“ lte-a 数字中继 ”工作报告
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天津大学——奥维公司 联合实验室. “ LTE-A 数字中继 ”工作报告. 天津大学电子信息工程学院—张延红. 1. LTE-A 数字中继工作报告. LTE-A 数字中继随机接入. 随机接入. LTE-A 数字中继随机接入. 随机接入介绍 - 目的. 用来发送初始接入请求; 切换 (inter-cell 切换 ) 时 ,在新小区接入请求; 从空闲状态转移到连接状态; 重新建立上行链路的时钟同步。. LTE-A 数字中继随机接入. 随机接入介绍 - 初始接入. RN 启动过程. LTE-A 数字中继随机接入. 随机接入介绍 - 分类. 随机接入可以分为: - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
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““LTE-ALTE-A 数字中继数字中继”工作报告”工作报告
天津大学电子信息工程学院—张延红
天津大学——奥维公司天津大学——奥维公司联合实验室联合实验室
LTE-A数字中继工作报告
注1:HARQ信息和冗余版本,NDI等
逻辑信道复用
MAC PDU组包
HARQ及多进程
时间对齐
调度
ACK/NACK处理
PMI处理
Rank处理
CQI处理
功率控制与功率分配
DRX功能
CCE分配
MAC PDU
UE ID至RLC层
ACK/NACK/DTX
CQI Rank PMI
BCCH/PCCH/CCCH
SAP
接收实体
TM发送
TM接收
存储缓冲
SAP
发送机会
发送实体
BCCH/PCCH/CCCH
UM接收
发送机会
SDU管理 分段、级联
添加头部
SAP
发送实体
DTCH
接收管理
解析PDU排序
SAP
接收实体
DTCH
UM发送SDU管理
封装重传PDU封装PDU
重传控制及窗口管理
PDU管理解析状态PDU
发送侧发送侧 接收侧接收侧
发送机会 DCCH/DTCH
SAP
路由
接收管理
排序解析PDU
SAP
状态PDU
定时管理
接收侧接收侧
发送机会DCCH/DTCH
路由
接收管理
排序解析PDU
状态PDU
定时管理SDU管理
封装重传PDU封装PDU
重传控制及窗口管理
PDU管理解析状态PDU
发送侧发送侧
SAP
重传缓冲器
编号
ROHC压缩
加密
增加PDCP分组头
ROHC解压缩
解密
确定计数
处理PDCP分组头
重排序缓冲器
DataPDCP SDU
ROHC协议
ROHC反馈
ROHC反馈
PDCP状态报告
发送端
接收端
DataPDCP SDUControl
PDCP SDU
DataPDCP PDU
ControlPDCP PDU
DataPDCP PDU
ControlPDCP PDU
ControlPDCP SDU
数据传输
信令传输
控制信息传输(用户面)
重传缓冲器
编号
ROHC压缩
加密
增加PDCP分组头
ROHC解压缩
解密
确定计数
处理PDCP分组头
重排序缓冲器
DataPDCP SDU
ROHC协议
ROHC反馈
ROHC反馈
完整性验证完整性保护
PDCP状态报告
发送端
接收端
DataPDCP SDU Control
PDCP SDU
DataPDCP PDU
ControlPDCP PDU
DataPDCP PDU
ControlPDCP PDU
ControlPDCP SDU
数据传输
信令传输
控制信息传输(用户面)
…………
PDCP实体 PDCP实体PDCP实体
PDCP实体PDCP实体 PDCP实体
……
……
PDCP实体 PDCP实体
TM发送
存储缓冲
SAP
发送机会
发送实体
BCCH/PCCH/CCCH 发送机会
SDU管理 分段、级联
添加头部
SAP
发送实体
DTCH
UM发送
BCCH/PCCH/CCCH
SAP
接收实体
TM接收 UM接收
接收管理
解析PDU排序
SAP
接收实体
DTCH
解复用
HARQ
随机接入
TB &CRC结果UL
GrantACK/NACK 随机接入Msg2
逻辑信道
上行发送Msg1、3
DRX
BCHPCH
MIB
RLC TM实体RLC TM实体
SIB
寻呼信息
DL-SCH
注1功率控制
P0、α 、MCS和TPC
指向复用模块
RRC配置
BCH模块PCH模块
RLC TM实体处理后信令
RLC TM实体处理后信令
RLC TM、AM、UM实体处理后数据、信令
(信令注1)RRC 中Paging message信令 RRC中MIB :Master Information Block RLC TM、AM、UM实体处理后数据、信令
(信令注2)
RN_eNB 层2设计 RN_Ue 层2设计
RRC 配置RN_UE发送和接收的参数(注3)
RRC 配置RN_eNB发送和接收的参数(注3)
逻辑信道优先级及复用
MAC PDU 级联
HARQ进程处理
PHR处理
调度优先级处理
缓存状态报告BSR控制单元
RLC缓存队列
UL-SCH
功率控制
MAC层数据流
信令参数
信令流
UE ID
dl-PathlossChange信号
PCCHBCCH
RRC 配置RN_eNB发送和接收的参数(注3)
