LTE知识点整理.docx
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LTE知识点整理
1、LTE:
LongTermEvolution长期演进
2、演进过程
3.国际电信联盟定义的4G标准:
IMT-Advanced
4、LTE的特性:
(1)、降低时延
扁平、全IP网络架构减少系统时延
●CP:
驻留—激活小于100ms,休眠—激活小于50ms
●UP:
最小可达到5ms
⏹控制面处理能力:
单小区5M带宽内不少于200用户
(2)增强小区覆盖灵活地支持各种覆盖场景:
覆盖半径最大可达100km。
(3)峰值数据速率DL100Mbps,UL50Mbps
(4)灵活支持不同带宽频谱灵活性:
1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15MHz、20MHz
(5)增强频谱效率频谱利用率相对于3G提高2-3倍
(6)更低的OPEX运营成本和CAPEX
5、LTE关键技术演进
6、LTE网络结构
特点:
网络结构扁平化;E-UTRAN只有一种节点网元—E-NodeB;全IP;
媒体面控制面分离;与传统网络互通;RNC+NodeB=eNodeB
7、网元功能:
E-NodeB(数据):
具有现3GPPNodeB全部和RNC大部分功能,包括:
1、物理层功能2、MAC、RLC、PDCP功能3、RRC功能
4、资源调度和无线资源管理5、无线接入控制6、移动性管理
MME(控制面):
NAS信令以及安全性功能
1、3GPP接入网络移动性导致的CN节点间信令2、空闲模式下UE跟踪和可达性3、漫游4、鉴权5、承载管理功能(包括专用承载的建立)
ServingGW(用户面):
1、支持UE的移动性切换用户面数据的功能2、E-UTRAN空闲模式下行分组数据缓存和寻呼支持3、数据包路由和转发4、上下行传输层数据包标记
PDNGW(外部网络接口)1、基于用户的包过滤2、合法监听3、IP地址分配4、上下行传输层数据包标记5、DHCPv4和DHCPv6(client、relay、server)
8、网络结构优点:
⏹网络扁平化使得系统延时减少,从而改善用户体验,可开展更多业务
⏹网元数目减少,使得网络部署更为简单,网络的维护更加容易
⏹取消了RNC的集中控制,避免单点故障,有利于提高网络稳定性
9、链路自适应
两种方法实现:
功率控制和速率控制。
速率编码思想:
LTE中即为自适应编码调制技术(AdaptiveModulationandCoding),应用AMC技术可以使得eNodeB能够根据UE反馈的信道状况及时地调整不同的调制方式(QPSK、16QAM、64QAM)和编码速率。
从而使得数据传输能及时地跟上信道的变化状况。
当信道条件较差时选择较小的调制方式与编码速率,当信道条件较好时选择较大的调制方式,从而最大化了传输速率
10、功率控制思想:
1、通过动态调整发射功率,维持接收端一定的信噪比,从而保证链路的传输质量
2、当信道条件较差时,需要增加发射功率,当信道条件较好时,需要降低发射功率,从而保证了恒定的传输速率
11、信道调度思想:
对于某一块资源,选择信道传输条件最好的用户进行调度,从而最大化系统吞吐量
11、调度原则:
⏹公平调度算法RoundRobin(RR)
⏹最大C/I调度算法(MaxC/I)
⏹部分公平调度算法(PF)
12、小区间干扰消除技术方法
1、加扰2、跳频传输3、发射端波束赋形4、小区间干扰协调
5、功率控制
13、无线信道传播特性:
(1)、路径损耗(大尺度衰落):
电波在自由空间内的传播损耗
(2)、阴影衰落(中等尺度衰落):
由于传播环境的地形起伏、建筑物和其他障碍物对地波的阻碍或遮蔽而引起的衰落
(3)、多径衰落(小尺度衰落)无线电波在空间传播存在反射、绕射、衍射等,因此造成信号会经过多条路径到达接收端,而每个信号分量的时延、衰落和相位不同,在接收端对多个信号分量叠加时,造成同相增加,异相减小
