LTE物理层过程
lte物理层处理流程
lte物理层处理流程LTE（Long Term Evolution）是一种无线通信技术，它的物理层处理流程是实现无线信号的传输和接收。
本文将从物理层处理流程的角度，详细介绍LTE系统是如何处理数据的。
LTE物理层处理流程主要包括信道编码、调制和解调、信道复用和解复用、多天线技术以及功率控制等环节。
LTE系统对要传输的数据进行信道编码。
信道编码的目的是为了提高信道的可靠性和传输效率。
在信道编码过程中，数据被划分为一定的块，并添加纠错码，以便在传输过程中能够纠正误码。
纠错码的添加可以提高传输的可靠性，保证数据的完整性。
接下来，经过信道编码的数据被调制。
调制的目的是将数字信号转换为模拟信号，以便在无线信道中传输。
LTE系统采用的调制方式是正交频分复用（OFDM），它将数据分成多个子载波进行传输，提高了信道的利用率和抗干扰能力。
在调制完成后，LTE系统对信号进行解调。
解调的过程是调制的逆过程，将接收到的模拟信号转换为数字信号。
解调后的信号被送入解码器进行纠错，以还原原始数据。
解调和解码的过程是为了消除传输过程中的干扰和误差，确保数据的可靠性。
LTE系统还需要进行信道复用和解复用的操作。
信道复用是指将多个用户的数据进行合理分配，使它们能够在同一时隙中传输。
信道解复用则是将接收到的多路信号进行分离，恢复出原始的用户数据。
信道复用和解复用的过程是为了提高系统的容量和效率，使多个用户能够同时进行通信。
LTE系统还采用了多天线技术，包括发射端的空间多址技术和接收端的空间分集技术。
发射端的空间多址技术利用多个天线同时发送信号，提高了信号的传输速率和可靠性。
接收端的空间分集技术则利用多个天线接收信号，通过对多个接收信号进行合理的处理，提高了信号的抗干扰能力和覆盖范围。
LTE系统还需要进行功率控制，即根据信道的质量和用户的需求，调整发射功率，以达到最佳的传输效果。
功率控制的目的是提高系统的能效，减少干扰和功耗。
LTE物理层处理流程主要包括信道编码、调制和解调、信道复用和解复用、多天线技术以及功率控制等环节。
LTE学习笔记：物理层过程 二
转LTE学习笔记：物理层过程二2019年06月05日10:37:14 Zimri阅读数476.测量过程物理层的测量过程一般是由高层配置和控制的，物理层只是提供测量的能力而已。
根据测量性质的不同，测量可分为同频测量、异频测量、异系统测量；根据测量的物理量不同，可分为电平大小测量、信道质量测量、负荷大小测量等。
根据测量报告的汇报方式，可分为周期性测量、事件测量等。
协议中一般根据测量的位置不同，将测量分为UE侧的测量、eUTRAN侧的测量。
6.1 手机侧测量UE侧的测量有连接状态的测量和空闲状态的测量。
手机处于连接状态的时候，eUTRAN给UE发送RRC连接重配置消息，这个消息相当于eUTRAN对UE进行测量控制命令。
这个命令包括：要求UE进行的测量类型及ID，建立、修改、还是释放一个测量的命令，测量对象、测量数量、测量报告的数量和触发报告的方式（周期性报告、事件性汇报）等。
手机处于空闲状态的时候，eUTRAN的测量控制命令是用系统消息（System Information）广播给UE的。
UE侧测量的参考位置是在UE的天线连接口处。
UE可以测量的物理量包括：RSRP（Reference Signal Received Power，参考信号接收电平）：一定频带内，特定小区参考信号RS的多个RE的有用信号的平均接收功率（同一个RB内的RE平均功率）。
RSSI（Received Signal Strength Indicator，接收信号强度指示）：系统在一定频带内，数个RB内的OFDM符号的总接收功率的平均值，包含有用信号、循环前缀干扰、噪声在内的所有功率。
eUTRAN内的RSSI主要用于干扰测量。
RSRQ（Reference Signal Received Quality，参考信号接收质量）：是一种信噪比，即RSRP 和RSSI的比值RSRP一般是单个RB的功率，RSSI可能是N个RB的功率，所以RSRQ=（N*RSRP）/RSSI。
LTE帧结构及物理层-讲解课件
TD-S类 似信道
PCCPCH
HS-SCCH
ADPCH N/A PRACH HS-SICH
PDSCH PUSCH
功能简介
MIB
•传输上下行数据调度信令 •上行功控命令 •寻呼消息调度授权信令 •RACH响应调度授权信令 传输控制信息HI（ACK/NACK)
指示PDCCH长度的信息 用户接入请求信息
传输上行用户的控制信息，包括 CQI, ACK/NAK反馈，调度请求等。
TD-SCDMA
特殊时隙
TD-LTE 子帧= 1ms = 30720Ts 10:2:2 = 21952Ts : 4384Ts : 4384Ts 3:9:2 = 6592Ts : 19744Ts : 4384Ts
1ms
TD-LTE
