/SC-FDMA,2. TD-LTE核心技术,OFDM实现（发送）,20,OFDM实现（接收）,2.1 频分多址技术之OFDMA/SC-FDMA,2. TD-LTE核心技术,OFDM循环前缀 CP （Cyclic Prefix） CP能够克服时延扩展，最大限度消除符号间干扰（ISI）。CP越长，能 够抵抗的多径时延越长，但相应的，系统开销也越大。,22,Tcp,2.1 频分多址技术之OFDMA/SC-FDMA,2. TD-LTE核心技术,OFDM循环前缀 CP,CP使一个符号周期内因多径产生的波形为完整的正弦波，因此不同子载波对应的时域信号及其多径积分总
8、为0 ，消除载波间干扰(ICI),23,2.1 频分多址技术之OFDMA/SC-FDMA,2. TD-LTE核心技术,OFDM 与CDMA的技术比较,24,2.1 频分多址技术之OFDMA/SC-FDMA,2. TD-LTE核心技术,OFDM 技术缺点,25,2.1 频分多址技术之OFDMA/SC-FDMA,2. TD-LTE核心技术,什么是SC-FDMA？,Single Carrier Frequency Division Multiple Access 单载波频分多址接入,SC-FDMA类似于OFDMA，但SC-FDMA可以降低PAPR。,26,2.1 频分多址技术之OFDMA/SC-FD
9、MA,2. TD-LTE核心技术,OFDMA vs. SC-FDMA OFDMA导致高PAPR，影响UE的成本和电池寿命 SC-FDMA采用单载波技术，峰均比（PAPR）低，有效提高RF功率放大器的效率，降低终端成本和耗电量,27,2.1 频分多址技术之OFDMA/SC-FDMA,2. TD-LTE核心技术,28,在这个调度周期中，用户A是分布式，用户B是集中式,下行多址方式OFDMA,2.1 频分多址技术之OFDMA/SC-FDMA,2. TD-LTE核心技术,29,和OFDMA相同，将传输带宽划分成一系列正交的子载波资源，将不同的子载波资源分配给不同的用户实现多址。注意不同的是：任一终端使
10、用的子载波必须连续。,在任一调度周期中，一个用户分得的子载波必须是连续的,上行多址方式SC-FDMA,2. TD-LTE核心技术,2.1 频分多址技术之OFDMA/SC-FDMA,2.2 多天线技术之MIMO,2.3 干扰抑制技术之ICIC,30,2.2 多天线技术之MIMO,2. TD-LTE核心技术,在多个天线上分别发送多个数据流； 利用多径衰落，在不增加带宽和天线发送功率的情况下，提高信道容量及频谱利用率，或提高数据的传输质量。,什么是MIMO？,Multiple Input Multiple Output 多输入多输出,31,2.2 多天线技术之MIMO,2. TD-LTE核心技术,M
11、IMO的优点,MIMO多种模式带来多种增益。 分集增益 波束赋形增益 空间复用增益 提高频谱效率 要求TD-LTE的下行频谱效率达到5bps/Hz（Rel-10为30bps/Hz），上行频谱效率达到2.5bps/Hz（Rel-10为15bps/Hz）,32,MIMO天线收发分集：提高通信质量,发射分集技术提高系统下行链路性能,2.2 多天线技术之MIMO,2. TD-LTE核心技术,开环模式中的STTD分集,33,2.2 多天线技术之MIMO,MU-MIMO基站将占用相同时频资源的多个数据流发送给不同用户 下行同时支持SU-MIMO和MU-MIMO,SU-MIMO(SDM) MU-MIMO(S
12、DMA),MIMO天线空间复用：提高系统容量,2. TD-LTE核心技术,34,MIMO天线波束赋形：增强抗干扰能力,传统波束赋形 小间距的天线阵列，使用较多天线单元 提高峰值速率，小区覆盖，降低小区间干扰,2.2 多天线技术之MIMO,2. TD-LTE核心技术,35,LTE创新技术：双流波束赋形,双流波束赋形技术是TD-LTE的多天线增强型技术，是TD-LTE建网的主流技术，结合了智能天线波束赋形技术与MIMO空间复用技术，是运营商与厂商共同创新的成果，也是中国通信产业技术能力的体现。,2.2 多天线技术之MIMO,2. TD-LTE核心技术,36,2.2 多天线技术之MIMO,2. TD
