LTE笔记
LTE学习笔记解析
杨全力
目录
• L1 物理层
– MIMO – 物理信道 – 物理过程
• L2 MAC/RLC/PDCP层 • L3 RRC 层 • 网规网优 • SON
MIMO模式
• 典型配置：
– eNB:2T2R，支持4T，R10 支持8T – UE: 1T1R, 1T2R ，协议要求支持2T, LTE 终端目前都是1T2R，数据卡有支持2T
– 这个速率匹配和码速没关系，在MAC调度时，考虑Tbsize 和分配的RB数据，是不会超过0.93的，但是经过FEC编 码后将增加一定的冗余比特，数据比特增加冗余比特后比特速率有可能大于或者还是小于物料信道能够承载的 速率，这时就需要打孔或者重复
– turbo码本身编码输出的比特数是确定的，如果输入是N，那么输出就是3N+12,不同Rate是靠速率匹配实现的。具 体来说速率匹配就是从3n+12,个比特中按照一定的规则取出E=（3n+12）*rate个比特。LTE协议中说的是从k0开 始取，顺序取出E个非NULL的比特，从而达到变化速率的效果
– 包含3个比特流 的交织 • 码块级联
– 不同的码字区分不同的码流，其目的是通过MIMO发送多路数据，实现空间复用，协议规定 最大2码字
• 加扰
– 上行加扰的目的是干扰随机化，避免连续连0和连1的出现，因为在OFDM系统中需要进行IFFT，如果存在连0或连1，IFFT后
的数据会在某个频率上能量超高，造成严重的PAPR问题，加扰后0和1基本相等
– 开环/闭环，开环MIMO不需要UE反馈预编码矩阵索引PMI（Pre-coding Matrix Indicator），而闭环MIMO需要UE反馈PMI。我司开闭 环自适应效果不好，推荐固定TM
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基础知识：下行信道：上行信道：RB由12个子载波（每个15kHz）组成，也由一个时隙组成。
一个SB由两个RB组成。
RB=12*7=84RE，SB=2*RB=168RE。
（normal cp）频点编号EARFCN中心频率=（EARFCN-EARFCN0）*0.1+起始频率1个无线帧有10个子帧组成，每个子帧时长为1ms（=1个TTI），编号0-9。
FDD中每个子帧由2个时隙组成。
LTE规范中设计的基站最大覆盖范围为100km。
S是特殊子帧，由DwPTS（Downlink Pilot Time Slot,下行导频时隙）、GP（Guard Period，保护间隔）和UpPTS（上行导频时隙）组成。
一般情况下一个特殊子帧可以容纳14个OFDM符号（一个帧大小，如果采用external CP的话是12个），前面若干个Dw，最后1-2个用于Up，中间的用于GP。
增大Gp可以增加小区的覆盖半径。
PLMN（Public Lands Mobile Network, 移动通信网络），标识氛围MCC（国家代码）和MNC（移动网络代码）。
中国国家标识460，移动00、02、07；联通01、06；电信03、05。
R8小区选择用S算法。
R9小区选择也用S算法，补充增加S qual=Q qualmeas-(Q qualmin+Q qualnoffset)>=0(RSRP+RSRQ一起判断)小区重选过程中过滤采用S准则，排序采用R准则。
启动同频测量条件S服务小区<=S intrasearch启动异频测量条件S服务小区<= S nonintrasearchR准则（可以避免乒乓重选）：针对服务小区R s=Q meas,s+Q Hyst针对邻区R n=Qmeans,s-Q offset候选邻区的信号在T reselectionEUTRA时间内持续成为，终端才能重选到候选邻区。
LTE为主同步信号定义了25、29、34三种ZC序列。
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TDD双工模式比FDD的优点：（1）频谱配置灵活，利用率高。
（2）灵活的上下行资源配置，更有效地支持非对称IP分组业务。
（3）利用信道的对称性，提升系统性能。
（4）TDD双工方式在一些先进技术的应用方面也有着天然的优势。
TDD双工模式比FDD的缺点：（1）系统内干扰更为复杂。
（2）TDD双工系统对系统同步要求更为严格。
（3）由于上下行传输通过时分方式传输，相对与FDD的传输模式，存在着一定的传输时延。
下行物理信道的一些专业关键词：（1）PBCH（物理广播信道）：用于承载重要的系统信息，例如系统下行带宽，系统帧号。
（2）PDSCH（物理下行共享信道）：可以简单理解为用于承载数据的信道，此数据包括业务数据，也包含高层信令等信息。
（3）PMCH（物理多播信道）：用于承载多播业务信息。
（4）PDCCH（物理下行控制信道）：用于承载下行控制信息，例如调度信令。
（5）PCFICH（物理控制格式指示信道）：用于指示每个子帧控制区域占用的符号数。
（6）PHICH（物理HARQ指示信道）：用于承载针对上行业务是否正确接收的ACK/NACK 反馈信息。
上行物理信道（1）PRACH（物理随机接入信道）：用于UE上行接入同步或上行数据到达时的资源请求。
