LTE物理过程系统框图及物理层简单介绍
LTE-物理层介绍
下行
上行
DwPTS
GP
UpPTS
12
概述(续)——资源网格(Resource Grid)
• • • •
用来描述每个时隙中传输的信号 每个网格中有 NRBNscRB 个子载波(频域)和 Nsymb个符号(时域) NRB由传输带宽决定，并满足 6 ≤ NRB ≤ 110 资源网格中的每一个元素就叫做资源元素(Resource Element)，它是 上下行传输中的最小资源单位
one s
lot, N symb
ol 个
符号
RB N sc 个子载波, 1
E-UTRAN概述
下行信道 上行信道 硬件实现架构
• • • • • • 下行的时隙结构 同步信号 参考信号 下行物理信道的基本处理过程 各个信道的具体处理过程 OFDM基带信号的生成
15
• 三种下行参考信号
• 小区专用参考信号 • MBSFN参考信号 • UE专用参考信号
• 一个下行天线端口上只能传一个参考信号
• 小区专用参考信号，支持配置1，2，4个天线端口 • MBSFN参考信号，在天线口4上发送 • UE专用参考信号，在天线口5上发送
19
下行传输(续)——参考信号2
• 小区专用参考信号
下行传输
• 物理信号
• LTE的下行传输是基于OFDMA的
• Reference signal • Synchronization signal
• 物理信道
• Physical Downlink Shared Channel, PDSCH • Physical Broadcast Channel, PBCH • Physical Multicast Channel, PMCH
LTE物理层资源概念及信道
特殊子帧
关键技术 帧结构 物理信道 物理层过程
• TD-LTE特殊子帧继承了TD-SCDMA的特殊子 特殊子帧
帧设计思路，由DwPTS，GP和UpPTS组成。
配置
Normal CP
DwPTS
GP
UpPTS
• TD-LTE的特殊子帧可以有多种配置，用以改
0
变DwPTS，GP和UpPTS的长度。但无论如何
• TD-SCDMA的DwPTS无法传输数据，所以TD-LTE在这方面是有提高的。如果小区覆 盖距离和远距离同频干扰不构成限制因素（在这种情况下应该采用较大的GP配置）， 推荐将DwPTS配置为能够传输数据
10
UpPTS
关键技术 帧结构 物理信道 物理层过程
• UpPTS可以发送短RACH（做随机接入用）和SRS（Sounding参考信号， 详细介绍见后）
解调出BCH
广播消息：MIB&SIB
•MIB在PBCH上传输, 包含了接入LTE系统所 需要的最基本的信息：
•下行系统带宽 •PHICH资源指示 •系统帧号(SFN） •CRC •使用mask的方式 •天线数目的信息等
问题：大家还记得PBCH信道的调 制方式吗？
• SIB在DL-SCH上传输，映射到物理信道PDSCH ，
0 1 2 3 4 5 6
TD-LTE上下行配比表
Switch-point periodicity
Subframe number 01234 5 6789
5 ms 5 ms 5 ms 10 ms 10 ms 10 ms 5 ms
D S UUU D SUUU D S UUD D SUUD D SUDD D SUDD D S UUU D DDDD D S UUD D DDDD D SUDD D DDDD D S UUU D SUUD
LTE 物理层解析
Extended cyclic prefix DwPTS GP UpPTS
0
3
10
3
8
“D”代表此子帧用于 下行传输，“U” 代表
此子帧用于上行传输， “S”是由DwPTS、GP 和UpPTS组成的特殊 子帧。
1
9
4
8
3 1 OFDM
2
10
3
1 OFDM symbols
9
2 symbols
3
11
2
10
LTE物理信道
下行物理信道
信道类型 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel ) PBCH (Physical Broadcast Channel)
功能 承载下行业务数据 承载广播信息
下行Unicast/MBSFN子帧，控制区 域与数据区域进行时分；
下行MBSFN专用载波子帧中不存在 控制区域，即控制区域OFDM符号数 目为0；
上行常规子帧中控制区域与数据区域 进行频分
控制区域
数据区域
下行Unicast/MBSFN子帧
控制区域与数据区域进行 时分
控制区域OFDM符号数目可 配置
PHY
逻辑信道和传输信道的映射功能 HARQ 传输格式选择 UE内部逻辑信道之间优先级调度功能 UE间根据优先级动态调度功能
S1接口
协议栈
用户平面接口位于E-NodeB 和S-GW之间，传输网络层 建立在IP传输之上， UDP/IP之上的GTP-U用来 携带用户平面的PDU。
S1控制平面接口位于ENodeB和MME之间，传输 网络层是利用IP传输，这点 类似于用户平面；为了可靠 的传输信令消息，在IP曾之 上添加了SCTP；应用层的 信令协议为S1-AP。
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
part1 - LTE物理层过程详解[发布]
![part1 - LTE物理层过程详解[发布]](https://img.taocdn.com/s3/m/358ec13d31126edb6f1a1090.png)
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
LTE物理层下行链路的介绍
LTE 物理层下行链路的介绍1、 帧结构LTE 系统中，其帧结构分为2种：帧结构1和帧结构2。
1.1 帧结构1帧结构1主要用于FDD 的情况，其结构如下所示：图表 1-1 FDD 帧结构这里每帧长度为f s 30720010 ms T T =⋅=，)s 1150002048T =⨯为最小的时间单位。
每帧包含10个子帧，每个子帧又分成2个时隙，每个时隙的长度为slot s 15360T 0.5 ms T =⋅=。