13、-LTE核心技术,37,TD-LTE中MIMO的应用（PDSCH传输方案）,2.2 多天线技术之MIMO,2. TD-LTE核心技术,TM1：单天线端口传输,最简单的传输方案。 PDSCH使用单天线端口传输时，根据Port0上的CRS进行解调。 可用于各种场景。,注：CRS：Cell-specific Reference Signal,小区专用参考信号,用户专用参考信号,38,2.2 多天线技术之MIMO,2. TD-LTE核心技术,用户专用参考信号,常规CP,15kHz,扩展CP，15kHz,39,2.2 多天线技术之MIMO,2. TD-LTE核心技术,用于增强小区覆盖。 作为TM3/4/
14、5/6/7的回退模式。 LTE中的实现方式SFBC+FSTD。,eNB侧 2TX 配置 eNB侧 4TX 配置,注： SFBC：Space Frequency Block Code FSTD：Frequency Switched Transmit Diversity,TM2：发送分集,40,2.2 多天线技术之MIMO,2. TD-LTE核心技术,一种大延迟(CDD)空间复用，接收端不需给发送端反馈预编码矩阵信息。用于提高小区平均频谱效率和峰值速率。适用于高速移动场景。,注：CDD：Cyclic Delay Diversity,TM3：开环空间复用,41,2.2 多天线技术之MIMO,2. T
15、D-LTE核心技术,发送端需要给接收端反馈预编码矩阵信息。 用于提高小区平均频谱效率和峰值速率。 适用于低速移动场景。,TM4：闭环空间复用,42,2.2 多天线技术之MIMO,2. TD-LTE核心技术,只支持每个用户单层的传输，而且最大支持两层。 用于提高小区平均频谱效率和峰值速率。,TM5：多用户MIMO,43,2.2 多天线技术之MIMO,2. TD-LTE核心技术,用于增强小区覆盖。 尽可能减小承载相关的控制信令。 仅支持rank=1的传输。,TM6：闭环RANK=1的预编码,44,2.2 多天线技术之MIMO,2. TD-LTE核心技术,PDSCH 是依据port5上DRS （ D
16、edicated Reference Signal）进行解调的。 用于提高小区边缘用户的覆盖。 单流波束赋形是基于专用导频的非码本波束赋形。 主要用于TD-LTE系统。,TM7：单流波束赋形,45,2.2 多天线技术之MIMO,2. TD-LTE核心技术,双流波束赋形将波束赋形技术与空间复用技术相结合。 既提高小区边缘用户的覆盖，也可以提升小区中心用户的吞吐量。 双流波束赋形是基于专用导频的非码本波束赋形。 双流波束赋形是TD-LTE Rel-9中的增强型技术。,TM8：双流波束赋形,46,2.2 多天线技术之MIMO,2. TD-LTE核心技术,终端LTE多天线,47,2. TD-LTE核心
17、技术,2.1 频分多址技术之OFDMA/SC-FDMA,2.2 多天线技术之MIMO,2.3 干扰抑制技术之ICIC,48,2.3 干扰抑制技术之ICIC,2. TD-LTE核心技术,小区间干扰抑制技术,小区间的干扰主要来自于同频组网带来的同频干扰。小区间干扰抑制技术有： 干扰随机化技术 干扰消除技术 干扰协调技术（ICIC）,49,2.3 干扰抑制技术之ICIC,2. TD-LTE核心技术,小区间干扰随机化技术：加扰,LTE系统充分使用序列的随机化避免小区间干扰 一般情况下，加扰在信道编码之后、数据调制之前进行； 即比特级的加扰,50,2.3 干扰抑制技术之ICIC,2. TD-LTE核心技
18、术,LTE系统充分使用序列的随机化避免小区间干扰 一般情况下，交织在信道编码之后、加扰之前,小区间干扰随机化技术：交织,51,2.3 干扰抑制技术之ICIC,2. TD-LTE核心技术,目前LTE上下行都支持跳频传输，通过跳频传输可以随机化小区间的干扰 除了PBCH之外，其他下行物理控制信道的资源映射均与小区id有关 PDSCH、PUSCH以及PUCCH采用子帧内跳频传输 PUSCH可以采用子帧间的跳频传输,小区间干扰随机化技术：跳频传输,52,2.3 干扰抑制技术之ICIC,2. TD-LTE核心技术,提高期望用户的信号强度 降低信号对其他用户的干扰 已经知道被干扰用户的方位，可以主动降低对