共存要求：上下行没有交叠（图中Tb > Ta）。则 TD-LTE的DwPTS必须小于0.85ms（26112Ts)。 可以采用10:2:2的配置
PRACH
PUSCH
Uplink Physical channels
• 逻辑信道定义传送信息的类型, 这些数据流是包括所有用户的数据。 • 传输信道是在对逻辑信道信息进行特定处理后再加上传输格式等指示信息后的数据流。 • 物理信道是将属于不同用户、不同功用的传输信道数据流分别按照相应的规则确定其 载频、 • 扰码、扩频码、开始结束时间等进行相关的操作, 并在最终调制为模拟射频信号发射出去； • 不同物理信道上的数据流分别属于不同的用户或者是不同的功用。
下行用户数据、RRC信令、SIB、 寻呼消息
上行用户数据、用户控制信息反 馈，包括CQI,PMI,RI
物理信道配置
关键技术 帧结构 物理信道 物理层过程
SCH配置
LTE物理层是如何工作的(必读)
LTE工作过程一、LTE开机及工作过程如下图所示：二、小区搜索及同步过程整个小区搜索及同步过程的示意图及流程图如下：1)UE开机，在可能存在LTE小区的几个中心频点上接收信号（PSS），以接收信号强度来判断这个频点周围是否可能存在小区，如果UE保存了上次关机时的频点和运营商信息，则开机后会先在上次驻留的小区上尝试；如果没有，就要在划分给LTE系统的频带范围内做全频段扫描，发现信号较强的频点去尝试；2)然后在这个中心频点周围收PSS（主同步信号），它占用了中心频带的6RB，因此可以兼容所有的系统带宽，信号以5ms为周期重复，在子帧#0发送，并且是ZC序列，具有很强的相关性，因此可以直接检测并接收到，据此可以得到小区组里小区ID，同时确定5ms的时隙边界，同时通过检查这个信号就可以知道循环前缀的长度以及采用的是FDD还是TDD（因为TDD的PSS是放在特殊子帧里面，位置有所不同，基于此来做判断）由于它是5ms 重复，因为在这一步它还无法获得帧同步；3)5ms时隙同步后，在PSS基础上向前搜索SSS，SSS由两个端随机序列组成，前后半帧的映射正好相反，因此只要接收到两个SSS就可以确定10ms的边界，达到了帧同步的目的。
由于SSS信号携带了小区组ID，跟PSS结合就可以获得物理层ID（CELL ID），这样就可以进一步得到下行参考信号的结构信息。
4)在获得帧同步以后就可以读取PBCH了，通过上面两步获得了下行参考信号结构，通过解调参考信号可以进一步的精确时隙与频率同步，同时可以为解调PBCH做信道估计了。
PBCH在子帧#0的slot #1上发送，就是紧靠PSS，通过解调PBCH，可以得到系统帧号和带宽信息，以及PHICH的配置以及天线配置。
系统帧号以及天线数设计相对比较巧妙: SFN（系统帧数）位长为10bit，也就是取值从0-1023循环。
在PBCH的MIB（master information block）广播中只广播前8位，剩下的两位根据该帧在PBCH 40ms周期窗口的位置确定，第一个10ms帧为00，第二帧为01，第三帧为10，第四帧为11。
part1 - LTE物理层过程详解[发布]
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参考规范：TS 36.304
Ò PLMN选择过程中物理层执行的任务
É PLMN选择是在协议栈执行的流程，物理层一 般并不能直接看到协议栈发起该过程
Ð PLMN选择只会在IDLE态下发起 Ð 对物理层而言，进行PLMN选择包含了三个动作
× 先进行扫频，上报一批备选频点 × 在协议栈指定的频点上，进行小区搜索（最强小区搜索模式） × 最后读取所找到小区的SIB1上报，由协议栈提取PLMN标识
É PHY启动扫频软/硬件相关处理 É 扫频完成后，PHY向上层反馈消息LTE_P_FREQ_SCAN_CNF_Ev，上报
扫频结果
Ð PHY上报候选频点列表（内含最多32个频点），功率由强到弱次序排列
É 根据扫频结果，由上层进行频率选择，并启动逐频点的小区搜索
É 当上层发消息LTE_P_ABORT_CELL_SEARCH_REQ_Ev时（例如：上层小区扫频 定时器超时），PHY终止当前正在进行扫频过程
Ð LTE频段可能与其它2G/3G系统频段相邻 Ð EARFCN（E-UTRAN绝对无线频率信道号）定义
× 以 N分D下 别L为行 为下为 频行例段E（下AR上边F行沿CN类频、似率F）和DL：对为F应实D的L际=偏频F移D点L号_（low单+位0是.1M* H(NzD）L 、– NFODfLfs__loDwL和)，N其O中ffs_DL × FDL_low和NOffs_DL根据不同LTE FDD/TDD频段分别定义
É 当上层发消息LTE_P_ABORT_CELL_SEARCH_REQ_Ev时（例如：上层小 区搜索定时器超时），PHY终止当前正在进行小区搜索过程
Xuyuanxing 精心准备， 仅供学习交流