RRC 配置RN_eNB发送和接收的参数(注3)
RRC 配置RN_eNB发送和接收的参数(注3)
RRC 配置RN_eNB发送和接收的参数(注3)
UL-grant 调度请求 P0、α 、MCS、TPC命令 物理信道发送功率值
信道/业务优先级
UE ID
CSI信息(CQI、PMI、RI)
来自物理层的传输块
多个逻辑信道的MAC SDU
信道状况
SR
注1:SR、ACK/NACK、CSI都是来自物理层解析注2:逻辑信道复用与调度间有PHR、BSR缓冲状态报告、业务优先级
虚拟MIMO的UE配对
功率控制
数据流
信令参数
信令流
ACK/NACK
ACK/NACK
逻辑信道解复用 调度及优先级处理
HARQ实体
LTE-A数字中继随机接入
随机接入
LTE-A数字中继随机接入随机接入介绍 -目
的1. 用来发送初始接入请求;
2. 切换 (inter-cell 切换 ) 时,在新小区接入请求;
3. 从空闲状态转移到连接状态;
4. 重新建立上行链路的时钟同步。
LTE-A数字中继随机接入随机接入介绍 -初始接
入
RN 启动过程
LTE-A数字中继随机接入随机接入介绍 -分
类随机接入可以分为:
基于竞争的随机接入适用于所有的随机接入应用场景,并由RN发起接入过程非竞争的随机接入只适用于切换和下行数据抵达,并由基站发起接入过程
LTE-A数字中继随机接入MAC层随机接入
初始化参数、进程
前导码、资源选择
随机接入前导码传输
高层配置信息
PRACH、RA-RNTI、前导码索引、功率等给物理层
生成Msg3
HARQMAC层竞争解决计时器
前导码传输计数器
向高层指示随机接入问题
维护上行时间对准
Msg3
解析相应消息
Msg2
临时C-RNTI、Msg3上行资源等
触发消息发送
RACH
Msg4
1
2
3
4
步骤 2 :响应接收
步骤 1 :发送前导码
步骤 3 :L2/L3消息
步骤 4 :竞争解决
LTE-A数字中继随机接入随机接入过程 -初始化过程
随机接入的初始化过程包括两步:接收并配置网络侧发送的参数:接收 SIB2,解析其中的参数,并配置到MAC层和 PHY层,包括: numberOfRA-Preambles、 sizeOfRA-PreamblesGroupA、
ra-ResponseWindowSize、 preambleTransMax等等。
过程的初始化:1.清空Msg3缓存; 2.将前导码传输计数器置1;3.将 backoff参数值置 0ms; 4.挂起所有 RN子帧配置;
开始小区信息配置
清空Msg3缓存
前导传输计数器置1选择随机接入资源
backoff参数置0ms
挂起所有RN配置
开始
ra-PI和ra-PMI显示指示
设置ra-PI和ra-PMI为显示指示的值
Y
RN 选择随机接入前导
Msg3没有被传输
组B存在
Msg3大于组A消息大小
路损小于路损门限
选择前导码组B
Y
Y
Y
Y
N
N
N
N
N
选择上次的前导码组
等概率在组内选择一个前导
设置PRACH掩码索引为0
确定下一个随机接入子帧
ra前导显示
该子帧中随机选择一个PRACH
Y
该子帧和接下来两个子帧中随机选择一个PRACH
N
根据资源位置计算RA-RNTI
Msg3没有被传输
设置为前导码初始发射功率
初始发射功率+功率抬升
YN
指示物理层发送前导码
结束
选择前导码组A
LTE-A数字中继随机接入随机接入过程
Msg1:发送Preamble码
Msg2:随机接入响应
Msg3:第一次调度传输
Msg4:竞争解决
RN DeNB
步骤 1 :前导码的发送
Preamble码 ( 每个小区 64个 ) :前导码组 A+前导码组 B+预留的前导码发送前导码的资源:从第一个可用的有 PRACH的子帧开始,在连续 3 个子帧内随机选择一个 PRACH。
Msg3较小或路径损耗较大的场
景
前导码的选择
PRACH资源选择
LTE-A数字中继随机接入随机接入过程
Msg1:发送Preamble码
Msg2:随机接入响应
Msg3:第一次调度传输
Msg4:竞争解决
RN DeNB步骤 2 :随机接入响应 传输:PDCCH调度DL-SCH承载RA-RNTI寻址
内容包括:回退( backoff)参数多个与Msg1对应的 Preamble码标识上行传输定时提前量为Msg3分配的上行资源临时 C-RNTI等
物理层接收解码前导码
测量终端的定时提前量
计算RA-RNTI
将Msg3信息发送给调度模块,进行资源分配
生成带BI的Msg2 MAC PDU
小区过载
生成不带BI的Msg2 MAC PDU
为每个前导码分配一个临时C-RNTI
RA-RNTI加扰PDCCH
YN
在DL-SCH上发送MAC PDU
LTE-A数字中继随机接入随机接入过程
Msg1:发送Preamble码
Msg2:随机接入响应
Msg3:第一次调度传输
Msg4:竞争解决
RN DeNB步骤 3 :第一次调度传输Msg3中包含的内容:初始接入:携带 RRC层生成的 RRC
连接请求消息;连接重建:携带 RRC层生成的 RRC
连接重建请求消息;切换:传输 RRC层生成的 RRC连接重配置完成消息以及 RN的 C-RNTI,在资源允许的情况下可同时传输缓存状态报告( BSR);上 /下行数据到达:至少传输 RN的C-RNTI.