19、该方向辐射能量,小区间干扰消除技术：发射端波束赋形,53,2.3 干扰抑制技术之ICIC,2. TD-LTE核心技术,接收端利用多根天线对接收信号进行加权，抑制强干扰，称为IRC（Interference Rejection Combining）,下行,小区间干扰消除技术：IRC,上行,54,小区间干扰协调（ICI CoordinationICIC） 是一种考虑多个小区中资源使用和负载等情况而进行的多小区无线资源管理方案。 基本思想：通过管理无线资源使得小区间干扰得到控制 限制的无线资源： 时频资源 一定时频资源上的功率资源 是目前研究的一项热门技术，可以应用于各种带宽的业务。,2.3 干扰抑
20、制技术之ICIC,2. TD-LTE核心技术,55,小区间干扰协调ICIC的实现方式很多，分类丰富： 从资源调度的方式区分：部分频率复用、软频率复用和全频率复用 从资源调度的周期区分：静态分配、半静态分配、动态分配和协调调度,2.3 干扰抑制技术之ICIC,2. TD-LTE核心技术,56,在某些子频带上的频率复用因子为1，而在另外一些子频带上的频率复用因子大于1 相邻小区使用正交频段，但是小区中心使用同一频段,2.3 干扰抑制技术之ICIC,2. TD-LTE核心技术,部分频率复用（ Fractional Frequency Reuse）,57,2.3 干扰抑制技术之ICIC,1 复用系数
21、N,2. TD-LTE核心技术,软频率复用（Soft Frequency Reuse）,58,可用频带分成N个部分，对于每个小区，一部分作为主载波，其他作为辅载波。主载波的功率门限高于辅载波 相邻小区的主载波不重叠 主载波可用于整个小区，辅载波只用于小区内部 通过调整辅载波与主载波的功率门限的比值，可以适应负载在小区内部和小区边缘的分布,对时频资源的使用和发射功率的限制以PRB 为单位，而与SFR 和FFR 中对一组连续的PRB 采用统一的资源使用和发射功率限制不同。 对于上行和下行，都是基站根据一定的原则进行调度，没有本质区别。,2.3 干扰抑制技术之ICIC,2. TD-LTE核心技术,全
22、部频率复用（Full Frequency Reuse）,59,静态ICIC：对无线资源的使用重新配置的时间以天为单位。几乎不需要基站之间交互信息 半静态ICIC：对无线资源的使用重新配置的时间以秒为单位。基站之间信息传递的频率类似。 动态ICIC：对无线资源的使用重新配置的时间以十毫秒或百毫秒为单位，基站之间信息传递的频率类似。 协调调度：对无线资源的使用重新配置的时间以TTI为单位，由于X2接口的时延限制，在基站间无法实时传递信息，协调调度在LTE-advanced 阶段实现。,半静态分配,动态分配,协调调度,静态分配,性能、设计、实现复杂度,弱,强,2.3 干扰抑制技术之ICIC,2. T
23、D-LTE核心技术,60,ICIC 方案对应关系图,ICIC解决方案基于SFR半静态ICIC,2.3 干扰抑制技术之ICIC,2. TD-LTE核心技术,61,频分多址技术OFDMA/SC-FDMA多天线技术之MIMO干扰抑制技术之ICIC,概念、优缺点、基本原理和实现方式,概念、优缺点、在LTE中的应用,干扰随机化技术 干扰消除技术 干扰协调技术（ICIC）,62,TD-LTE原理及关键技术,TD-LTE概述,TD-LTE核心技术,帧结构和物理信道映射,TD-LTE物理层过程,63,5. 后续演进,3. 帧结构和物理信道映射,3.1 TD-LTE物理层概述,3.2 TD-LTE帧结构和物理资
24、源,3.3 TD-LTE下行物理信道和信号,3.4 TD-LTE上行物理信道和信号,64,3.1 TD-LTE物理层概述,3. 帧结构和物理信道映射,65,3.1 TD-LTE物理层概述,3. 帧结构和物理信道映射,支持多种带宽配置： 1.4MHz 3.0MHz 5MHz 10MHz 15MHz 20MHz,66,物理层主要功能,3.1 TD-LTE物理层概述,3. 帧结构和物理信道映射,传输信道的错误检测，并向高层提供指示 传输信道的纠错编码/译码 HARQ软合并 编码的传输信道向物理信道映射 物理信道功率加权 物理信道调制与解调 频率与时间同步 无线特征测量，并向高层提供指示 MIMO天线