PÒLM什N么选是择PL和MCNS选G列择?表选择
第七课：LTE物理层信道概述与过程
第七课：LTE物理层信道概述与过程双工方式是传输的一种方式，相对而言有单工方式，半双工，全双工。
数据可以同时在两个方向上进行传输。
根据载体的不同又分为FF和TDD，我们一起来看看定义。
讲到这里给大家讲讲4G的发展史，在3G里面我们有三大标准，TD-SCDMA以TDD为主，W以FDD为主，LTE的发展目标就是两网融合，并且转向全IP,实现网络的平滑升级。
就针对这两种方式设计出两套针结构方案。
LTE使用天线端口来区分空间上的资源。
天线端口是从接收机的角度来定义的，即如果接收机需要区分资源在空间上的差别，就需要定义多个天线端口。
天线端口与实际的物理天线端口没有一一对应的关系。
由于目前LTE上行仅支持单射频链路的传输，不需要区分空间上的资源，所以上行还没有引入天线端口的概念。
目前LTE下行定义了三类天线端口，分别对应于天线端口序号0~5。
lRB为transportblock，一个RB包含12个子载波，20M带宽为100个RB，1200个子载波。
最小值是6个RB，最大值是110个RB，但是去掉保护频带，实际可用的应该是100RB。
100个RB既要给业务也要给控制,还要给RS。
LTE中RB为承载业务信息的最小的资源调度单位。
RB对是两个RB，时域占用一个子帧。
一个子帧里两个时隙的频域占用可以不一样。
REG的定义：REG用于控制信道至物理资源的映射。
每个REG由4个可分配的频域连续（子载波连续）的RE 构成，这4个RE位于同一个OFDM 符号。
REG为PHICHPCFICH设计CCE为PDCCH设计它沿用了UMTS系统一直都采用的10MS无线帧的长度，LTE在数据传输延时方面提出了更高的要求并且在调度方面要求更加灵活，小于5MS，所以要采用更加小的时隙传输间隔，以前的是5MS，但是太小了，大家想想会带来什么问题，是不是调度时需要的信令开销更大了，所以权衡下，最后就设计出了下面的FDD帧结构模型。
在每一个0.5MS时隙结构中，有数据符号和CP组成，针对不同的CP，OFDM符号数也不同，用常规CP，每个时隙的符号数为7个，扩展CP每个时隙为6个，这样一种帧结构，每个控制信道应该是占用每个时隙中的几个字符，数量级要更加小一些，具体的分配在后面我们要讲到。
LTE物理层过程
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功率控制
功控参数
一个半静态基准值P0 ,包括小区内所有UE的正常水平的功率 值和特定UE的偏移量 路损补偿部分 eNB通过UE的偏移量用来纠正各UE 的发射功率设置，例如 PL估计的偏差、绝对功率的输出 PL补偿部分基于UE进行的下行PL估计，来源于UE的RSRP 测量和已知的下行RS发射功率（由eNB广播）
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功率控制
上行功控
上行功控在移动通信系统中发挥着重要的作用
• 平衡达到QoS需求所需要的每bit发射能量及对其它用户 的干扰 • 最大化终端的电池寿命
上行功控要考虑的问题
• 无线传播信道的特性：PL、shadowing、fast fading • 用户间的干扰：包括本小区和邻小区
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功率控制
LTE中的功控
考虑不同的环境、系统负载及处理优先级 需要功控的信道：PUSCH、PUCCH、SRS 对于不同的功控，可以总结为两个方面构成的公式：
• eNB指示的静态、半静态参数，作为open-loop部分 • 不断更新的动态偏移
Power per RB = basic open-loop operating point + dynamic offset
h nCQI , n HARQ nCQI 10 log10 4 0
ห้องสมุดไป่ตู้
For PUCCH format 2 and extended cyclic prefix
h nCQI , n HARQ
if nCQI 4 otherwise
nCQI n HARQ 10 log10 4 0
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小区搜索及下行同步
LTE物理层过程
1 2 3 4
UE
冲突解决 E-NodeB
竞争模式随机接入
步骤一： UE发送随机接入前导序列。 在发送上行接入前导序列之前，终端应该已经和系 统下行同步好了，下行同步意味着UE获得了帧同 步以及系统广播消息，但是上行并没有同步。UE 随机选择一个Preamble码，在PRACH上发送，让 eNB知道存在一个终端试图跟基站建立连接。
小区搜索流程
小区搜索流程 ——两步法同步
