中国通信网初级通信教程 lte学习入门

CNTTR通信技术教材＿初级LTE初学者入门

背景介绍1

网络架构与协议2

中通网培训初级系列教材内部保密

控制面协议3

用户面协议4

移动通信系统发展历程

2G

1G

使用蜂窝组网，广泛应用的标准有AMPS、TACS等，采用模拟技术和频分多址(FDMA)等技术

目前应用最广泛的通信系统，主要包括GSM、IS-95等,完全采用数字技术，使用FDM、TDM、CDMA等技术。提供数字化的语音业务及低速数据业务

采用OFMA及MIMO技术，在200MHz系统带宽下，下行峰值速率100Mbps，上行峰值


IMTIMT--AdvancedAdvancedLTE

3G

国际标准有WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA、WiMax。技术指标：室内速率2Mbps，室外速率384kbps，行车速率144kbps。能够实现语音业务、高速率传输及宽带多媒体、无线接入Internet等服务。

宽下，下行峰值速率100Mbps，上行峰值速率50MHz，提供VoIP及IMS等高速率数据传输服务。

？

LTE演进路线


LTE演进路线（续）

第二条演进路线是 IEEE802.16系列的宽带无线接入标准，被称作WiMax。

3GPP2(第三代合作伙伴计划2): 该组织是于1999年1月成立，由北美TIA、日本的ARIB、日本的TTC、韩国的TTA四个标准化组织发起，主要是制订以ANSI-4

1核心网为基础，CDMA2000为无线接口的第三代技术规范。

3GPP（3rd Generation Partnership Project）于1998年12月成立，是一个


3GPP（3rd Generation Partnership Project）于1998年12月成立，是一个由无线工业及商贸联合会ARIB、CCSA、欧洲电信标准研究所ETSI、电信行业解决方案联盟ATIS、电信技术协会TTA和电信技术委员会TTC合作成立的通信标准化组织。

3GPP是一个致力于制定3G、LTE、IMT-Advanced标准的全球标准化组织。

LTE的主要技术特征

3GPP从“系统性能要求”、“网络的部署场景”、“网络架构”、“业务支持能力”等方面对LTE进行了详细的描述。与3G相比，LTE具有如下技术特征：

(1)通信速率有了提高，下行峰值速率为100Mbps、上行为50Mbps。

(2)提高了频谱效率，下行链路5(bit/s)/Hz，(3--4倍于R6版本的HSDPA);上行链路2.5(bit/s)/Hz，是R6版本HSU-PA的2--3倍。

(3)以分组域业务为主要目标，系统在整体架构上将基于分组交换。

(4)QoS保证，通过系统设计和严格的QoS机制，保证实时业务(如VoIP)的服务质量。


(5)系统部署灵活，能够支持1.25MHz-20MHz间的多种系统带宽。保证了将来在系统部署上的灵活性。

(6)降低无线网络时延：子帧长度0.5ms和0.675ms，解决了向下兼容的问题并降低了网络时延，时延可达U-plan<5ms，C-plan<100ms。

(7)增加了小区边界比特速率，在保持目前基站位置不变的情况下增加小区边界比特速率。如MBMS(多媒体广播和组播业务)在小区边界可提供1bit/s/Hz的数据速率。