25、处理 射频处理（射频相关规范）,67,3.1 TD-LTE物理层概述,3. 帧结构和物理信道映射,传输信道的错误检测，并向高层提供指示 传输信道的纠错编码/译码 HARQ软合并 编码的传输信道向物理信道映射 物理信道功率加权 物理信道调制与解调 频率与时间同步 无线特征测量，并向高层提供指示 MIMO天线处理 射频处理（射频相关规范）,68,3. 帧结构和物理信道映射,3.1 TD-LTE物理层概述,3.2 TD-LTE帧结构和物理资源,3.3 TD-LTE下行物理信道和信号,3.4 TD-LTE上行物理信道和信号,69,3.2 TD-LTE帧结构和物理资源,3. 帧结构和物理信道映射,一个长
26、度为10ms的无线帧由10个长度为1ms的子帧构成； 每个子帧由两个长度为0.5ms的时隙构成；,FDD帧结构,70,3.2 TD-LTE帧结构和物理资源,1个10ms的无线帧由2个5ms的半帧构成 每个半帧由5个1ms的子帧构成 常规子帧：由2个0.5ms的时隙构成 特殊子帧：由DwPTS、GP以及UpPTS构成 支持5ms和10ms DLUL切换点周期,3. 帧结构和物理信道映射,TDD帧结构,71,3.2 TD-LTE帧结构和物理资源,3. 帧结构和物理信道映射,D：S：U = 1：1：3,D：S：U = 2：1：2,D：S：U = 3：1：1,D：S：U = 3：2：5,D：S：U =
27、 6：1：3,D：S：U = 7：1：2,D：S：U = 8：1：1,5ms,10ms,TDD帧结构：上下行配置和特殊时隙结构,特殊时隙的结构,72,3.2 TD-LTE帧结构和物理资源,3. 帧结构和物理信道映射,TDD帧结构：特殊子帧配置,73,3.2 TD-LTE帧结构和物理资源,3. 帧结构和物理信道映射,TD-L与TD-S同频组网 TD-LTE时隙规划需考虑与同频段TD-SCDMA共存需要进行设置,74,3.2 TD-LTE帧结构和物理资源,3. 帧结构和物理信道映射,TD-LTE空口物理资源概念,75,3.2 TD-LTE帧结构和物理资源,3. 帧结构和物理信道映射,一个时隙中，频
28、域上连续的宽度为180kHz的物理资源称为一个资源块。,资源单元（RE，Resource Element）,资源块（RB，Resource Block）,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。,76,3.2 TD-LTE帧结构和物理资源,3. 帧结构和物理信道映射,资源单元组 （REG，Resource Element Group） 每个REG中包含4个数据RE 控制信道单元（CCE，Control Channel Element） 36RE，9REG组成,第一个OFDM符号,第二个OFDM符号（两公共天线端口）,第二个OFDM符号 （
29、四公共天线端口）,第三个OFDM符号,77,3. 帧结构和物理信道映射,3.1 TD-LTE物理层概述,3.2 TD-LTE帧结构和物理资源,3.3 TD-LTE下行物理信道和信号,3.4 TD-LTE上行物理信道和信号,78,3.3 TD-LTE下行物理信道和信号,3. 帧结构和物理信道映射,下行子帧结构（以子载波间隔15kHz和常规CP为例）,79,3.3 TD-LTE下行物理信道和信号,3. 帧结构和物理信道映射,下行物理信道一般处理流程,80,加扰,调制,层映射,预编码,RE映射,OFDM信号产生,3.3 TD-LTE下行物理信道和信号,3. 帧结构和物理信道映射,81,3.3 TD-
30、LTE下行物理信道和信号,3. 帧结构和物理信道映射,频域：对于不同的系统带宽，都占用中间的1.08MHz （72个子载波） 时域：每5ms 无线帧的subframe0的第二个slot的前4个OFDM符号上 周期：40ms。每10ms重复发送一次，终端可以通过4次中的任一次接收解调出BCH,物理广播信道PBCH（Physical Broadcast Channel）,82,常规CP,扩展CP,3.3 TD-LTE下行物理信道和信号,3. 帧结构和物理信道映射,83,MIB在PBCH上传输，包含了接入LTE系统所需要的最基本的信息： 系统带宽 （3bit） 系统帧号SFN（8bit） PHICH
