学习札记LTE

A频段：2010MHZ~2025MHZ，共计15MHZ，供TD-SCDMA使用。F频段：1880MHZ~1920MHZ，共计40MHZ，1880MHZ~1900MHZ供TD-LTE室外使用；E频段：2320~2370的50MHZ，供TD-LTE室分使用。D频段：2570~2620MHZ，共计50MHZ,供TD-LTE室外使用。SFBC空频块码SpaceFrequencyBlockCode（SFBC）TDDLTE系统中的一种抗干扰技术。其基本原理与Wimax中基于Alamuti编码的STBC类似。LTE标准中采用SFBC作为两天线端口的发射分集方案，基本思想是：待发送的信息比特经过星座映射之后以两个符号为单位进入空频编码器。例如，对于两发射天线的SFBC系统，假设输入SFBC编码器的符号流为C1，C2，…,则天线1和天线2的第1个子载波上分别传输C1和C2，而天线1和天线2的第2个子载波上分别传输-C2*和-C1*。其中（）*表示复数的共轭。在无线移动通信系统中，分集技术通常用于对抗衰落、提高链路可靠性。分集的基本思想是，如果能够传输多个独立衰落的信号，从统计意义来说，合成的信号衰落比每一路信号衰落要降低很多，这是因为在独立衰落的假设下，当一些信号发生深衰落时，可能另一些信号的衰落较轻，各路信号同时发生深衰落的概率是很低的，从而合成信号发生深衰落的概率也被大大降低STBC空时分组编码就是在空间域和时间域两维方向上对信号进行编码。当天线的数目一定时，空时格码(STTC)的译码复杂度与天线的个数和数据速率成指数增长。为了解决译码复杂度的问题，Cadence公司的Alamouti首先提出了一种使用两个发送天线的传输方法，采用两个发送天线和一个接收天线，这种算法的性能与采用最大比合并算法(一个发送天线，两个接收天线)的性能是相同的。具体算法介绍如下。x及其共轭的线性组合。一个编码码字共有P个时刻，并按行由N副天线同时发送，即在第一个时刻发送第一行，第二个时刻发送第二行，依此类推。在第t个时刻发送第t行，总共需P个时刻才可完成一个编码码字的发送。因此，矩阵的每一列符号实际是由同一副发送天线在不同时刻发送的。考虑到编码矩阵G列之间的相互正交性，在同一副天线上发送出去的星座点符号与另外任意天线上发送出去的符号是正交的，故这类码称为正交空时分组码。2类型编辑空时编码大致上有三种方式：空时网格码（STTC）空时块编码（STBC）空时分层码（LSTC）（1）空时网格码（STTC）：空时网格码最早是由V.Tarokh等人提出的，该空时编码系统中，在接收端解码采用维特比译码算法。空时网格码设计的码子在不损失带宽效率的前提下，可提供最大的编码增益和分集增益。最大分集增益等于发射天线数。（2）空时分组码（STBC）：空时网格码虽然能获得很大的编码增益和分集增益，但是由于在接收端采用维特比译码，其译码复杂度随着天线数和网格码状态数的增加成指数增加，因此在实际中应用有些困难。这就有了空时分组编码的出现。空时分组码则是根据码子的正交设计原理来构造空时码子，空时分组码最早由Alamouti提出的。其设计原则就是要求设计出来的码子各行各列之间满足正交性。接收时采用最大似然检测算法进行解码，由于码子之间的正交性，在接收端只需做简单的线性处理即可。（3）分层空时码（LSTC）：分层空时码最早是由贝尔实验室提出的一种MIMO系统的空时编码技术，即BLAST系统。分层空时码有两种形式，对角分层空时码D-BLAST和垂直分层空时码V-BLAST。V-BLAST系统处理起来较D-BLAST系统要简单。LTE的核心网LTE的核心网EPC由MME，S-GW和P-GW组成。LTE的接入网E-UTRAN由e-NodeB组成，提供用户面和控制面。S-GW的主要功能包括：分组数据路由及转发；移动性及切换支持；合法监听；计费。P-GW的主要功能包括：分组数据过滤；UE的IP地址分配；上下行计费及限速。下行/上行逻辑信道、传输信道与物理信道的映射关系如下图所示：Fig1.SummaryofDownlinkphysicalchannelsandmappingtohigherlayersPCFICH——PhysicalControlFormatIndicatorCHannel物理控制格式指示信道PDCCH——PhysicalDownlinkControlCHannel物理下行控制信道PHICH——PhysicalHARQIndicatorCHannel物理HARQ指示信道PBCH——PhysicalBroadcastCHannel物理广播信道PDSCH——PhysicalDownlinkSharedCHannel物理下行共享信道PMCH——PhysicalMulticastCHannel物理多播信道PCH——PagingCHannel寻呼信道BCH——BroadcastCHannel广播信道DL-SCH——DownlinkSharedCHannel下行共享信道MCH——MulticastCHannel多播信道PCCH——PagingControlCHannel寻呼控制信道BCCH——BroadcastControlCHannel广播控制信道CCCH——CommonControlCHannel公共控制信道DCCH——DedicatedControlCHannel专用控制信道DTCH——DedicatedTrafficCHannel专用业务信道MCCH——MulticastControlCHannel多播控制信道MTCH——MulticastTrafficCHannel多播业务信道Fig2.SummaryofUplinkphysicalchannelsandmappingtohigherlayersPUCCH——PhysicalUplinkControlCHannel物理上行控制信道PRACH——PhysicalRandomAccessCHannel物理随机接入信道PUSCH——PhysicalUplinkSharedCHannel物理上行共享信道RACH——RandomAccessCHannel随机接入信道UL-SCH——UplinkSharedCHannel上行共享信道CCCH——CommonControlCHannel公共控制信道DCCH——DedicatedControlCHannel专用控制信道DTCH——DedicatedTrafficCHannel专用业务信道下行物理信道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,16QAM,64QAMPHICH：物理HARQ指示信道调制方式：BPSKPDCCH：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：QPSK下行物理信道作用业务信道PDSCH：承载数据信息，MAC层的DL-SCH传输信道映射到PDSCH信道上；PMCH：承载多播信息，MAC层的MCH传输信道映射到PMCH信道上；控制信道PBCH：承载广播信息，MAC层的BCH传输信道映射到PBCH信道上；PCFICH：PCFICH包括2bit信息，指示控制域符号数为1，2，3或4。PHICH：传输PUSCH信道的ACK/NACK信息。PDCCH：主要承载共享信道调度信息、PUCCH/PUSCH功控命令信息的传输。上行物理信道PUSCH：物理控制格式指示信道调制方式：QPSK,16QAM,64QAMPUCCH：物理上行控制信道调制方式：QPSKPRACH:物理随机接入信道调制方式：QPSK业务信道PUSCH:承载承载数据信息，MAC层的UL-SCH传输信道；以及承载非周期反馈ACK/CQI/PMI/RI信息控制信道PUCCH:承载下行DL-SCH的ACK/NACK信息，及下行信道的CQI/PMI/RI信息。PRACH:主要用于preamble序号的承载，不承载高层信息。下行信道：PhysicalBroadcastChannel(PBCH)：物理广播信道，承载小区ID等系统信息，用于小区搜索过程。PhysicalDownlinkControlChannel(PDCCH)：物理下行控制信道，承载寻呼和用户数据的资源分配信息，以及与用户数据相关的HARQ信息。PhysicalDownlinkSharedChannel(PDSCH)：物理下行共享信道，承载下行用户数据。PhysicalControlFormatIndicatorChannel(PCFICH)：物理控制格式指示信道，承载控制信道所在OFDM符号的位置信息。PhysicalHybridARQIndicatorChannel(PHICH)：物理HARQ指示信道，承载HARQ的ACK/NACK信息。PhysicalMulticastChannel(PMCH)：物理多播信道，承载多播信息。上行信道：PhysicalRandomAccessChannel(PRACH)：物理随机接入信道，承载随机接入前导。PhysicalUplinkSharedChannel(PUSCH)：物理上行共享信道，承载上行用户数据。PhysicalUplinkControlChannel(PUCCH)：物理上行控制信道，承载HARQ的ACK/NACK，调度请求(SchedulingRequest)，信道质量指示(ChannelQualityIndicator)等信息LTE中RB、RE、CP、REG、CCE、子载波等是什么概念载波：LTE采用的是OFDM技术，不同于WCDMA采用的扩频技术，每个symbol占用的带宽都是3.84M，通过扩频增益来对抗干扰。OFDM则是每个Symbol都对应一个正交的子载波，通过载波间的正交性来对抗干扰。协议规定，通常情况下子载波间隔15khz，NormalCP(CyclicPrefix)情况下，每个子载波一个slot有7个symbol；ExtendCP情况下，每个子载波一个slot有6个symbol。下图给出的是常规CP情况下的时频结构，从竖的的来看，每一个方格对应就是频率上一个子载波。RB(ResourceBlock)：频率上连续12个子载波，时域上一个slot(时隙)，称为1个RB。如下图左侧橙色框内就是一个RB。根据一个子载波带宽是15k可以得出1个RB的带宽为180kHz。RE(ResourceElement)：频率上一个子载波及时域上一个symbol（字符），称为一个RE，如下图右下角橙色小方框所示。LTE中REG和CCE概念REG是ResourceElementGroup的缩写，一个REG包括4个连续未被占用的RE。REG主要针对PCFICH和PHICH速率很小的控制信道资源分配，提高资源的利用效率和分配灵活性。如下图左边两列所示，除了RS信号外，不同颜色表示的就是REG。CCE是ControlChannelElement的缩写，每个CCE由9个REG组成，之所以定义相对于REG较大的CCE，是为了用于数据量相对较大的PDCCH的资源分配。每个用户的PDCCH只能占用1，2，4，8个CCE，称为聚合级别。如下图所示：RB(ResourceBlock)：频率上连续12个子载波，时域上一个slot，称为1个RB。如下图左侧橙色框内就是一个RB。根据一个子载波带宽是15k可以得出1个RB的带宽为180kHz。RE(ResourceElement)：频率上一个子载波及时域上一个symbol，称为一个RE，如下图右下角橙色小方框所示。子载波：LTE采用的是OFDM技术，不同于WCDMA采用的扩频技术，每个symbol占用的带宽都是3.84M，通过扩频增益来对抗干扰。OFDM则是每个Symbol都对应一个正交的子载波，通过载波间的正交性来对抗干扰。协议规定，通常情况下子载波间隔15khz，NormalCP(CyclicPre