(8)强调向下兼容，支持已有的3G系统和非3GPP规范系统的协同运作。

与3G相比，LTE更具技术优势，具体体现在：高数据速率、分组传送、延迟降低、广域覆盖和向下兼容。

LTE的关键技术

多载波技术


多天线技术

分组交换

多载波技术

传统的频分复用/频分多址（FDM/FDMA）技术将较宽的频带分成若干较

窄的子载波进行并行发送。为了避免各子载波之间的干扰，不得不在相邻的子载波之间保留较大的间隔。

正交频分复用（OFDM）各个子载波重叠排列，同时保持子载波之间的

正交性，以避免子载波之间的干扰。部分重叠的子载波排列可以大大提高频谱效率。


传统FDM频谱 OFDM频谱

多载波技术

LTE下行链路采用正交频分多址(OFDMA)技术。

LTE上行链路采用单载波频分多址(SC-FDMA)技术，

避免OFDM调制中因高PARA(峰均比)带来的对功放的线性化要求。


OFDM与SC-FDMA的频谱结构

OFDM系统框图

),( th

),( th

串并转换

IFFT并串转换

加入循环前缀

数模变换

多径传播

Sn

OFDM调制


模数变换

去除循环前缀

串并转换

FFT并串转换

Rn

n(t)

OFDM解调

SC-FDMA系统框图

LTE下行链路SC-FDMA采用DFT-S-OFDM方式实现

串串

调制


DFT-S-OFDM系统框图

M点FFT

N点IFFT

并转换

循环前缀

串并转换

制

调制

用户数据调制

调制

LTE的关键技术

多载波技术


多天线技术

分组交换

MIMO系统

s1 r1

使用多天线的MIMO技术能够充分利用空间资源，在不增加系统带宽和天线发射总功率的情况下，可有效对抗无线信道衰落的影响，大大提高系统的频谱利用率和信道容量。


空间-时间编码器

空间-时间解码器

MIMO系统示意图

s2

sMr

r2

rMR

s H r

多天线技术

分集增益：利用多个天线提供的空间分集，可以改进多径衰落信道中传输的可靠性。

阵列增益：通过预编码或波束成形，集中一个或多个指定方向上的能量。这也允许不同方向上的多个用户同时获得服务。

空分复用增益：利用空间信道的强弱相关性，在多个相互独立的空间信道上，传递不同的数据流，从而提高数据传输的峰值速率。


道上，传递不同的数据流，从而提高数据传输的峰值速率。

空分复用增益

阵列增益分集增益

LTE的关键技术

多载波技术


多天线技术

分组交换

分组交换

LTE是完全面向分组的多服务系统。

使用分组交换，可以令分组的长度与相关时间可比，使得分组都落在信道质量较好的时间段。

电路交换的资源分配


时间

无线衰落信道

快速自适应的分组调度

电路交换的资源分配

背景介绍1



控制面协议3

用户面协议4

LTE网络结构


LTE采用 “扁平”的无线访问网络结构，取消RNC节点，简化网络设计。实现了全IP路由，各个网络节点之间与Internet没有什么太大的区别，网络结构趋近于IP宽带网络结构。

EPS概述

LTE致力于无线接入网的演进（ E-UTRAN ）。

系统架构演进（SAE）则致力于分组网络的演进（演进型分组核心网EPC）。

LTE和SAE共同组成演进型分组系统（EPS）。

EPCE-UTRAN用户设备

中通网培训初级系列教材内部保密EPS网络结构

EPCE-UTRAN用户设备

EPS的功能划分eNodeB

小区间无线资源管理

无线承载控制

连接移动性控制

无线许可控制

eNodeB测量配置与提交

动态资源分配（调度）

MME

NAS(非接入层)安全性

空闲状态移动性管理

EPS承载控制


S1

RRC(无线资源控制)

PDCP(分组数据汇聚协议)

RLC(无线链路控制)

MAC(媒体接入控制)

物理层

E-UTRAN

EPS承载控制

S-GW

移动性安全闸

P-GW

UE IP地址分配

分组过滤

Internet

EPC

E-UTRAN组成结构

网络结构包括CN(EPC)、E-UTRAN、UE，eNodeB通过X2接口连接，构成E-UTRAN(接入网)，eNodeB通过S1接口与EPC(CN)连接，UE通过LTE-Uu接口与eNodeB连接。