31、配置 （3bit）,广播消息,3.3 TD-LTE下行物理信道和信号,3. 帧结构和物理信道映射,PCFICH用于指示在一个子帧中控制域所使用的OFDM个数CFI：2bit信息1/16编码，QPSK调制PCFICH映射到控制区域的第一个OFDM符号上的4个REG上第一个REG的位置取决于小区id4个REG之间相差1/4带宽,物理控制格式指示信道 （PCFICH，Physical Control Format Indication Channel）,84,3.3 TD-LTE下行物理信道和信号,3. 帧结构和物理信道映射,PHICH用于承载HARQ应答信息 (HI) 多个用户的PHICH叠加之后
32、可以映射到相同的RE集合上，形成一个PHICH group，同一组中的PHICH通过不同的正交序列来区分 对于常规CP配置，一个PHICH group包括8个PHICH；对于扩展CP配置，一个PHICH group包括4个PHICH 每个PHICH group占用3个REG，PHICH group的个数由系统带宽和用户数共同决定,物理HARQ指示信道（PHICH，Physical HARQ Indication Channel）,85,3.3 TD-LTE下行物理信道和信号,3. 帧结构和物理信道映射,86, 1 6 、 1 2 、1、2 ，取值在PBCH中指示； 0、1、2 ，取值与上下行配
33、置有关，具体如下表所示。,PHICH配置信息,PHICH group = group = N g /8 常规 2 N g /8 扩展,3.3 TD-LTE下行物理信道和信号,3. 帧结构和物理信道映射,PDCCH用于承载下行控制信息DCI（Downlink Control Information），包括上下行资源调度信息、功控信息、系统消息、寻呼、随机接入响应指示信息等 物理映射：多个用户的PDCCH进行复用和加扰等操作，映射到没有用于传输PCFICH和PHICH的REG上。逻辑映射 一个DCI对应一个用户，占用资源数与PDCCH格式有关占用资源越多，解调门限越低，覆盖范围越大，但总用户容量下
34、降,物理下行控制信道（PDCCH，Physical Downlink Control Channel）,87,3.3 TD-LTE下行物理信道和信号,3. 帧结构和物理信道映射,物理下行控制信道（PDCCH，Physical Downlink Control Channel）,88,3.3 TD-LTE下行物理信道和信号,3. 帧结构和物理信道映射,PDSCH用于承载用户数据信息以及小区公共控制信息 没有DRS时，使用以下参考信号 Port 组合0 0,1 0,1,2,3 发射DRS时，按照port 5 映射 双流波束赋形时，按照port 7，port 8映射,物理下行共享信道（PDSCH，P
35、hysical Downlink Share Channel）,89,3.3 TD-LTE下行物理信道和信号,3. 帧结构和物理信道映射,用于承载Multicast数据信息； 对于混合载波（PMCH+PDSCH）时，PMCH在MBSFN子帧传输； MBSFN子帧概念： 前1 or 2 符号可以用于unicast;其他符号用于Multicast业务,物理多播信道（PMCH，Physical Multicast Channel）,90,3.3 TD-LTE下行物理信道和信号,3. 帧结构和物理信道映射,TD-LTE下行信道映射,91,逻辑信道 BCCH PCCH CCCH DCCH DTCH MC
36、CH MTCH,传输信道 BCH PCH DL-SCH MCH,物理信道 PBCH PDSCH PCFICH PHICH PDCCH PMCH,3.3 TD-LTE下行物理信道和信号,3. 帧结构和物理信道映射,下行物理信号,主同步信号 辅同步信号,确定唯一的物理小区ID,小区专用参考信号 MBSFN参考信号 终端专用参考信号,下行信道质量测量 下行信道估计，用于UE端的相干检测和解调 小区搜索,同步信号,参考信号,92,3.3 TD-LTE下行物理信道和信号,3. 帧结构和物理信道映射,同步信号,93,FDD,TDD,3.3 TD-LTE下行物理信道和信号,3. 帧结构和物理信道映射,主同步