1.2 帧结构2帧结构2主要用于TDD 的情况，其结构如下所示：SS图表 1-2 TDD 帧结构这里每帧长度为f s 30720010 ms T T =⋅=，每个帧分为2个半帧，每个半帧的长度为s 153600 5 ms T ⋅=。
每个半帧分为5个子帧，每个子帧由2个时隙组成，每个时隙的长度为slot s 15360T 0.5 ms T =⋅=。
与FDD 帧不同的是，TDD 帧有一个特殊子帧，它的内容为DwPTS ，GP 和UpPTS 。
2、 时隙结构2.1 资源栅格一个时隙中传输的信号可以用一个资源栅格来描述，其大小为RBsc DL RB N N 个子载波和DLsy mb N OFDM 符号，如图表 2-1所示。
One downlink slot T 0=l 1DLsymb -=N l R B D L s u b c a r r i e r RB scN ⨯resource elementsResourceelement),(l k 1RBsc -N图表 2-1 下行资源栅格上面的DLRB N 取决于所用的系统带宽，其集合如下所示：图表 2-2 LTE 带宽配置2.2 资源粒子资源粒子是资源栅格中的最小单位，它通过索引(),k l 唯一标识。
其中，DL RB RB sc 0,...,1k N N =-，DLsymb 0,...,1l N =-，在天线端口p 上的每一个资源粒子可表示为(),p k l a 。
LTE E-UTRAN物理层介绍
LTE物理资源结构
One downlink slot Tslot
RE（Resource Element）为最小的资源单
位，时域上为一个符号，频域上为一个子 载波。
DL N symb OFDM symbols
DL RB k N RB N sc 1
RB（Resource Block）为业务信道资源分
LTE物理层概述
复用与信道编码
LTE中传输块的信道编码方案为Turbo编码，编码速率为R=1/3，它由两个8状 态子编码器和一个Turbo码内部交织器构成。 在Turbo编码中使用栅格终止（Trellis Termination）方案。在Turbo编码 之前，传输块被分割成多个段，每段的大小要与最大信息块大小6144bit保 持一致。使用24bit长的循环冗余校验（Cyclic Redundancy Check,CRC）来 支持错误检测。
REG（资源元组）示意图 1Tx or 2Tx configured l=0 l=1 l=2 k = 83
RS
REG
RBG用于业务信道的资源分配
4Tx configured l=0 l=1 l=2
一个RBG是一组RB组成
分组的大小和系统带宽有关 System Bandwidth
DL N RB
One slot, Tslot=15360Ts
30720Ts
Subframe #0 One subframe, 30720Ts DwPTS GP
Subframe #2
Subframe #3
Subframe #4
Subframe #5
Subframe #7
Subframe #8
LTE物理过程系统框图及物理层简单介绍
L T E物理过程系统框图及物理层简单介绍(总5页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--一般下行过程详细流程图1：LTE 的一般下行过程的详细流程图1是我根据LTE 物理层协议专门画的LTE 的一般下行过程的详细流程。
旨在让大家明白物理层是怎么工作的。
有以下两点说明： 1、上行过程很相似，只是上行中UE 的能力比较小，调度信息等是基站通过下行控制信息指定的。
中可以看到如图2所示的一些较详细信息，是上行过程的部分流程。
Node B UEError图2：上行共享信道的物理模型2、这里是一般下行过程，是下行共享信道的整个物理过程，下行还有控制信道、广播信道等。
那些的过程可能只有其中的部分。
或者还有些没有提到的。
详细内容可以参考.和. 3、 本人水平有限，难免有错误和遗漏，发现请指出。
下面详细点介绍图1中的相关内容。
分成4个部分：1、红色所示的物理信道与调制（）；2、蓝色所示的复用与信道编码（）；3、橙色所示的物理层测量（）；以及物理层过程相关内容（）。
四个部分的关系如图3所示。
物理信道与调制（）直接与最下面的空中接口交互信息。
是离发射端和接收端最近的。
然后复用与信道编码（）是在211的上面一点点。
可以认为有一个逻辑信道，在这部分要做信道编码等，与211有个映射关系。
213是高层和最后发射端的一个联系着。
高层通过213给211发命令等。
214是高层为了获得信道等信息而设置的。
To/From Higher Layers图3、物理层协议间以及与高层间关系1、211物理信道与调制：该部分包括图1中的红色部分。
物理信道有很多种，如下表1和2中的红色部分就是部分物理信道。
表1、下行传输信道与物理信道映射表画的图中就是第四点数控复用部分提到的映射到物理信道。
可以看到，有好几种传输信道对应几种物理信道。
另外的上/下行控制信息与物理信道映射在212中。
在物理信道与调制部分要对逻辑信道映射来的信息做处理，如下图4和5所示，分别是下行和上行的处理流程。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
一般下行过程详细流程
图1：LTE 的一般下行过程的详细流程
图1是我根据LTE 物理层协议专门画的LTE 的一般下行过程的详细流程。
旨在让大家明白物理层是怎么工作的。
有以下两点说明：
1、 上行过程很相似，只是上行中UE 的能力比较小，调度信息等是基站通过下行控制信息指定的。
36.302中可以看到如图2所示的一些较详细信息，是上行过程的部分流程。
Node B UE
Error
图2：上行共享信道的物理模型
2、 这里是一般下行过程，是下行共享信道的整个物理过程，下行还有控制信道、广播信道等。
那些的过程可能只有其中的部分。
或者还有些没有提到的。
详细内容可以参考36.212.和36.302.
