TD-LTE基础知识-中兴

LOGOTD-LTE基础知识交流2013年4月目录LTE产生1LTE网络架构2TD-LTE协议原理3TD-LTE关键技术4目录LTE产生1LTE网络架构2TD-LTE协议原理3TD-LTE关键技术4通信的变革LTE产生的原动力应对来自WiMAX的市场压力确保3GPP在未来的持续竞争力为应对ITU的4G标准征集做准备移动宽带化GSMCDMAIS95主导组织：ITU3GPPWCDMATD-SCDMACDMA2000宽带无线化802.3LAN主导组织：IEEE802.11WLAN802.16WiMAXLTE产生的前奏通信的变革LTE：LongTermEvolution，长期演进LTE技术目标灵活带宽：支持1.4、3、5、10、15、20MHz带宽更高速率：理论峰值下行100Mbps，上行50Mbps更小时延：控制面小于100ms，用户面小于5ms支持高速：对350km/h的移动终端支持100kbps的业务接入简化结构：取消CS域，取消RNC节点目录LTE产生1LTE网络架构2TD-LTE协议栈3TD-LTE关键技术4LTE网络架构当―LTE‖与―SAE‖并列提及时，LTE通常指E-UTRAN的演进，而SAE（SystemArchitectureEvolution）指EPC的演进.LTE系统架构系统架构系统网元系统接口LTE网络架构LTE系统架构特点全IP化；网络结构扁平化；用户面和控制面分离。“胖”基站无CS域少一层多一口系统架构系统网元系统接口LTE网络架构LTE系统网元核心网EPC=MME+S-GW+P-GWEPC设备类别类比功能MME控制面设备公安部门控制面信令传输S-GW用户面设备快递公司LTE系统内分组数据路由和转发等P-GW用户面设备出入境口岸分组过滤，与LTE系统外的连接等接入网E-UTRAN=eNodeBeNodeB在原NodeB功能的基础上，增加了原RNC的无线接入控制、移动性管理、无线资源管理等功能。系统架构系统网元系统接口LTE网络架构LTE系统网元功能划分eNodeB与EPC之间的功能划分系统架构系统网元系统接口LTE网络架构LTE系统接口X2：•eNodeB-eNodeBS1：•eNodeB-EPC•分为以下两类：•S1-MME：–eNodeB-MME•S1-U：–eNodeB-S-GWUu（空口）：•UE-eNodeB系统架构系统网元系统接口LTE网络架构LTE系统接口X2（eNodeB-eNodeB）•为用户面提供业务数据的基于IP传输的不可靠连接•为控制面提供信令的基于IP传输的可靠连接（SCTP）系统架构系统网元系统接口X2X2接口用户面协议X2接口控制面协议LTE网络架构LTE系统接口S1（eNodeB-EPC）•为用户面提供业务数据的基于IP传输的不可靠连接•为控制面提供信令的基于IP传输的可靠连接（SCTP）系统架构系统网元系统接口S1-US-GWS1-MMES1接口用户面（S1-U）协议S1接口控制面（S1-MME）协议目录LTE产生1LTE网络架构2TD-LTE协议原理3TD-LTE关键技术4LTE协议原理通用的结构——三层两面三层：物理层（L1）、数据链路层（L2）、网络层（L3）两面：控制面、用户面物理层（PHY）应用协议信令承载数据承载控制面（管理线）用户面（业务线）L1：提供可靠的比特流传输L2：复用/解复用、数据封装、调度L3：路由、连接建立/控制、资源配置协议栈结构无线资源LTE信道物理层过程LTE协议原理LTE-Uu协议栈结构PHYNAS控制面用户面RRCPDCPRLCMACL2L1L3比特流传输压缩/解压缩；加密/解密分段/级联复用/解复用；调度广播、寻呼、链路管理、无线承载控制、移动性管理认证、鉴权、安全控制、空闲态移动性管理、寻呼发起协议栈结构无线资源LTE信道物理层过程层2包含3个子层：MAC、RLC、PDCPLTE协议