（2）PUSCH（物理上行共享信道）：用于承载上行数据，包括业务数据和高层信令等。
（3）PUCCH（物理上行控制信道）：用于承载上行控制信息，主要包括CQI和ACK等。
LTE关键技术（1）采用OFDM技术OFDM （Orthogonal Frequency Division Multiplexing）属于调制复用技术，它把系统带宽分成多个的相互正交的子载波，在多个子载波上并行数据传输；各个子载波的正交性是由基带IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)实现的。
由于子载波带宽较小（15kHz），多径时延将导致符号间干扰ISI，破坏子载波之间的正交性。
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1、RRC连接建立的原因（EstablishmentCause）：在LTE中，3GPP 36.331中规定了RRC建立的原因，截止到R10版本：emergency---拨打紧急号码HighPriorityAccess---高优先级接入mt-access--被叫接入mo-Signalling--发送信令时mo-Data---发送数据时DelayTolerantAccess-v1020---R10中新增原因，延迟容忍接入在3GPP 36.331中，并没有什么时候用什么原因进行具体介绍，因为RRC建立原因原因与上层业务有关系，相关介绍在3GPP 24.301 NAS层的协议中。
2、RRC重配置的触发原因：发起对SRB和DRB的管理、低层参数配置、切换执行和测量控制时。
RRC重配有5项内容：RRC连接重配置的目的是修改RRC连接，例如建立、修改或释放RB，执行切换，建立、修改或释放测量。
UE接收到网络端发送的RRCConnnection Reconfiguration消息后，根据RRC 连接重配置消息中的配置项，顺序执行过程如下：1）如果RRC连接重配置消息中包含measConfig，则执行测量配置部分修改；2）如果RRC连接重配置消息中包含Mobility ControlInfo，则执行切换；3）如果RRC连接重配置消息中包含dedicated InfoNASList，则把此字段部分传递给上层；4）如果RRC连接重配置消息中包含radioResource ConfigDedicated，则根据消息内容重配置无线承载、数据无线承载、传输信道以及物理信道；5）如果RRC连接重配置消息中包含securityConfigHO,则执行切换[3][4]。
如果上述五项配置项都能成功执行，则UE会发送RRCConnectionComplete消息给E-UTRAN，以完成RRC连接重配置3、RRC重建立的五个原因：1）检测到无线链路失败；2）切换失败；（UE在E-UTRAN内切换失败）3）E-UTRA侧移动性失败；（UE从E-UTRAN向其他RAT切换失败）4）底层制式完整性校验失败；（UE收到下层的完整性检测失败指示）5）RRC连接重配失败。
LTE 笔记
LTE支持的切换事件有A类和B类两种，其中A类事件被用作系统内的测量，B类事件被用作系统间的测量;
A事件和B事件一般是基于覆盖的测量控制和判决事件，
A1测量停止事件，A2测量启动事件，A3同频测量控制/判决事件，A4异频测量判决事件，
B1/B2异系统启动和判决事件。
这个是指测量事件，详细可参考3GPP 36.331，当网络信号强度满足一定条件时，终端上报相关的事件报告给网络
同系统测量事件：
A1事件：表示服务小区信号质量高于一定门限；用于关闭正在进行的频间测量和去激活Gap。
A2事件：表示服务小区信号质量低于一定门限；用于打开频间测量和激活Gap。
A3事件：表示邻区质量高于服务小区质量，且大于偏置值，用于同频、异频的基于覆盖的切换；
A4事件：表示邻区质量高于一定门限，用于基于负荷的切换，可用于负载均衡；
A5事件：表示邻区质量高于一定门限并且服务小区质量低于一定门限，可用于负载均衡;
异系统测量事件：
B1事件：邻小区质量高于一定门限，用于测量高优先
级的异系统小区；
B2事件：邻小区质量高于一定门限并且服务小区质量低于一定门限，用于相同或较低优先级的异系统小区的测量。
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1背景与概述1.1 LTE需求与技术特点LTE系统的需求：1)系统容量需求.系统容量需求包括对更高传输峰值速率和更低传输时延的需求。
当终端采用2天线接收，在20M的载波带宽情况下，瞬时峰值速率应满足100Mbps。
当终端采用1天线发送时，瞬时峰值速率应满足50Mbps。
下行平均用户吞吐率是R6 HSDPA的3-4倍，边缘用户是2-3倍；上行平均用户吞吐率是R6 HSDPA的2-3倍。
控制面时延低于100ms；用户面时延低于10ms。
驻留态与激活态的转换时延小于100ms；激活态与睡眠态的转换时延小于50ms。
对于5MHz带宽的小区，能够支持200个同时处于激活态的用户；对于更大带宽的小区，能够支持至少400个同时处于激活态的用户。
能为速度>350km/h的用户提供100kbps的接入服务。