EPS网络节点示意图

eNodeB实现的功能

无线资源管理

● 无线承载控制

● 无线准入控制

● 连接移动性控制

● UE上下行动态资源分配

IP数据包头压缩和用户数据流加密


UE连接期间选择MME

寻呼消息的调度和传输

广播信息的调度和传输

移动和调度的测量，并进行测量和测量报告的配置

E-UTRAN总体架构

核心网(EPC)

HSSMMES6a

LTE/SAE核心网负责UE的控制和承载建立，EPC包含的逻辑节点有：PDN Gateway(P-GW)、Serving Gateway(S-GW)、MobilityManagement Entity(MME) 、Home Subscribier Server(HSS) 、PolicyControl and Charging Rules Function(PCRF)。


HSS

P-GWS-GW

MMEPCRF

E-UTRANSGiS5/S8S1-U

S1-MME

Gx Rx

Operator’s IPservices(e.g.IMS, PSS)

EPC组成结构

核心网节点功能

P-GW主要实现功能 S-GW主要实现功能MME主要实现功能

处理UE和CN之间

的控制信令，通过NAS协议实现。

寻呼和控制信息

UE的IP地址分配QoS保证计费IP数据包过滤

所有IP数据包均通过S-GWUE在小区间切换

时，作为移动性控制锚点


寻呼和控制信息分发承载控制保证NAS信令安全移动性管理

控制锚点下行数据缓存LTE与其他3GPP技术互联时作为移动性锚点

无线接口协议

E-UTRAN

PDCP

RLC

NAS

RRC

无线接口协议根据用途分为用户面(User plane)协议栈和控制面(Control plane)协议栈。


E-UTRAN

Radio Access

RLC

MAC

RRC

L2

用户面控制面

用户面主要执行头压缩、调度、加密等功能

控制面主要执行系统信息广播、RRC连接管理、RB控制、寻呼、

移动性管理、测量配置及报告等

E-UTRAN用户面

Application

IP

PDCP

Relay Relay

IP

GTP-U


RLC

MAC

PDCP

L1

RLC

MAC

PDCP

L1

GTP-U

UDP/IP

L1

UDP/IP

GTP-U

L1

GTP-U

UDP/IP

L1

L2 L2

UDP/IP

L2

GTP-U

L1

L2

UE eNodeB

Serving GW PDN GWLTE-Uu S1-U S5/S8

用户面协议栈

E-UTRAN控制面

NAS

RRCRelay

S1-APRRC S1-AP

NASNAS


RLC

MAC

PDCP

L1

RLC

MAC

PDCP

L1

SCTP

L1

IP

L2

SCTP

L1

L2

UE eNodeB

MMELTE-Uu S1-MME

IP

控制面协议栈

S1接口

S1接口连接E-UTRAN与CN，S1控制平面接口(S1 -MME)位于eNB和MME之间，S1用户平面接口(S1-U)位于eNB和S-GW之间。

传输网络层建立在IP传输之上，GTP-U用来携带用户平面PDU

传输网络层利用IP传

输，为可靠传输信令，在IP之上，添加SCTP，应用层信令协议为S1-


S1-MME控制面协议栈 S1-U用户面协议栈

来携带用户平面PDU应用层信令协议为S1-AP

X2接口

X2接口实现eNodeB之间的互联，X2接口控制平面和用户平面接口定义域S1接口一致。


X2接口控制面协议栈 X2接口用户面协议栈

EPS承载与QoS

承载(Bearer)是UE和网关之间有相应QoS(Quality of Service)保障的IP数据包。为了应对同时发生的多种形式的服务，EPS根据不同的服务对QoS的不同要求，将Bearer分为两类：

Bearer

NON-GBR bearer


GBR bearer

Minimum GuaranteedBit Rate bearer(保证比特率承载)