原理空口协议栈相关名词释义：NAS：Non-AccessStratum，非接入层RRC：RadioResourceControl，无线资源控制PDCP：PacketDataConvergenceProtocol，分组数据汇聚协议RLC：RadioLinkControl，无线链路控制MAC：MediumAccessControl，媒体接入控制PHY：PhysicalLayer，物理层协议栈结构无线资源LTE信道物理层过程LTE协议原理LTE-Uu协议栈结构协议栈结构无线资源LTE信道物理层过程PDCPRLCMACRRCPHY层2包含如下子层：MAC，RLC和PDCPLayer2Layer3Layer1LTE协议原理LTE-Uu用户面协议栈结构无线资源LTE信道物理层过程LTE协议原理LTE-Uu控制面协议栈结构无线资源LTE信道物理层过程LTE协议原理接入层和非接入层协议栈结构无线资源LTE信道物理层过程LTE协议原理LTE/SAE的协议结构协议栈结构无线资源LTE信道物理层过程LTE协议原理LTE频段分配协议栈结构无线资源LTE信道物理层过程LTE协议原理LTE频段分配根据协议规定，LTE系统定义的工作频段有40个每个频段都有一个编号和一定的范围（部分频段之间会重叠）编号1~32为FDD频段，编号33~40为TDD频段协议栈结构无线资源LTE信道物理层过程频段频段编号频率范围（FLOW-FHIGH)NoffsNEARFCN范围D382570~2620MHz3775037750~38249F391880~1920MHz3825038250~38649E402300~2400MHz3865038650~39649频段频段编号频率范围中心频率FC对应频点号D382575~2595MHz2585MHz37900F391880~1900MHz1890MHz38350E402350~2370MHz2360MHz39250FC=FLOW+0.1*(NEARFCN-NOffs)For深圳移动LTE协议原理TD-LTE无线帧结构协议栈结构无线资源LTE信道物理层过程子帧#0子帧#1子帧#2子帧#3子帧#41个半帧（5ms）1个半帧（5ms）1个无线帧（10ms）子帧#5子帧#6子帧#7子帧#8子帧#9常规时隙（0.5ms）DwPTSUpPTSGP可能为特殊子帧或普通子帧特殊子帧：包括3个特殊时隙：DwPTS，GP和UpPTS，总长度1ms上下行转换点周期：支持5ms或10ms5ms周期情况下，子帧#6为特殊子帧10ms周期情况下，子帧#6为普通子帧（下行）LTE协议原理TD-LTE无线帧特殊时隙DwPTS（DownlinkPilotTimeSlot）•PSS•也可用于传输PCFICH、PDCCH、PHICH、PDSCH和P-SCH等UpPTS（UplinkPilotTimeSlot）•SSS•SRS•PRACHpreambleformat4GP（GuardPeriod）•上/下行保护•下行到上行转换时间（20us）–基站由发射到接收所需要的转换时间–终端由接收到发射所需要的转换时间协议栈结构无线资源LTE信道物理层过程LTE协议原理协议栈结构无线资源LTE信道物理层过程TD-LTE上下行配比方式D：Downlink，下行；U：Uplink，上行；S：Special，特殊子帧F频段：配比方式2D频段：配比方式1E频段：配比方式1For深圳移动LTE协议原理协议栈结构无线资源LTE信道物理层过程TD-LTE特殊子帧配比For深圳移动F频段D/E频段LTE协议原理LTE物理资源协议栈结构无线资源LTE信道物理层过程子载波宽度：15kHz每RB的占用带宽：180kHz时间/OFDM符号（序号l）频率/子载波（序号k）l=0k=01个子帧=1ms=14个OFDM符号（常规CP）1个时隙=0.5ms=7个OFDM符号（常规CP）RE(ResourceElement)最小的资源单位；时域上：1个OFDM符号；频域上：1个子载波；用(k,l)标记。