2)系统性能需求3)系统部署相关需求频谱灵活应用，支持包括1.4MHz，3MHz，5MHz，10MHz，15MHz，20MHz 支持两种广播传输模式：Downlink-Only和Downlink and Uplink4)网络架构及迁移需求5)无线资源管理需求6)复杂性需求7)成本相关需求8)业务相关需求自组织网络（SON），自规划（Self-Planning）、自配置（Self-Configuration）、自优化（Self-Optimization）、自维护（Self-Maintenance）LTE系统的技术特点1)接入网架构方面：采用扁平网络架构，简化网络接口，优化网元间功能划分。
2)空口高层协议栈方面：通过简化信道映射方式和RRC协议状态，优化RRC的信令流程，降低了控制平面和用户平面的时延。
3)空口物理层方面：支持可变传输带宽，实现各种场景下对带宽的灵活配置；应用基于OFDM的多址接入技术及其传输方式；引入先进的多天线技术提升系统容量；优化和提升基于分组域数据调度传输特点的物理过程。
1.2 LTE标准化历程2004年年底提出概念，2008年12月发布的LTE R8系列规范，是第一个LTE 可商用的版本。
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8. Transmission Mode：（传输模式） 一共有8种，TM1表示单天线传送数据，TM2表示传输分集（2个天线传送相同的数据，在无线环境差（RSRP和SINR差），情况下，适合在边缘地带），TM3表示开环空间复用（2个天线传送不同的数据，速率可以提升1倍），TM4表示闭环空间复用（），TM5表示多用户mimo，TM6表示rank=1的闭环预编码，TM7表示单流BF，TM8表示：双流BF
一。
1. PCI:小区站点,PCI就是物理小区ID,从物理层来看，PCI（physical-layer Cell identity）是由主同步信号（PSS）与辅同步信号（SSS）组成，可以通过简单运算获得。公式如下：PCI=PSS+3*SSS，其中PSS取值为0...2（实为3种不同PSS序列），SSS取值为0...167（实为168种不同SSS序列)，利用上述公式可得PCI的范围是从0...503,因此在物理层存在504个PCI。
导频污染
覆盖优化目标的制定，就是结合实际网络建设，最大限度的解决上述问题，主要手段如下所示：
调整天线下倾角
调整天线方位角
调整RS的功率
升高或降低天线挂高
站点搬迁
新增站点或RRU
TD-LTE 覆盖优化原则：
原则1：先优化RSRP，后优化SINR；
原则2：覆盖优化的两大关键任务：消除弱覆盖（保证RSRP覆盖）；净化切换带、消除交叉覆盖(保证SINR，切换带要尽量清楚，尽量使两个相邻小区间只发生一次切换) ；
中点： RSRP=-95～-105dBm； SINR在5~13dB之间
差点： RSRP=-105～-115dBm。 SINR<5dB
TD-LTE 覆盖优化内容及手段
LTE知识点笔记总结(xx年6月)
LTE知识点笔记总结(xx年6月)知识串烧1第一章基础理论1 LTE网元及接口网元及接口图1-2 CSFB网络架构 SRVCC网络架构 eSRVCC相比于SRVCC网络架构优化对比 ENodeB：1、无线资源管理功能：包括无线承载控制，无线接入控制，连接移动性控制，UE上的上下行资源调度头压缩与用户数据流加密附着时MME选择4、路用户平面至MME5、寻呼消息的组织和发送6、广播消息的组织和发送7、以移动性或调度为目的的测量及测量报告配置 MME(移动性管理实体)1、非接入层信令的处理2、分发寻呼消息至ENodeB3、接入层安全性控制4、移动性管理及涉及核心网节点之间的信令控制5、空闲状态移动性控制承载控制信令的加密及完整性保护8、跟踪区列表管理与SGW选择10、向2G/3G切换时SGSN选择11、鉴权漫游 SGW：1、分组路和转发和非3GPP网络间的Anchor功能[HA功能] IP地址分配，接入外部PDN的网关功能4、计费和QoS策略执行功能5、基于业务的计费功能 PCRF：在非漫游场景时，在HPLMN中只有一个PCRF跟UE的IP-CAN 会话相关。
PCRF终结Rx接口和Gx接口。
在漫游场景时，并且业务流是local breakout时，有两个PCRF跟一个UE的IP-CAN会话相关 HSS: HSS是归属用户服务器，存储了LTE/SAE网络中用户所有与业务相关的数据。
功能划分接口及功能 S1功能：UE context管理功能2、建立释放 SAE bearer context, security context, UE S1 signalling connection ID(s)等承载管理隧道管理信令链路管理6、不同LTE之间的切换 RAT切换8、寻呼功能9、网络共享功能节点选择功能11、安全功能 X2接口：1、支持UE在LTE_ACTIVE状态下的Intra LTE-Access-System 移动性2、从源eNB到目标eNB的context传送3、源eNB和目标eNB之间的用户面隧道控制4、切换取消5、负载管理6、小区间干扰协调7、上行链路干扰负载管理接口协议接口：5MS转换周期下，Uppts和子帧2和7为上行。