37、信号:共有3个PSS序列，每个对应一个小区ID： (2) 辅同步信号:共有168组SSS序列，与小区ID组序号 (1) 一一对应PSS和SSS占用中心频点附近的1.08MHz带宽，其中62个子载波传送 同步信号，两边各留5个子载波做保护带。,同步信号序列,94,小区ID的计算,3.3 TD-LTE下行物理信道和信号,3. 帧结构和物理信道映射,小区专用参考信号（Cell-specific Reference Signals）,单天线端口,l=0 l=6 l=0 l=6,2天线端口,l=0 l=6 l=0 l=6,l=0 l=6 l=0 l=6,4天线端口,l=0 l=6 l=0 l=6,l=0
38、 l=6 l=0 l=6,l=0 l=6 l=0 l=6,l=0 l=6 l=0 l=6,Resource element (k,l),Not uesd for transmission on this antena port,Reference symbols on this antena port,常规CP,95,用于解调port0-3上的数据，包括PBCH，PDCCH，PCFICH，PHICH和PDSCH。,3.3 TD-LTE下行物理信道和信号,3. 帧结构和物理信道映射,小区专用参考信号,单天线端口,2天线端口,4天线端口,l=0 l=5 l=0 l=5,l=0 l=5 l=0 l=
39、5,l=0 l=5 l=0 l=5,l=0 l=5 l=0 l=5,l=0 l=5 l=0 l=5,l=0 l=5 l=0 l=5,l=0 l=5 l=0 l=5,Resource element (k,l),Not uesd for transmission on this antena port,Reference symbols on this antena port,扩展CP,96,偶数时隙,奇数时隙,偶数时隙,奇数时隙,3.3 TD-LTE下行物理信道和信号,3. 帧结构和物理信道映射,扩展CP，15kHz,扩展CP，7.5kHz,MBSFN参考信号（MBSFN Reference
40、Signals）,97,仅在PMCH上传输，用于解调port4 上的数据，只支持扩展CP模式。,3.3 TD-LTE下行物理信道和信号,3. 帧结构和物理信道映射,常规CP，15kHz,扩展CP，7.5kHz,偶数时隙,偶数时隙,奇数时隙,奇数时隙,终端专用参考信号（Dedicated Reference Signals）,98,仅在波束赋形用户相关带宽内的PDSCH上传输，用于解调port5 上的数据。,3. 帧结构和物理信道映射,3.1 TD-LTE物理层概述,3.2 TD-LTE帧结构和物理资源,3.3 TD-LTE下行物理信道和信号,3.4 TD-LTE上行物理信道和信号,99,3.4
41、 TD-LTE上行物理信道和信号,3. 帧结构和物理信道映射,控制区域与数据区域进行频分。,上行子帧结构,100,3.4 TD-LTE上行物理信道和信号,3. 帧结构和物理信道映射,101,3.4 TD-LTE上行物理信道和信号,3. 帧结构和物理信道映射,用于承载上行业务数据； 上行资源只能选择连续的PRB，并且PRB个数满足2、3、5的倍数； 在RE映射时，PUSCH映射到子帧中的数据区域上；PUSCH的基带信号产生的流程：,上行物理共享信道（PUSCH，Physical Uplink Share CHannel）,102,3.4 TD-LTE上行物理信道和信号,3. 帧结构和物理信道映射
42、,上行物理控制信道（PUCCH，Physical Uplink Control CHannel）,用于承载上行控制信息，如CQI、ACK/NACK、SR等 PUCCH格式如下：,103,3.4 TD-LTE上行物理信道和信号,3. 帧结构和物理信道映射,PUCCH 映射示意图,104,3.4 TD-LTE上行物理信道和信号,3. 帧结构和物理信道映射,Preamble: CP + Sequence Preamble之后需要预留保护间隔（GT） Preamble使用Zadoff-Chu序列产生 ， 序列长度 Preamble format 03：839 Preamble format 4：139
