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TD-LTELTE物理层协议与技术1西安汇龙网络科技有限公司TD-LTE目录LTE物理层概述概述信道带宽双工方式与帧结构物理资源概念LTE物理层信道与信号LTE物理层过程2TD-LTE物理层概述LTE物理层的多址方案：下行采用OFDM,上行采用SC-FDMA支持频分双工（FDD）和时分双主要特征工（TDD）两种模式基于分组交换思想，使用共享信道支持多输入多输出（MIMO）传输3TD-LTE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层主要功能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）4TD-LTE目录LTE物理层概述概述信道带宽双工方式与帧结构物理资源概念LTE物理层信道与信号LTE物理层过程5ChanneledgeChanneledgeResourceblockTD-LTE信道带宽支持的信道带宽（ChannelBandwidth）1.4MHz，3.0MHz，5MHz，10MHz，15MHz以及20MHzLTE系统上下行的信道带宽可以不同下行信道带宽大小通过主广播信息（MIB）进行广播上行信道带宽大小通过系统信息（SIB）进行广播ChannelBandwidth[MHz]信道带宽与传输带宽配置有如下对应关系：TransmissionBandwidthConfiguration[RB]Transmission信道带宽1.435101520Bandwidth[RB]传输带宽配置（RB数目）615255075100ActiveResourceBlocksDCcarrier(downlinkonly)6TD-LTE目录LTE物理层概述概述信道带宽双工方式与帧结构物理资源概念LTE物理层信道与信号LTE物理层过程7TD-LTE双工方式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。FDDhalf-duplexFDDTDDfDLfDLfDL/ULfULfUL8TD-LTE帧结构（1）FDD帧结构---帧结构类型1，适用于FDD与HDFDD一个长度为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；9TD-LTE帧结构（2）TDD帧结构---帧结构类型2，适用于TDD一个长度为10ms的无线帧由2个长度为5ms的半帧构成每个半帧由5个长度为1ms的子帧构成常规子帧：由两个长度为0.5ms的时隙构成特殊子帧：由DwPTS、GP以及UpPTS构成支持5ms和10msDLUL切换点周期10TD-LTE帧结构（2）10ms转换点周期11TD-LTE帧结构（3）TDD帧结构－上下行配置12TD-LTE帧结构（4）TDD帧结构－特殊子帧配置13TD-LTE多址技术►下行多址技术的选择OFDMvs.CDMA技术的优势：频谱效率高；带宽扩展性强；抗多径衰落；实现MIMO技术较简单；频域调度灵活；►上行多址技术的选择SC-FDMAvs.OFDM优势：终端能力有限，发射功率受限；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；自适应强，可以灵活选择调制编码方式，更好的适应信道的频率选择性；结论：下行采用OFDM，上行采用SC-FDMA14TD-LTE目录LTE物理层概述概述信道带宽双工方式与帧结构物理资源概念LTE物理层信道与信号LTE物理层过程15s)TD-LTE物理资源概念（1）时隙-slot子帧物理资源无线帧OFDM符号基本时间单位T=1(15000×2048秒天线端口接收机用来区分资源在空间上的差别，包括三类天线端口：•CRS：天线端口0~3•MBSFN：天线端口4•DRS：天线端口516TD-LTE物理资源概念（2）资源单元(RE)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；资源块(RB)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；17TD-LTE物理资源概念（3）资源单元组(REG)控制区域中RE集合，用于映射下行控制信道每个REG中包含4个数据RE控制信道单元（CCE）36RE，9REG组成18TD-LTE目录LTE物理层概述LTE物理层信道与信号下行物理信道下行物理信号上行物理信道上行物理信号LTE物理层过程19TD-LTE下行物理信道PDSCH：物理下行共享信道调制方式：QPSK,16QAM,64QAMPBCH：物理广播信道调制方式：QPSKPMCH：物理多播信道调制方式：QPSK,下行物理信道PHICH：物理HARQ指示信道调制方式：BPSK16QAM,64QAMPDCCH：物理下行控制信道调制方式：QPSKPCFICH：物理控制格式指示信道调制方式：QPSK20TD-LTE下行物理信道处理流程下行物理信道一般处理流程加扰调制层映射预编码RE映射OFDM信号产生21Ncsubcarriers72subcarriersTD-LTEPBCH介绍PBCH传送的系统广播信息包括下行系统带宽（4bit）、SFN子帧号（8bit）、PHICH（3bit）指示信息等PBCH的RE映射Slot0Slot1PBCH常规CP扩展CP22TD-LTEPCFICH介绍PCFICH用于指示在一个子帧中传输PDCCH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23TD-LTEPHICH介绍PHICH用于承载HARQ应答信息多个PHICH叠加之后可以映射到同一个PHICHgroup，一个PHICHgroup对应12个REPHICHgroup的物理资源映射PHICH长度分为两个等级，其所占用的OFDM符号个数如下表所示一个PHICHgroup由3部分组成，分别映射到一个REG上非MBSFN子帧MBSFN子帧PHICH长度常规扩展TDD中子帧1和子帧612所有其他情况13混合载波承载MBSFN12具体频域位置取决于-小区id-PHICHgroup序号--所在OFDM符号中的REG数目-以及PHICH扩展长度的大小24PHICH扩展长度为2的子帧PHICH扩展长度为3的子帧TD-LTEPDCCH介绍PDCCH用于承载资源分配信息，包括功率控制信息等逻辑映射一个PDCCH是一个或者几个连续CCE的集合根据PDCCH中包含CCE的个数，可以将PDCCH分为四种格式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PDCCH格式0123CCE个数1248REG个数9183672PDCCH比特数目7214428857625TD-LTEPDSCH/PMCH介绍PDSCH用于承载Unicast数据信息没有专用导频时，按照PBCH同样的端口映射Port组合{0}{0,1}{0,1,2,3}发射专用导频时，按照port5映射PDSCH资源分配优先级最低，只能占用其他信道/信号不用的RBPMCH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1or2符号可以用于unicast;其他符号用于Multicast业务26TD-LTE目录LTE物理层概述LTE物理层信道与信号下行物理信道下行物理信号上行物理信道上行物理信号LTE物理层过程27TD-LTE下行物理信号（1）同步信号•主同步信号•辅同步信号确定唯一的物理小区id•小区专用参考信号下行信道质量测量参考信号•MBSFN参考信号•终端专用的参考信号下行信道估计，用于UE端的相干检测和解调小区搜索28Ncsubcarriers72subcarriers29TD-LTE下行物理信号（2）同步信号FS1，常规CPFS2，常规CP62子载波72子载波ScramblingN(2)Zbling-ChuuenceseqdofTD-LTE下行物理信号（3）同步信号序列主同步信号使用Zadoff-Chu序列；•共有3个PSS序列，每个对应一个小区ID：ID辅同步信号使用的序列由两个长度为31的二进制序列通过交织级联产生，并且使用由主同步信号序列决定的加扰序列进行加扰，长度为31的二进制序列以及加扰序列都由m序列产生；•共有168组SSS序列，与小区ID组序号一一对应主同步序列(1)NID5ms两个半帧不同辅同步序列mseqScramadoffcemuenZahuf-CNcellID=3N(1)ID+N(2)ID两个半帧相同30OneantennaportTwoantennaportsFourantennaportsTD-LTE下行物理信号（4）小区专用参考信号R0R0l=0R0R0R0R0l=6l=0R0R0l=6Resourceelement(k,l)常规CPR0R0R1R1R0R0R0R0R0R0R1R1R1R1R1R1NotusedfortransmissiononthisantennaportReferencesymbolsonthisantennaportl=0l=6l=0l=6l=0l=6l=0l=6R0R0R0R0R0R0R1R1R1R1R1R1R2R2R2R3R3R3R0l=0R0l=6l=0l=6l=0R1l=6l=0R1l=6l=0R2l=6l=0l=6l=0R3l=6l=0l=631even-numberedslotsodd-numberedslotseven-numberedslotsodd-numberedslotseven-numberedslotsodd-numberedslotseven-numberedslotsodd-numberedslotsOneantennaportTwoantennaportsFourantennaports32TD-LTE下行物理信号（5）小区专用参考信号R0R0l=0R0R0R0R0l=5l=0R0R0l=5Resourceelement(k,l)扩展CPR0R0R1R1R0R0R0R0R0R0R1R1R1R1R1R1NotusedfortransmissiononthisantenanportReferencesymbolsonthisantennaportl=0l=5l=0l=5l=0l=5l=0l=5R0R0R0R0R0R0R0R0R1R1R1R1R1R1R1R1R2R2R2R2R3R3R3R3l=0l=5l=0l=5l=0l=5l=0l=5l=0l=5l=0l=5l=0l=5l=0l=5even-numberedslotsodd-numberedslotsAntennaport0even-numberedslotsodd-numberedslotsAntennaport1even-numberedslotsodd-numberedslotsAntennaport2even-numberedslotsodd-numberedslotsAntennaport3R433TD-LTE下行物理信号（6）MBSFN参考信号R4R4R4R4R4R4R4R4R4R4R4R4R4R4R4R4R4R4R4R4R4R4R4R4R4R4R4l=0R4R4l=5l=0R4l=5R4R4R4R4R4l=0l=2l=0l=2扩展CP，15kHz扩展CP，7.5kHzTD-LTE下行物理信号（7）终端专用参考信号R5R5R5R5R5R5R5R5R