小区搜索流程 ——两步法同步小Biblioteka 搜索流程小区搜索流程
第二步： UE在完成5ms时隙同步后，在PSS基础上向前搜索SSS。。 UE在检测到SSS之前，还不知道该小区是工作在FDD还是 TDD模式下。如果UE同时支持FDD和TDD，则会在2个可能 的位置上去尝试解码SSS。如果在PSS的前一个symbol上检 测到SSS，则小区工作在FDD模式下；如果在PSS的前3个 symbol上检测到SSS，则小区工作在TDD模式下。如果UE只 支持FDD或TDD，则只会在相应的位置上去检测SSS，如果 检测不到，则认为不能接入该小区。
一、基于竞争模式的随机接入: (1 ) RRC_IDLE状态下的初始接入: (2 )无线链路发生故障后的初始接入; (3 )RRC_CONNECTED状态下，当有上行数据需要传输 ,但是 又没有取得上行同步即处于“non-synchronized”状态 时,UE需要发起上行随机接入过程进行上行数据的发送。
附：SIB
系统信息块（SIB） LTE定义了一系列的SIB，而这些SIB的特征是通过包含在其 中的信息类型体现的： SIB1所包含的信息主要是关于终端是否被允许驻留到小区， 其中包含小区运营商的信息。SIB1还包含了TDD模式下上下 行链路子帧分配以及特殊子帧配置方面的信息。 SIB2包含终端接入小区所需的信息，有：上行链路小区带宽、 随机接入参数、上行链路功率控制相关参数。 SIB3主要包含关于小区重传的信息。 SIB4~SIB8包含相邻小区信息（同载波以及不同载波相邻小 区信息、相邻非LET小区信息）。 SIB9包含家庭基站信息。
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测量和已知的下行RS发射功率（由eNB广播）
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功率控制
❖ PUSCH功控 PPUSCH(i) min{PMAX,10 log10(MPUSCH(i)) PO_PUSCH( j) PL TF (i) f (i)} ❖ PUCCH功控
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功率控制
❖ 不同信道的功控差异
▪ PL补偿，参数 0, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9,1 ，一个权衡小区容
量和上行调度的公平性参数 ▪ 完全的PL补偿，即α=1时最大化小区边缘用户，少部分的PL
PPUCCH i min PMAX, P0_PUCCH PL h nCQI , nHARQ F_PUCCH F g i
❖ SRS功控 PSRS (i) min{PMAX, PSRS_OFFSET 10log10 (MSRS ) PO_PUSCH( j) PL f (i)}
小区搜索及下行同步
❖ PSS的特点
▪ 线形放大特性，可以限制PAPR ▪ 自相关性，循环移位间具有很好的正交性
❖ 搜索过程
▪ 从UE侧看，UE检测PSS时没有信道的先验信息，采用 非相干检测进行PSS检测
▪ 通过最大似然检测法，得到定时偏移，从而获取同步
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小区搜索及下行同步
❖ SSS
▪ 2进制M序列 ▪ 时域位置
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随机接入与上行同步
❖ 物理层的RA Procedure
▪ Step1：由高层触发要求发送一个preamble ▪ Step2：高层指示相关信息，包括preamble index、前导码
的目标接受功率、相应的RA-RNTI及PRACH相关资源 ▪ Step3：决定PRACH的发射功率 ▪ Step4：根据preamble index选择对应的preamble并发送 ▪ Step5：在约定的接收窗内检测相应RA-RNTI加绕的
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小区搜索及下行同步
❖ 同步信号的设计
▪ 3个PSS ▪ 168个SSS ▪ 时域位置 ▪ 频于位置 ▪ 序列设计
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小区搜索及下行同步
❖ PSS
▪ 采用Zadoff-Chu序列； ▪ 时域位置在第3和第13个slot的第三个符号； ▪ 频于上映射到中间的62个子载波； ▪ 选用M值为29、34、25的三个根序列
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随机接入与上行同步
❖基于非竞争的RA Procedure