可应用于VoIP等面向连接的服务,bearer可

分配到持久的无线资源。

NON-GBR bearer

不保证比特率，可用于浏览网页或ftp等服

务，不分配持久的无线资源。

EPS承载与QoS

每一个bearer都有一个QoS等级标记(QCI)及分配与保留优先级(ARP)。brearer与其对应服务如下图所示。

中通网培训初级系列教材内部保密LTE QCI标记

EPS承载与QoS

在LTE/SAE系统中，EPS承载(brearer)需要经过多层接口，逐渐映射为较低层次的承载。


EPS承载经过多层接口示意图

背景介绍1



控制面协议3

用户面协议4

基本概念

层次结构：分层将一个复杂的通信问题划分为多个不同层次的工作，每一层实现一种相对独立的功能，通过层间的接口使用下层提供的服务，并向上层提供服务。

协议：控制两个或多个对等实体、对等层次进行通信的规则的集合。

服务访问点：在同一系统中，相邻两层的实体进行交互的逻辑接口称为


服务访问点：在同一系统中，相邻两层的实体进行交互的逻辑接口称为服务访问点(Service Access Point)。

平面：同一个系统中，实现某一方面功能的协议栈，称作平面。LTE将系统分为控制面(Control Plane)和用户面(User Plane)。

用户设备的状态

用户设备(User Equipment, UE)的无线资源控制(Radio ResourceControl, RRC)状态决定了接入层所执行的操作和过程。RRC状态有两种：空闲状态(RRC_IDLE)或连接状态(RRC_CONNECTED)。


1.UE有特定的非连续接收(DRX)。2.监听广播信道，获取系统信息。3.监听寻呼信道，检测来电。4.UE执行小区选择和重选。

空闲连接

1.获得E-UTRAN分配的无线资源。2.可以与网络交互数据。3.向网络报告缓存状态和信道质量。4.由eNB控制小区切换。

无线资源控制(RRC)

RRC协议主要完成以下功能：

系统信息

处理系统信息的广播。

系统信息也包括非接入层(NAS)

连接控制

完成RRC连接的

建立、修改和释放，包括寻呼、安全性控制、建

移动性管理

完成各种无线接入技术(RAT)间的切换。


非接入层(NAS)的一般信息。

一些系统信息仅对空闲状态的UE有效。

安全性控制、建立信令无线承载(SRB)和数据无线承载(DRB)、切换、配置低层等操作。

测量配置与报告

完成频率内、频率间以及RAT间的测量。

无线资源控制(RRC)