LTE学习笔记
第一章：帧结构，为了简单化，这里只介绍FDD也就是帧结构一；第二章：物理信道，包含PCFICH，PHICH，PDCCH，PDSCH 以及PBCH的调制编码、层映射以及资源映射；第三章：物理层过程，发送接收过程以及功率控制等；第四章：MAC层，讲述MAC的功能与过程；第五章：RLC层，主要介绍RLC的三个功能实体，TM、UM以及AM；第六章：PDCP层，主要介绍加密，完整性保护的过程，以及在小区切换时如何做到无缝以及不丢包切换；第七章：RRC层，主要还是过程；第一章帧格式1.1 下行帧格式LTE中的下行帧结构如下图1.1所示：图1.1下行帧格式1个无线帧包含10个子帧、20个时隙，每个下行时隙又分为若干个OFDM符号，根据CP的长度不同，包含的OFDM符号的数量也不同。
当使用常规CP时，一个下行时隙包含7个OFDM符号；当使用扩展CP时，一个下行时隙包含6个OFDM符号。
（本系列只涉及常规CP 以及帧格式1的情况，其它模式类似，在后面的描述里面将不再提及。
）1.2 多天线资源栅格由于LTE引入了多天线技术，每根天线上传输的资源栅格具有一定相似性，但是由于它们对应的天线端口往往是不一样的，因此它们的资源栅格也会不一样，这主要表现在不同的参考信号的分布上，下图为多天线端口情况下的资源栅格示意图1.2：图1.2两个空间层资源栅格上图红色方块为参考信号所处位置，而灰色的方块为空信号。
参考信号是为了让用户对信号质量进行测量以及信道估计所用，因此对于多天线端口的情况，在某一天线端口上存在参考信号的话，那么对应的另外的天线端口相应的位置就不能够传任何信号，以避免对参考信号造成干扰。
以上的帧格式对于所有的带宽情况都是一样的，他们不同的地方就是资源块数不一样，下表1.1列出了不同带宽下的资源块数：表1.1不同带宽下的资源块数带宽[MHz] 1.4 3 5 10 15 20 资源块数 6 15 25 50 75 1001.3 上行帧格式FDD LTE的上行帧结构在时隙以上层面完全和下行相同，而在时隙内结构也基本和下行相同，区别在于一个时隙包含7个DFT-S-OFDM 块，而非OFDM符号，这是因为上行采用的是SC-FDMA技术造成，为什么这里说是DFT-S-OFDM块呢？因为上行在做资源映射之前，做了一次DFT，相当于把时域的信号先扩展到所分配的频域资源上，再做IFFT，从而变换到时域（要深刻了解这个过程还是需要另外看点OFDMA，DFT-SFDM的知识），经过这两个过程后，实际上开始的一个时域上的符号，已经映射到所分配的所有频域资源上了，而在时域上被压缩了，这看起来就像一个单载波的信号，所以不再是单纯的一个符号了，它包含了多个符号的信息。
lte个人学习笔记整理
TD-LTE学习笔记LTE接入网络组成：主要由E-UTRAN基站（eNode B）和接入网关(AGW)组成eNode B在Node B原有功能基础上，增加了RNC的物理层、MAC层、RRC、调度、接入控制、承载控制、移动性管理和相邻小区无线资源管理等功能，提供相当于原来的RLC/MAC/PHY以及RRC层的功能。
MME：移动性管理实体（Mobility Management Entity，MME）物理层技术传输技术：LTE物理层采用带有循环前缀（Cyclic Prefix，CP）的正交频分多址技术（OFDMA）作为下行多址方式，上行采用基于正交频分复用（OFDMA）传输技术的单载波频分多址（Single Carrier FDMA，SC-FDMA）峰均比低，子载波间隔为15kHz。
OFDM技术将少数宽带信道分成多数相互正交的窄带信道传输数据，子载波之间可以相互重叠。
这种技术不仅可以提高频谱利用率，还可以将宽带的频率选择性信道转化为多个并行的平坦衰落性窄带信道，从而达到抗多径干扰的目的LTE的核心网EPC(Evolved Packet Core)由MME，S-GW和P-GW组成无线接口协议栈根据用途分为用户平面协议栈和控制平面协议栈控制平面协议栈主要包括非接入层（Non‐Access Stratum，NAS）、无线资源控制子层（Radio Resource Control，RRC）、分组数据汇聚子层（Packet Date Convergence Protocol，PDCP）、无线链路控制子层（Radio Link Control，RLC）及媒体接入控制子层（Media Access Control，MAC）。
控制平面的主要功能由上层的RRC层和非接入子层（NAS）实现NAS控制协议实体位于终端UE和移动管理实体MME内，主要负责非接入层的管理和控制。
实现的功能包括：EPC承载管理，鉴权，产生LTE‐IDLE 状态下的寻呼消息，移动性管理，安全控制等。
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16. 能量和功率控制............................................................................................................ 56 17. 下行传输模式................................................................................................................ 56 18. 测量报告 A1-A5 B1 B2 .................................................................................................. 58