14、频率选择性衰落原因:
多径效应
最大时延扩展的倒数来定义相干带宽,不超过就不会产生选择性衰落
15、时间选择性衰落原因:
移动台的运动;具体表现就是多普勒频移
相干时间用最大多普勒频移的倒数来表示
16、OFDM本质:
正交频分复用OFDM,
主要思想:
带宽利用率高:
OFDM将频域划分为多个子信道,各相邻子信道相互重叠,但不同子信道相互正交。
将高速的串行数据流分解成若干并行的子数据流同时传输。
频率选择性衰落小:
OFDM子载波的带宽<信道“相干带宽”时,可以认为该信道是“非频率选择性信道”,所经历的衰落是“平坦衰落”。
原理图:
时隙结构:
时域:
对应OFDM符号(常规7个)
频域:
对应OFDM子载波(12个)
12*15Khz=180KHZ
1、RB由RE构成,频域上包含12个子载波、
时域上包含7个OFDM符号
(扩展CP情况下为6个)
2、每个无线帧长度为10ms,
包含10个子帧,每个子帧有两个时隙
每个子载波宽度为15kHz
RB频域宽度为180kHz
OFDM的优势:
1、抗多径衰落,
2、
(1)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,调制到每个子信道上传输,可以减少子信道的干扰。
(2)每个子信道上的信号带宽小于信道的相干带宽,因此每个子信道上的信号可以看成平坦性衰落,从而可以消除符号间干扰
3、频谱利用率高,
由于子载波之间正交,允许子载波之间具有1/2的重迭,具有很高的频谱利用率
4、计算简单
5、选用基于IFFT/FFT的OFDM实现方法,计算方法简单高效
6、频谱资源灵活分配
通过选择子信道数目的不同,实现上下行不同的传输速率要求;通过动态分配充分利用信噪比高的子信道,提高系统吞吐量
不足:
1、易受频率偏差的影响,
•由于OFDM子信道的频谱相互重叠,因此对正交性要求严格。
然而由于无线信道存在时变性,在传输过程中会出现无线信号的频率偏移,会导致OFDM系统子载波之间的正交性被破坏,引起子信道间的信号干扰
2.存在较高的峰均比
因为OFDM信号是多个小信号的总和,这些小信号的相位可能同相,在幅度上叠加在一起会产生很大的瞬时峰值幅度。
而峰均比(PAPR)过大,将会增加A/D和D/A的复杂性,降低射频功率放大器的效率。
由于OFDM系统峰均比大,对非线性放大更为敏感,故OFDM调制系统比单载波系统对放大器的线性范围要求更高
多径效应将引起符号间干扰
加入保护间隔避免符号间干扰
当保护间隔的长度超过信道最大延迟,一个符号的多径分量不会干扰下一个符号
17、循环前缀方法:
是此符号后一段样点值的重复,
加入循环前缀的目的:
1、是不破坏子载波间的正交性;2、保护间隔
18、同步要求:
a)载波同步:
实现接收信号的相干解调;
b)样值同步:
使接收端的取样时刻与发送端完全一致;
c)符号同步:
区分每个OFDM符号块的边界,因为每个OFDM符号块包含N个样值。
载波同步分为两个过程:
d)跟踪模式:
只需要处理很小的载波抖动;
e)捕获模式:
频偏较大,可能是载波间隔的若干倍
19、信道估计方法有基于导频信道和基于导频符号(参考信号)两种
20、降峰均比技术:
信号预畸变技术降峰均比;限幅;压缩扩张
限幅作用:
信号经过非线性部件之前进行限幅,可以使得峰值信号低于所期望的最大电平值。
限幅导致的问题:
会对系统造成自身干扰;会导致带外辐射功率值的增加。
解决方法:
利用其他非矩形窗函数对OFDM符号进行时域加窗。
21、多址技术方案:
下行OFDMA;下行SC-FDMA
OFDM:
a)信号功率峰均比较高→功放效率较低→电池效率较低→不适合终端UE
SC-FDMA(SingleCarrierFDMA:
单载波FDMA):
b)信号峰均比较低→功放效率较高→电池寿命较长→适合终端UE
22、为什么选择MIMO技术?