无线协议架构如图所示。垂直方向上的直线表明了信道之间的映射关系。


系统信息

系统信息被封装成多个系统信息块(System Information Blocks, SIBs)，每个系统信息块包含一系列功能相关的参数。

MIB

主信息块包含

SIB1

系统信息块1

SIB2

系统信息块2

其它

SIB3-SIB8包


主信息块包含最常用的参数，是UE初始接入的重要信息。

系统信息块1包含小区选择的参数，以及其它系统信息块的时隙安排。

系统信息块2包含一般和共享信道的信息。

SIB3-SIB8包含频率内、频率间、RAT间小区重选的参数。

LTE的连接控制

连接控制包括以下内容：

1

安全性管理

2

连接的建立、修改及释放

3

数据无线承载(DRB)的建立、

4

LTE系统的移动性


修改及释放 (DRB)的建立、修改及释放

动性

安全性密钥管理

保证安全性的两种手段：加密和完整性保护

安全性密钥的产生过程图


1

安全性管理

2


3

数据无线承载(DRB)的建立、修改及释放

4


连接的建立和释放

UE还有两类非接入层的状态：

EPS移动性管理(EMM)状态— —

EMM-DEREGISTERED和EMM-REGISTERED

EPS连接管理(ECM)状态— —

ECM-IDLE和ECM-CONNECTED状态组合图


1

安全性管理

2


3


4



连接建立的消息流程


DRB的建立

为了建立、修改或释放DRB，E-UTRAN应用了RRC连接配置，主要的配置参数如下：

1 2 3 4

1. 对于使用小分组的服务(如VoIP)，需要配置分组数据汇聚协议(PDCP)，使其进行首部压缩，从而减少系统开销。


1

安全性管理

2


3


4


DRB的建立

2. 实时性强、准确性要求较低的服务不应使用RLC确认模式(Acknowledged Mode)，一般情况下都可以选用RLC AM。


DRB的建立

3. UE需要将上行资源划分给不同的无线承载，E-UTRAN使用优先级和优先化比特率来控制资源的划分方式。


DRB的建立

4. UE可以配置一个非连续接收(DRX)周期，除非当前服务对延时的要求非常严格。


DRB的建立

5. 对于分组速率半静态的服务(如VoIP)，可以通过配置半坚持的调度方式，减少控制信令的开销。


DRB的建立

6. 对传输延时不敏感的服务，可以配置混合ARQ(HARQ)，以提高信息可靠性。


(HARQ)，以提高信息可靠性。

移动性控制

在RRC_IDLE状态下的移动性控制是指UE执行的小区重选择(cell-reselection)。

- 在频率间的小区重选是基于优先级的，每个频率都有相应的优先级。小区特定的优先级通过系统信息给出。

- 在优先级相等的情况下，将对小区的无线链路质量进行排名。


1

安全性管理

2


3


4


移动性控制

在RRC_CONNECTED状态下的移动性控制是指E-UTRAN执行的小区切换(handover)。

- E-UTRAN决定UE切换到哪个小区，以保持链路连接。通常E-UTRAN会要求UE报告候选小区的测量结果。

- LTE体系中，UE总是连接到单个小区上，因此从源小区到目的小区的连接交换是一种硬切换(hard handover)。


1

安全性管理

2


3


4


移动性控制

切换的消息流程：

在切换前，UE一般会向源基站发送测量报告。

源基站请求一个或多个目的基站准备切换，并提供UE的上下文信息。目的基站发出切换命令，由源基站负责转发给UE。


源基站向UE发送连接重配置消息，命令UE进行切换。

UE向目的小区进行随机接入。

随机接入完成后，UE的接入层会将未完成的上行传输通知给上层，以便进行合适的处理。

测量配置与报告

测量对象测量

标识

待测量的小区、频率

周期或事件触发的准则，以及需要报告的信息

标识一次测量，定义


报告配置

数量配置

测量间隙

测量配置标识一次测量，定义可用的测量对象及报告配置

定义了每次测量结果的过滤方式

在测量间隙之内，UE进行测量操作，不能安排任何上下行传输

小区选择和重选

•小区选择，是UE在所有支持的

•当UE驻留在一个合适的小区后，就开始进行小区重选。

小区选择小区重选


•小区选择，是UE在所有支持的载频、所有支持的RAT之中搜索出信号最强的小区的过程。

•小区选择所采用的准则称为S准则(S-criterion)。当接收功率的等级Srxlev大于0dB时，就满足了S准则。

•首先，小区重选是基于绝对优先级的。其次，UE采用一种排名准则来比较各小区的链路质量。最后，UE验证目的小区的可接入性。•当多个小区都满足S准则时，UE采用R准则对小区排序。服务小区的排名为Rs，相邻小区的排名为Rn。当

一个相邻小区的排名比服务小区高，并维持一段时间Treselection，UE就重选至该小区。

背景介绍1



控制面协议3

用户面协议4

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。

PDCP

UE

PDCP

eNodeB UE eNodeB

RRC RRC

NAS NAS

MME

用户面和控制面

MAC

RLC

PDCP


RLC

MAC

PHY

RLC

MAC

PHY

用户面协议栈

PDCP

RLC

MAC

PHY

PDCP

RLC

MAC

PHY

控制面协议栈

RRC RRC

PDCP、RLC和MAC协议合称L2协议。

L2的下行结构

MAC

RLC

PDCP


L2的下行结构图

L2的上行结构

MAC

RLC

PDCP


L2的上行结构图

包数据汇聚层(PDCP)