▪ Step1：eNB分配RA Preamble ▪ Step2：UE根据eNB指示发送Preamble ▪ Step3：eNB响应，发送RAR，完成随机接入 ▪ 非竞争的RA的应用场景主要是考虑避免随即接入过程
中的碰撞，例如切换等更倾向于用非竞争的方式
❖ SSS的检测发生在PSS检测之后，根据PSS可以掌握 一定的信道信息。通过相干检测获取同步信息
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小区搜索及下行同步
❖ 在中心频带完成主、辅同步信号检测 ❖ BCH接受，获得小区相关信息 ❖ UE根据系统的分配，偏移到指定频带，开始数据传
输，并接受DBCH
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随机接入和上行同步
❖ 随机接入的目的：
▪ 获得上行同步信息：TA ▪ 获得上行传输资源的分配信息
❖ 随机接入的场景：
▪ 开机 ▪ Idle →Active ▪ 切换
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随机接入与上行同步
❖ 随机接入分为两类
▪ 基于竞争 ▪ 基于非竞争
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随机接入与上行同步
❖ 基于竞争的RA Procedure
▪ Step1：UE选择基于竞争的Preamble发送给eNB，非竞争 的Preamble由eNB保留
LTE 物理层过程
LTE的3个核心技术
❖ 小区搜索 ❖ 随机接入 ❖ 功率控制
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小区搜索及下行同步
❖ 同步的目的
▪ 符号定时同步 ▪ 载波频率同步
• 晶振抖动 • 多普勒频偏
▪ 采样频率同步
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小区搜索及下行同步
❖ 同步所要获得的信息
▪ 下行同步：子帧时钟→帧时钟 ▪ 小区ID获取：504个ID=3*168 ▪ BCH解调信息
PDCCH，如果正确检测，则将对应PDSCH中的传输块给高 层，高层分析后指示20-bit的UL-SCH grant
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功率控制
❖ 上行功控
▪ 上行功控在移动通信系统中发挥着重要的作用
• 平衡达到QoS需求所需要的每bit发射能量及对其它用户 的干扰
• 最大化终端的电池寿命
▪ 上行功控要考虑的问题
▪ Step2：eNB通过PDSCH发送RA Response，UE根据eNB 和系统信息的指示在指定的接收窗内接受RAR
▪ Step3：UE进行第一次上行调度，包括TAU、RRC连接请求、 SR
▪ Step4：根据C-RNTI和临时C-RNTI处理后续竞争消息，三 种情况：1、UE正确受到RAR后并和自己的Identity一致， 反馈ACK；2、如果和自己的Identity不一样，则不反馈；3、 decoded出错，没有收到RAR
Power per RB = basic open-loop operating point + dynamic offset
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功率控制
❖ 功控参数
▪ 一个半静态基准值P0 ,包括小区内所有UE的正常水平的功率 值和特定UE的偏移量
▪ 路损补偿部分 ▪ eNB通过UE的偏移量用来纠正各UE 的发射功率设置，例如
• 无线传播信道的特性：PL、shadowing、fast fading • 用户间的干扰：包括本小区和邻小区
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功率控制
❖ LTE中的功控
▪ 考虑不同的环境、系统负载及处理优先级 ▪ 需要功控的信道：PUSCH、PUCCH、SRS ▪ 对于不同的功控，可以总结为两个方面构成的公式：
• eNB指示的静态、半静态参数，作为open-loop部分 • 不断更新的动态偏移
• TDD系统中在PSS之前的3个符号
▪ 频域位置
• 与PSS一样，位于中心的62个子载波上
▪ 获取10ms帧定时、小区组ID、BCH天线配置
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小区搜索及下行同步
❖ SSS是由2个长度为31、经过BPSK调制、交织形成 的副同步码SSC1、SSC2
❖ SSC1和SSC2在slot 0和slot 10中交替出现，以此获 取10ms的radio frame timing