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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。
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eNode B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eNode B，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eNode B與EPC通過S1接口連接；eNode B之間通過X2接口連接；eNode B與UE 通過Uu接口連接。
圖1-1 LTE系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
2、物理層過程
本文重點(diǎn)討論LTE空中接口物理層的一些主要過程。
2.1 下行物理層過程
2.1.1 小區(qū)搜索過程
UE使用小區(qū)搜索過程識(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)。
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：
2.1.2.1 eNodeB RNTP 限制
系統(tǒng)通過定義“RNTP (Relative Narrowband TX Power) ”來(lái)支持可能進(jìn)行的下行功率協(xié)調(diào)，該消息通過X2接口在基站間交換。
RNTPtreshold 定義了一個(gè)門限，由RNTP(n PRB)以比特圖的形式指示每個(gè)PRB將要使用的發(fā)射功率是否超過該門限。RNTP(n PRB)由下式確定：
其中：
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