MAC

RLC

PDCP


PDCP层架构图

PDCP层功能

头压缩与解压缩，只支持一种压缩算法，即ROHC算法；

用户名或控制面的数据传输，此功能用于PDCP用户间的数据传递；

提供PDCP序列号，供无线承载使用；

切换时对上层PDU的顺序递交；

下层SDU的复制与检测；

用户面数据和控制面数据加密。

MAC

RLC

PDCP


用户面数据和控制面数据加密。

控制面数据的完整性保护和验证；

基于定时器的丢包；

PDCP层功能(控制面)

MAC

RLC

PDCP


PDCP层控制面结构图

PDCP层功能(用户面)

MAC

RLC

PDCP


PDCP层用户面结构图

加密与完整性保护

加密用户面数据和控制面数据：

控制面：PDCP PDU的数据部分和MAC-I部分(message authenticationcode )被加密；如果控制面数据没有完整性保护，则MAC-I部分仍然存在，不过值设置为0；

用户面：PDCP PDU的数据部分被加密；

加密的算法和密钥都是高层设置的，加密的激活也是由高层来做的。

MAC

RLC

PDCP


加密的算法和密钥都是高层设置的，加密的激活也是由高层来做的。

完整性保护应用于控制面数据(SRB)

包括完整性保护和完整性验证；

完整性保护的算法和密钥都是高层设置的，它的激活也是由高层来做的。

PDCP的丢包处理

PDCP实体收到上层递交的一个PDCP SDU，就会为这个SDU启动一个Discard_Timer；

当一个PDCP SDU的Discard_Timer超期时，UE就会丢弃这个PDCPSDU以及由它生成的PDCP PDU。如果这个PDCP PDU已经传递到底层的话，就向底层发一个丢弃指示命令。

MAC

RLC

PDCP


PDCP Reordering window

无线链路层（RLC）

MAC

RLC

PDCP

中通网培训初级系列教材内部保密RLC的结构

TM 实体

MAC

RLC

PDCP


TM实体结构图

UM 实体

MAC

RLC

PDCP


UM实体结构图

AM 实体

MAC

RLC

PDCP


AM实体结构图

RLC层功能

传送RLC PDU；

通过ARQ，进行错误校验(仅在AM数据传输时)；

分段、组合和重组RLC SDU(仅在UM和AM数据传输时)；

重新分段和重新组合RLC PDU(仅在AM数据传输时)；

上层PDU的顺序发送(仅在UM和AM数据传输时)；

复制检测，检测收到的RLC PDU复制(仅在UM和AM数据传输时)；

MAC

RLC

PDCP


复制检测，检测收到的RLC PDU复制(仅在UM和AM数据传输时)；

RLC SDU丢弃(仅在UM和AM数据传输时)；

RLC连接重建；

协议的错误发现和恢复机制；

eNB和UE之间的流控制。

RLC AM的ARQ功能

RLC AM实体的发送侧发送RLC数据PDUs到对端RLC AM实体，对端接收侧接收到RLC数据PDUs，并在以下两种情况下发送状态报告给发送侧

收到发送侧发来的Polling

检测到RLC数据PDU接收失败

发送侧会进行重传在以下两种情况

MAC

RLC

PDCP


发送侧会进行重传在以下两种情况

收到接收侧发来的状态报告指示有数据包未接收成功

本发送侧底层发来的HARQ发送失败指示

当收到高层丢弃指示命令丢弃特定的RLC SDU时，UM或AM RLC实体的发送端应该丢弃指示的RLC SDU(只有在该SDU还没有被映射到RLC数据PDU中)

RLC AM的状态报告

RLC的丢包功能 MAC

RLC

PDCP


发送方触发(通过在RLC PDU中置Polling位为’1’来触发)

