LTE空中接口物理層過(guò)程淺析

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1 概述

LTE是3GPP在2005年啟動(dòng)的新一代無(wú)線系統(tǒng)研究項(xiàng)目。LTE采用了基于OFDM技術(shù)的空中接口設(shè)計(jì),目標(biāo)是構(gòu)建出高速率、低時(shí)延、分組優(yōu)化的無(wú)線接入系統(tǒng),提供更高的數(shù)據(jù)速率和頻譜利用率。

圖1-1LTE系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

整個(gè)系統(tǒng)由核心網(wǎng)絡(luò)(EPC)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)(E-UTRAN)和用戶設(shè)備(UE)3部分組成,見(jiàn)上圖。其中EPC負(fù)責(zé)核心網(wǎng)部分;E-UTRAN(LTE)負(fù)責(zé)接入網(wǎng)部分,由eNodeB節(jié)點(diǎn)組成;UE指用戶終端設(shè)備。系統(tǒng)支持FDD和TDD兩種雙工方式,并對(duì)傳統(tǒng)UMTS網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化,其中LTE僅包含eNodeB,不再有RNC;EPC也做了較大的簡(jiǎn)化。這使得整個(gè)系統(tǒng)呈現(xiàn)扁平化特性。

系統(tǒng)的扁平化設(shè)計(jì)使得接口也得到簡(jiǎn)化。其中eNodeB與EPC通過(guò)S1接口連接;eNodeB之間通過(guò)X2接口連接;eNodeB與UE 通過(guò)Uu接口連接。

2 物理層過(guò)程

本文重點(diǎn)討論LTE空中接口物理層的一些主要過(guò)程。

2.1 下行物理層過(guò)程

2.1.1 小區(qū)搜索過(guò)程

UE使用小區(qū)搜索過(guò)程識(shí)別并獲得小區(qū)下行同步,從而可以讀取小區(qū)廣播信息。此過(guò)程在初始接入和切換中都會(huì)用到。

為了簡(jiǎn)化小區(qū)搜索過(guò)程,同步信道總是占用可用頻譜的中間63個(gè)子載波。不論小區(qū)分配了多少帶寬,UE只需處理這63個(gè)子載波。

UE通過(guò)獲取三個(gè)物理信號(hào)完成小區(qū)搜索。這三個(gè)信號(hào)是P-SCH信號(hào)、S-SCH信號(hào)和下行參考信號(hào)(導(dǎo)頻)。

一個(gè)同步信道由一個(gè)P-SCH信號(hào)和一個(gè)S-SCH信號(hào)組成。同步信道每個(gè)幀發(fā)送兩次。

規(guī)范定義了3個(gè)P-SCH信號(hào),使用長(zhǎng)度為62的頻域Zadoff-Chu序列。每個(gè)P-SCH信號(hào)與物理層小區(qū)標(biāo)識(shí)組內(nèi)的一個(gè)物理層小區(qū)標(biāo)識(shí)對(duì)應(yīng)。S-SCH信號(hào)有168種組合,與168個(gè)物理層小區(qū)標(biāo)識(shí)組對(duì)應(yīng)。故在獲得了P-SCH和S-SCH信號(hào)后UE可以確定當(dāng)前小區(qū)標(biāo)識(shí)。

下行參考信號(hào)用于更精確的時(shí)間同步和頻率同步。

完成小區(qū)搜索后UE可獲得時(shí)間/頻率同步,小區(qū)ID識(shí)別,CP長(zhǎng)度檢測(cè)。

圖2.1.1-1小區(qū)搜索過(guò)程

2.1.2 下行功率控制

下行功率控制適用于數(shù)據(jù)信道(PDSCH)和控制信道(PBCH、PDCCH、PCFICH和PHICH)。

eNode B 決定每個(gè)資源單元的下行發(fā)射功率。對(duì)于數(shù)據(jù)信道(PDSCH)方法如下:

對(duì)每個(gè)OFDM 符號(hào),定義= EPREPDSCH /EPRERS,

= [dB] 或

= [dB]

其中=0dB (對(duì)所有 PDSCH 發(fā)送方式,除多用戶MIMO)

是由高層提供的UE特定參數(shù),使用3個(gè)比特表示[3,2,1,0,-1,-2,-3,-6] dB。

2.1.2.1eNodeBRNTP 限制

系統(tǒng)通過(guò)定義“RNTP(RelativeNarrowbandTX Power) ”來(lái)支持可能進(jìn)行的下行功率協(xié)調(diào),該消息通過(guò)X2接口在基站間交換。

定義了一個(gè)門限,由以比特圖的形式指示每個(gè)PRB將要使用的發(fā)射功率是否超過(guò)該門限。由下式確定:

其中:

- 指示比特圖

- 下行帶寬配置

-

- nPRB PRB 數(shù)目

- EA:不包含參考符號(hào)的OFDM符號(hào)中的數(shù)據(jù)子載波的發(fā)射功率

- EB:包含參考符號(hào)的OFDM符號(hào)中的數(shù)據(jù)子載波的發(fā)射功率

 

作者:愛(ài)立信(中國(guó))通信有限公司 趙鐵   來(lái)源:通信世界
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