Msg1已经发送
RN监控PDCCH
在ra-Response
WindowSize内
认为RAR接收不成功
N
PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER+1
PTC= Preamble
TransMax + 1向高层指示随机接入问题
RAP由MAC层选择
在0~backoff随机选择backoff
延迟backoff下一次RA传输
随机接入资源选择过程
N
Y
Y N
检测对应的RA-RNTI成功解码TB
RAR包含BI指示子头
设置RN_UE侧Backoff 参数值
设置RN_UE侧Backoff =0ms
N
Y
RAR包含已传输的RAPI
RAR接收成功Y
N
处理TA命令
向低层指示RAP发送功率、这次发送功率抬升总量
处理UL授权指示低层
ra-PI显示指示
RAR中C-RNTI设为临时值
随机过程完成
随机接入失败
Y
N
首次成功收到RAR
本次传输不用于CCCH
指示MaaMsg3包含一个C-RNTI MAC CE
从Maa实体获得MAC PDU 存储在Msg3缓存中
该过程完成
Y
N
YN
启动HARQ,等待发送
LTE-A数字中继随机接入随机接入过程
Msg1:发送Preamble码
Msg2:随机接入响应
Msg3:第一次调度传输
Msg4:竞争解决
RN DeNB 步骤 4 :竞争解决
Msg4的内容:对于初始接入场景:Msg4包含RRCConnectionSetup消息;对于 RRC连接重建的场景:Msg4中包含 RRCConnectionReestablishment消息;对于上下行数据到达的情况:至少包含竞争解决标识,也可能包含一个新传输的上行授权和调度命令。
接收Msg3
解码成功
将消息递交给高层
Msg3中包含C-RNTI
使用该C-RNTI加扰PDCCH调度Msg4
高层根据Msg3的内容生成反馈消息
Msg3中包含CCCH SDU
利用基站发送的临时C-RNTI加扰PDCCH调度Msg4
MAC层生成Msg4 MAC PDU
建立HARQ实体等待发送
Y冲突停止
给用户反馈NACK
Y
N
N
LTE-A数字中继随机接入Msg3被传输
开始MAC-CRT
MAC-CRT到期或者停止
监视PDCCH
底层收到PDCCH传输
C-RNTI MAC CE包含在Msg3
RA由MAC触发PDCCH由C-RNTI寻
址UL授权
竞争解决成功
停止MAC-CRT
丢弃临时C-RNTI
随机接入过程完成
Y
N
Y
RA由PDCCH触发PDCCH由C-RNTI
寻址N N
Y
MAC PDU 译码成功
停止MAC-CRT
MAC PDU 包含UE CR ID MAC
CE
UE CR ID 与Msg3中CCCH SDU匹配
竞争解决成功完成MAC PDU 分解
临时C-RNTI升级为C-RNTI,丢弃临时C-RNTI
丢弃临时C-RNTI
丢弃成功解码的MAC PDUY
Y
N
N
竞争解决未成功
CCCH SDU包含在Msg3,PDCCH由自身C-RNTI寻址
Y
丢弃临时C-RNTI
N
清空Msg3 HARQ缓存区P_T_C+1
反馈ACK
P_T_C到达临界值向高层指明RA问题
选择backoff参数RA资源选择
Msg4的接收
LTE-A数字中继随机接入进度:1.中继的回程链路和接入链路的MAC层随机接入功能框架设计完成;2.随机接入的MAC层处理流程基本完成;3.MAC层随机接入与 RRC层和 PHY层的交互设计完成;4.正在进行随机接入的 SDL/TTCN测试平台上的运行;
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