最后一个包，发方buffer中没有数据

T_Poll_Retransmit定时器超时(Polling触发后没有收到回应)

每发送完Poll_PDU个PDU后将P为置为’1’(PDU个数触发)

每发送完Poll_Byte个字节后将P为置为’1’(Byte位触发)

接收方触发

检测到接收的RLC数据PDU错误时，触发状态报告

媒体接入层(MAC)

MAC

RLC

PDCP


MAC层的功能

CCCH

DCCH

DTCH

RACH UL-SCH

(a)上行逻辑信道与传输信道映射关系图

上行逻辑信道

上行传输信道

通道和映射

MAC

RLC

PDCP


PCCH BCCH CCCH DCCH DTCH MCCH MTCH

PCH BCH DL-SCH MCH

下行逻辑信道

下行传输信道

(b)下行逻辑信道与传输信道映射关系图

MAC层的主要过程和操作

MAC

RLC

PDCP

1

随机接入过程Random

2

不连续接收DRX

3

调度Scheduling

4

混合冗余重传HARQ


Randomaccessprocedure

DRX Scheduling HARQ

随机接入的场景

从RRC_IDLE状态下发起初始接入时；

无线链路失败后发起初始接入；

在RRC_CONNECTED期间，上行数据到达需要进行随机接入时(例如当上行同步状态是“异步”或者没有专用的调度请求信道可用时)；

切换需要进行随机接入过程时；

在RRC_CONNECTED期间，下行数据到达需要进行随机接入时(例如当上行同步状态是“异步”的情况)；

MAC

RLC

PDCP


上行同步状态是“异步”的情况)；

1

随机接入过程Randomaccessprocedure

2

不连续接收DRX

3

调度Scheduling

4


随机接入过程

MAC

RLC

PDCP


基于竞争的随机接入过程流程图基于非竞争的随机接入过程流程图

1


2

不连续接收DRX

3

调度Scheduling

4


DRX

DRX:在一定时间段内停止监听PDCCH

DRX的目的:令RRC-CONNECTED状态下的UE节省电量和提高资源利用率，而不必转换到RRC-IDLE状态

与DRX相关的参数：

On duration Timer: UE每次从DRX醒来后维持醒着的时间,UE在该段时间内搜索PDCCH

Inactivity Timer: UE在醒着时每次成功解码HARQ初始发送的PDCCH后保持active的时间

MAC

RLC

PDCP


间

Active Time: UE从DRX醒来后保持醒着的总时间

HARQ RTT Timer: UE预期DL Retransmission到达的最少间隔时间

DRX Retransmission Timer: UE预期接收DL Retransmission的时间

DRX cycle length: DRX cycle length一旦配置/重配置就固定，即不会因为active time大于on duration而变化。

1


2

不连续接收DRX

3

调度Scheduling

4


DRX

MAC

RLC

PDCP


DRX操作时序图

1


2

不连续接收DRX

3

调度Scheduling

4


调度

目的

调度的好坏对于系统的性能影响很大，对于LTE十分重要

最好的利用时/频/空/功率资源用于不同的UEs和不同的业务，保证各种业务的QoS，提高系统的容量

基本调度原则

eNB负责上下性的调度，上下行是不同的调度器负责

调度器需要考虑的因素包括业务的QoS，业务量以及相关的无线承载，无线条件以及UE能

MAC

RLC

PDCP


调度器需要考虑的因素包括业务的QoS，业务量以及相关的无线承载，无线条件以及UE能力等

给于UE的UL-SCH的资源是对应一个UE的，而不是对应一个RB

1


2

不连续接收DRX

3

调度Scheduling

4


调度方式

动态调度

对于UL-SCH 和 DL-SCH是最基本的调度方式

半静态调度

是一种优化的方式（例如对于UL & DL VoIP)