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3.2 MIMO 技术
3.3 多天线技术：传输分级、空间复用、波束赋形 a) 传输分级:（spatial diversity）:利用发射或接收端的多根天线所提
供的多重传输途径发送相同的资料，以增强资料的传输品质。
b) 空间复用: （spatial multiplexing）工作在 MIMO 天线配置下，能够
下行调制多址 OFDMA
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上行调制多址 SC_FDMA
上下行接口技术
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4. 帧结构与物理信道
上图为 FDD-LTE 与 TDD-LTE 帧结构
时域的基本单位：Ts=1/(15000*2048)S=32.55us 频域的基本单位：Fs=1/Ts=30.72MHz
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目录
概述： ................................................................................................................................... 2 1. LTE 频段........................................................................................................................... 2 2. LTE 架构........................................................................................................................... 5 3. 关键技术：...................................................................................................................... 6 3.1 OFDMA 技术——正交频分复用技术 ........................................................................ 6 3.2 MIMO 技术 .................................................................................................................. 8 3.3 多天线技术：传输分级、空间复用、波束赋形 .................................................... 8 3.4 SC-FDMA ..................................................................................................................... 9 4. 帧结构与物理信道........................................................................................................ 12 5. PSS 与 SSS ...................................................................................................................... 15 6. RSRP 表示信号强度 ...................................................................................................... 17 7. 物理层过程：................................................................................................................ 