3、 本人水平有限，难免有错误和遗漏，发现请指出。
下面详细点介绍图1中的相关内容。
分成4个部分：1、红色所示的物理信道与调制（36.211）；2、蓝色所示的复用与信道编码（36.212）；3、橙色所示的物理层测量（36.214）；以及物理层过程相关内容（36.213）。
四个部分的关系如图3所示。
物理信道与调制（36.211）直接与最下面的空中接口交互信息。
是离发射端和接收端最近的。
然后复用与信道编码（36.212）是在211的上面一点点。
可以认为有一个逻辑信道，在这部分要做信道编码等，与211有个映射关系。
213是高层和最后发射端的一个联系着。
高层通过213给
211发命令等。
214是高层为了获得信道等信息而设置的。
To/From Higher Layers
图3、物理层协议间以及与高层间关系
1、211物理信道与调制：该部分包括图1中的红色部分。
物理信道有很多种，如下表1和2中的红色部分就是部分物理信道。
表1、下行传输信道与物理信道映射
表2、上行传输信道和物理信道的映射
表1和2就是212中的，是上/下行传输信道和物理信道的映射关系。
在我画的图中就是第四点数控复用部分提到的映射到物理信道。
可以看到，有好几种传输信道对应几种物理信道。
另外的上/下行控制信息与物理信道映射在212中。
在物理信道与调制部分要对逻辑信道映射来的信息做处理，如下图4和5
所示，分别是下行和上行的处理流程。
要加扰，调制预处理，资源映射等。
下行可能用MIMO，所以要分层。
当然不同的物理信道的处理过程会不一样。
比如调制方式一般有QPSK、16QAM和64QAM。
但是不同物理信道可用的调制方式不
一样。
一般而言，控制信道需要高的准确率，会用低阶的调制。
这些内容在211中有详细介绍。
211涉及的内容非常多，如果考虑MIMO的话就更多。
这部分可能需要很多人力来实现。
图4、下行物理信道处理流程
图5、上行物理信道处理流程
2、212复用与信道编码：该部分包括图1中的蓝色部分。
复用可以理解成逻辑信道与物理信道的映射，表1和2就是部分映射关系。
在212中的信道可以视为逻辑信道，也有很多种，表1和2的左半边就是不同逻辑信道的简称，不同的逻辑信道信道编码方案不一样。
如表3和表4所示。
另外不同的逻辑信道处理流程也不一样，比如用于控制的逻辑信道UCI只要信道编码就行，不会需要分段，码块级联等过程。
相对而言，信道编码的方案比较成熟了，可以参考别人的程序。
如果信道编码要自己编还是比较麻烦的。
表3、传输信道使用的信道编码方案和编码速率
表4、控制信道使用的信道编码方案和编码速率
3、214物理层测量：该部分包括图1中的橙色部分。
这部分没什么好说的，需要UE测量RSRP\RSSI\RSRQ等，需要eNodeB测量RS Tx power。
3、213物理层过程：该部分包括同步过程、功率控制、随机接入过程、物理层上（下）行共享（控制）信道过程。
主要是特殊逻辑信道和特殊物理信道的相关处理。
以上是我的浅显认识，供大家参考。
具体内容还得看相关的协议。
与OFDM相关的参数我总结有：
1、信道编码方案如表3和4所示。
2、调制（星座映射）方案有QPSK\16QAM\64QAM。
可以根据码率不同细分。
3、载波间隔15K，最小TTI是1ms，帧结构有FDD和TDD的。
4、支持的带宽:1.4M,3M,5M,10M,15M,20M。
分别有6，15，25，50，75，100
个资源块。
每个资源块180k，持续一个时隙0.5ms
5、CP长度：常规4.6875微秒，扩展16.67微秒
实际做系统过程中遇到的参数将非常多。
那个只有在协议中去找了。