RB(ResourceBlock)业务信道的资源单位；时域上：1个时隙；频域上：12个子载波。LTE协议原理协议栈结构无线资源LTE信道物理层过程LTE物理资源最小的资源单位，时域上为1个符号，频域上为1个子载波RE(ResourceElement)REG(ResourceElementGroup)RB(ResourceBlock)CCE(ChannelControlElement)RBG(ResourceBlockGroup)资源单位业务信道的资源单位，时域上为1个时隙，频域上为12个子载波为控制信道资源分配的资源单位，由4个RE组成为PDCCH资源分配的资源单位，由9个REG组成为业务信道资源分配的资源单位，由一组RB组成LTE协议原理LTE带宽占用分析实际占用带宽=子载波宽度(15kHz)x每RB的子载波数目(12)xRB数目=180kHzxRB数目协议栈结构无线资源LTE信道物理层过程名义带宽(MHz)1.435101520实际占用带宽(MHz)1.082.74.5913.518每RB带宽180kHzRB数目615255075100每RB含12个子载波子载波数目721803006009001200LTE协议原理不同层次的信道协议栈结构无线资源LTE信道物理层过程货物流通渠道LTE协议原理不同层次的信道协议栈结构无线资源LTE信道物理层过程无线信道结构LTE协议原理LTE逻辑信道MAC层向RLC层以逻辑信道的形式提供服务。根据传送消息的类型不同，逻辑信道分为两类：协议栈结构无线资源LTE信道物理层过程逻辑信道类型逻辑信道名称上行？下行？控制信道BCCH广播控制信道YPCCH寻呼控制信道YCCCH公共控制信道YYDCCH专用控制信道YYMCCH多播控制信道Y业务信道DTCH专用业务信道YYMTCH多播业务信道YLTE协议原理LTE逻辑信道BCCH：广播控制信道•用于传输从网络到小区中所有移动终端的系统控制信息。PCCH：寻呼控制信道•用于传输寻呼信息和系统信息改变通知消息。当网络侧没有终端所在小区信息时，使用该信道寻呼终端。CCCH：公共控制信道•用于在终端和网络间没有RRC连接时，传输终端级别控制信息。DCCH：专用控制信道•用于在终端侧和网络侧存在RRC连接时传输专用控制信息（双向点到点）。MCCH：多播控制信道•用于UE接收MBMS业务时传输控制信息。DTCH：专用业务信道•用于传输所有上行用户数据和非MBMS下行用户数据。MTCH：多播业务信道•用于发送下行的MBMS业务。协议栈结构无线资源LTE信道物理层过程LTE协议原理LTE传输信道MAC层以传输信道的形式使用物理层提供的服务。协议栈结构无线资源LTE信道物理层过程信息方向传输信道名称用途下行BCH广播信道传输BCCH逻辑信道上的信息PCH寻呼信道传输在PCCH逻辑信道上的寻呼信息DL-SCH下行共享信道传输下行数据，支持HARQ传输MCH多播信道用于支持MBMS上行RACH随机接入信道承载随机接入信息UL-SCH上行共享信道和DL-SCH对应的上行信道LTE协议原理LTE物理信道/物理信号物理信道：•一系列资源单元（RE）的集合•主要用于承载源于高层的信息•直接承载物理层本身产生的信令的物理信道：–下行：PDCCH、PCFICH、PHICH–上行：PUCCH物理信号：•一系列资源单元（RE）的集合•不承载任何源于高层的信息协议栈结构无线资源LTE信道物理层过程LTE协议原理LTE物理信道协议栈结构无线资源LTE信道物理层过程信息方向物理信道名称备注下行PBCH物理广播信道承载广播消息中的MIB及SIB1PDSCH物理下行共享信道承载除SIB1外的其他SIB消息PDCCH物理下行控制信道无须传输信道的映射而直接承载物理层本身的信令PCFI