RRC信令负责静态调度参数(周期)的配置

PDCCH信令复杂激活/去激活半静态调度资源

MAC

RLC

PDCP


PDCCH信令复杂激活/去激活半静态调度资源

1


2

不连续接收DRX

3

调度Scheduling

4


动态调度过程

MAC

RLC

PDCP


动态调度过程图例

1


2

不连续接收DRX

3

调度Scheduling

4


HARQ(混合冗余重传)

FEC编码 FEC纠错或检错

如果收到ACK，接收无错码组，

前向信道

HARQ通信系统如下图所示，是在一个ARQ(自动请求重传)系统中包含一个FEC(前向纠错)子系统。FEC部分用来纠正信道中经常出现的错误，以减少重传次数，而提高系统通过效率。ARQ部分的作用是纠正那些不常出现的、FEC不能纠正的错误，以提高系统的可靠性。这样，HARQ方式可以实现比FEC高得多的可靠性和比ARQ更高的传输效率。

MAC

RLC

PDCP


如果收到ACK，则发送下一组码；如果收到NAK，则重传当前码组。

接收无错码组，则反馈ACK；

针对不可纠错码组，反馈NAK

反馈信道

HARQ通信系统1


2

不连续接收DRX

3

调度Scheduling

4


HARQ(混合冗余重传)

快速重传/ 组合增益

多进程的停止等待

对于下行传输:

自适应的异步HARQ

UE通过PUCCH/PUSCH向eNB反馈ACK/NAK信息

PDCCH控制HARQ的进程数

MAC

RLC

PDCP


PDCCH控制HARQ的进程数

重传由PDCCH调度

对于上行传输:

非自适应的同步HARQ

对每个UE配置最大发送数

eNB通过PHICH向UE反馈ACK/NAK信息

1

随机接入过程Randomaccess

2

不连续接收DRX

3

调度Scheduling

4


物理层

对于LTE的物理层的多址方案，在下行方向上采用基于循环前缀的正交频分复用(OFDM)，在上行方向上采用基于循环前缀的单载波频分多址(SC-FDMA)。为了支持成对的和不成对的频谱，支持频分双工(FDD)模式和时分双工(TDD)模式。

物理层是基于资源块(PRB)以带宽不可知的方式进行定义的，从而允许LTE的物理层适用于不同的频谱分配。一个资源块在频域上或者占用12个宽度为15kHz的子载波，或者占用24个宽度为7.5kHz的子载波。


个宽度为15kHz的子载波，或者占用24个宽度为7.5kHz的子载波。

LTE支持两种类型的无线帧结构：类型1，适用于FDD模式；类型2，适用于TDD模式。每一个无线帧的长度为10ms，由20个时隙构成，每个时隙长度为0.5ms。

物理层

物理层为MAC层和高层提供信息传输服务，物理层传输服务是通过

如何以及用什么样的特征数据在无线接口上传输来实现的，此称为“传输信道”。

下行传输信道类型

广播信道(BCH)

下行共享信道(DL-SCH)

寻呼信道(PCH)

下行物理信道类型

物理下行共享信道(PDSCH)

物理广播信道(PBCH)

物理多播信道(PMCH)


寻呼信道(PCH)

多播信道(MCH)

上行传输信道类型

上行共享信道(UL-SCH)

随机接入信道(RACH)

(PMCH)

物理控制格式指示信道(PCFICH)

物理下行控制信道(PDCCH)

物理HARQ指示信道(PHICH)

上行物理信道类型

物理上行共享信道(PUSCH)

物理上行控制信道(PUCCH)

物理随机接入信道(PRACH)

物理层信道映射

下行传输信道

下行物理信道

下行传输信道与物理信道的映射关系图

BCH PCH DL-SCH MCH

PBCH PDSCH PMCH PDCCH PHICH PCFICH


RACH UL-SCH

PRACH PUCCH PUSCH

上行传输信道

上行物理信道

上行传输信道与物理信道的映射关系图

下行传输信道与物理信道的映射关系图

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