18 8. TDD-LTE 与 EPC 组成及功能： ..................................................................................... 20 9. LTE 系统架构 ................................................................................................................. 25 10. 11. 12. 13. 14. 15. 资源块 ...................................................................................................................... 26 无线结构&信道配置 ................................................................................................ 32 控制对象与系统消息广播 ...................................................................................... 47 随机接入与准入控制 .............................................................................................. 49 LTE 移动性管理 ...................................................................................................... 53 上下行调度 .............................................................................................................. 55
TDD 帧结解析
FDD 帧结构类型Ⅰ
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TDD 帧结构类型Ⅱ TD-LTE 帧结构特点： • 无论是正常子帧还是特殊子帧，长度均为 1ms。FDD 子帧长度也是 1ms。 • 一个无线帧分为两个 5ms 半帧，帧长 10ms。和 FDD LTE 的帧长一样。 • 特殊子帧 DwPTS +GP+ UpPTS = 1ms • TDD 的调度周期为 1ms 而 TDS 的调度周期为 5ms；
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概述：
终端需要搜索到服务自己的网络， 然后接入网络， 这就是小区搜索过程和随机接入过程； 在交互过程中，终端和网络都需将功率调节到合适的大小，以增强覆盖或抑制干扰，这就是 功率控制过程；网络想找到某一个终端，以期待与其建立业务连接，这就是寻呼过程；网络 的自适应能力依赖于对无线环境的精确感知， 测量过程为网络的自适应提供依据； 终端和网 络有信息的交互，依赖于共享信道的物理层过程。
MIMO 技术
3.4 SC-FDMA
(Single-carrier Frequency-Division Multiple Access，单载波频分多址) 与 OFDMA 相比具有更低的 PAPR(低 1-3 个 dB 左右)， 更低的 PAPR 可以是移动端在放射功率、 9 / 84
方面得到更大的好处，并进而延长电池的使用时间。
TDD 系统与 FDD 系统工作频段
4 / 84Байду номын сангаас
2. LTE 架构
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3. 关键技术：
3.1 OFDMA 技术——正交频分复用技术
OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 正交频分复用技术， OFDM 是一种 MCM(Multi-Carrier Modulation)多载波调制技术。 其核心是将信道分成若干个正交子信道， 在每个子信道上进行窄带调制和传输， 这样减少了子信道之间的相互干扰。 每个子信道上的 信号带宽小于信道的相关带宽， 因此每个子信道上的频率选择性衰落是平坦的， 大大消除了 符号间干扰。另外，由于在 OFDM 系统中各个子信道的载波相互正交，于是它们的频谱是相 互重叠的，这样不但减小了子载波间的相互干扰，同时又提高了频谱利用率。在各个子信道 中的这种正交调制和解调可以采用 IFFT 和 FFT 方法来实现。
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c) 波束赋形: （beamforming）：借由多根天线产生一个具有指向性的波
束，将能量集中在欲传输的方向，增加信号品质，并减少与其他用户间 的干扰。目前只支持单流的波束赋形，即不支持空间复用的波束赋形。MIMO 双流的空分复用