(1)、MIMO为无线资源增加了空间维的自由度。
(2)、MIMO通过空时处理技术,充分利用空间资源,在无需增加频谱资源和发射功率的情况下,成倍地提升通信系统的容量与可靠性,提高频谱利用率
(3)、MIMO能够获得比单入单出(SISO),单入多出(SIMO)和多入单出(MISO)更高的信道容量。
空间复用和空间分集技术能够提高速率。
MIMO关键技术:
空间复用,空间分集,波束成形,层映射和预编码
23、发射分集:
空时发射分集STTD
循环延迟分集CDD
空频发射分集SFTD
空时发射分集:
通过对不同的天线发射的信号进行空时编码达到时间和空间分集的目的
空频发射分集:
将同一组数据承载在不同的子载波上面获得频率分集增益
24、层映射:
空间复用下的映射可有1:
1,1:
2,2:
2,2:
3,2:
4
发射分集下的映射可有1:
2和1:
4
25、MIMO模式总结
传输方案
移动性
在小区中的位置
发射分集(SFBC)
高/中速移动
小区边缘
开环空间复用
高/中速移动
小区中心/边缘
双流预编码
低速移动
小区中心
多用户MIMO
低速移动
小区中心
码本波束成形
低速移动
小区边缘
非码本波束成形
低速移动
小区边缘
26、LTE物理信道
⏹LTE下行物理信道
●广播信道:
PBCH
●控制信道:
PCFICH,PHICH,PDCCH
●业务信道:
PDSCH
●多播信道:
PMCH
⏹LTE上行物理信道
●控制信道:
PUCCH
●业务信道:
PUSCH
●随机接入信道:
PRACH
27、广播信息分为MIB和SIB两部分,MIB信息承载在PBCH信道上。
SIB信息在PDSCH信道上承载
28、LTE同步信号:
PSS(PrimarySynchronizationsignal)
●SSS(SecondarySynchronizationsignal)
⏹同步信号的作用
●小区ID(共504个),由组ID和组内ID组成,分成168组,每组3个
●获得小区ID:
通过检测PSS和SSS来获得小区ID
⏹SSS:
与小区ID组一一对应,范围0-167
⏹PSS:
与组内ID号,范围0-2
⏹小区ID:
●定时同步:
在检测PSS和SSS的过程中获得5ms定时和10ms定时
⏹PSS:
5ms定时同步
⏹SSS:
10ms定时同步
●FDD/TDD系统识别,常规CP/扩展CP识别
29、小区搜索过程
30、开机处理流程
1、PLMN选择和小区选择
2、PBCH广播消息读取
MIB(MasterInformationBlock),在PBCH中承载
⏹PBCH每10ms无线帧出现一次,位于Slot#1前4个OFDM符号中央6个RB
⏹UE首先需要读取PBCH来获取接收其它系统消息的必要信息(SFN、下行系统带宽、PHICH配置)
3、接收PCFICH
●该信道的时频资源可以根据物理小区ID推算出来
●通过接收解码得到PDCCH的symbol数目
4、接收PDCCH
●查找发送到SI-RNTI(无线网络标识符)的候选PDCCH,如果找到一个并通过了相关的CRC校验,那就意味着可以接收PDSCH;
5、接收PDSCH
SIB(SystemInformationBlock)
⏹包含SIB1~SIB11,均映射到PDSCHSIB1,重复周期是80ms(位于SFNmod8=0边界),每重复周期内传输4次(位于SFNmod2=0无线帧)
⏹SIB1携带了其它SIB的调度信息(SI序号、窗长、周期),基于这些调度信息来读取其它SIB
⏹每个SI包含一个或多个SIB,并可在SI窗内重复发送
⏹UE通过HARQ重传合并(不带ACK/NACK反馈)提高系统消息接收性能
6、发送PRACH消息
●UE在PRACH信道上发送preamblesequence到ENB
●物理非同步随机接入过程
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