43、,上行物理随机接入信道（PRACH，Physical Random Access CHannel）,时域结构,一个PRACH占用6个PRBPreamble信号采用的子载波间隔与上行其它SC-FDMA符号不同 Preamble format 03：1250Hz Preamble format 4: 7500Hz,频域结构,105,3.4 TD-LTE上行物理信道和信号,3. 帧结构和物理信道映射,根据时域结构、频域结构以及序列长度的不同，可以将Preamble分为如下五种格式:,Preamble格式4在帧结构2中的UpPTS域中传输。,PRACH格式,106,3.4 TD-LTE上行物理信道和信
44、号,3. 帧结构和物理信道映射,TD-LTE上行信道映射,107,3.4 TD-LTE上行物理信道和信号,3. 帧结构和物理信道映射,解调用参考信号（ DeModulation Reference Signal ） 探测用参考信号（ Sounding Reference Signal ）,上行信道估计，用于eNode B端的相干检测和解调 上行信道质量测量，并且利用上下行信道的对称性获得下行信道的质量信息,参考信号,TD-LTE上行物理信号,108,3.4 TD-LTE上行物理信道和信号,3. 帧结构和物理信道映射,109,一个时隙内不同PUCCH格式的DMRS占用SC-OFDM符号位置,PU
45、CCH解调用参考信号,DMRS在一个时隙内的资源映射与PUCCH格式有关，时隙之间采用跳频方式传输。,3.4 TD-LTE上行物理信道和信号,3. 帧结构和物理信道映射,PUCCH解调用参考信号 for 1、1a、1b,110,常规 CP,扩展 CP,3.4 TD-LTE上行物理信道和信号,3. 帧结构和物理信道映射,PUCCH解调用参考信号 for 2、2a、2b,111,常规 CP,扩展 CP,3.4 TD-LTE上行物理信道和信号,3. 帧结构和物理信道映射,常规CP,扩展CP,PUSCH解调用参考信号,112,3.4 TD-LTE上行物理信道和信号,3. 帧结构和物理信道映射,探测用参
46、考信号,113,UE除了在本UE的数据传输带宽范围内发送DMRS以外，还需要在更宽带宽内发送SRS，对信道进行探测。当SRS信号在常规上行子帧上传输时，占用最后一个SC-FDMA符号，频域宽度由高层配置；当SRS信号在UpPTS上传输时，占用任意一个或者两个SC-FDMA符号。,114,TD-LTE原理及关键技术,TD-LTE概述,TD-LTE核心技术,帧结构和物理信道映射,TD-LTE物理层过程,115,5. 后续演进,4 TD-LTE物理层过程,TD-LTE原理及关键技术,为什么要进行小区搜索,完成UE与基站之间的时间和频率的同步，并识别小区id；,完成小区初搜后，UE接收基站发出的系统信
47、息；,小区搜索是UE接入系统的第一步，关系到能否快速、准确的接入系统。,116,4 TD-LTE物理层过程,TD-LTE原理及关键技术,小区搜索过程,5ms 定时，获得,算出,读取MIB,读取SIB,主同步信号,辅同步信号,PBCH,PDSCH,其他系统信息,公共天线端口数目（盲检） SFN 下行系统带宽PHICH配置信息,117,4 TD-LTE物理层过程,TD-LTE原理及关键技术,为什么要进行随机接入过程,UE通过随机接入与基站进行信息交互，完成后续如呼叫，资源请求，数据传输等操作；,实现与系统的上行时间同步；,随机接入的性能直接影响到用户的体验，能够适应各种应用场景、快速接入、容纳更多
48、用户的方案。,118,4 TD-LTE物理层过程,TD-LTE原理及关键技术,随机接入前导(Preamble)的发送,随机接入响应,随机接入过程,Preamble,当UE收到eNB的广播信息需要接入时，从序列集中随机选择一个preamble序列发给eNB，然后根据不同的前导序列来区分不同的UE。,119,4 TD-LTE物理层过程,TD-LTE原理及关键技术,竞争的随机接入 一般用于初始接入。,步骤一：终端发送Msg1:随机接入Preamble。,步骤二：基站发送Msg2:随机接入响应RA Response。,步骤三：终端在UL-SCH上进行第一次被调度的传输,携带Msg3：RRC Connection Request。传输的信息根据发起随机接入的原因而不同。,
