3GPP长期演进（LTE）技术原理与 系统设计

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1、第5章LTE无线传输系统设计一个无线系统的成形，固然取决于选择合适的空中接口传输技术，但系统的具体设计也同样重要。第4章介绍的LTE传输技术为LTE系统实现优异的性能提供了潜在的能力，但这距离要形成一个完整的LTE传输系统还相去甚远。要将众多的关键技术集成在一起，形成一个有机的架构，使各种技术协同工作，相得益彰，充分发挥它们的性能优势，实现一个高效、均衡、经济、可以实现高性能而又简洁实用的系统，仍需要依赖缜密细致的系统设计工作。LTE采用的OFDM、MIMO等先进的传输技术为系统提供了大量的时域

2、、频域、空域资源，但如何用好这些资源、管好这些资源，则需要帧结构、参数设计和资源分配技术的支持。要想适应多径无线信道的变化，保证数据的可靠传输，则需要依靠精巧实用的参考信号设计。而要实现网络和终端之间的默契配合、步调一致，则离不开高效、完善的控制信令设计。本章将针对这些重要的系统设计环节进行介绍，帮助读者建立起对LTE空中接口系统结构和功能的基本认识。需要说明的是，虽然关键技术的选择和系统设计分别在第4、5章介绍，但并不意味着技术的选择过程和系统的设计过程是截然分开、先后进行的。相反，它们是两个

3、密不可分的过程。很多关键技术从理论分析上虽然具有很好的先进性，但在实际系统设计中却难以看到预期的性能增益。例如，那些带来大量信令开销和软硬件复杂度的技术，即使理论上性能优异，在实际标准化中也经常被弃用。因此，标准化中的关键技术筛选和系统设计不是孤立进行的，也不可能先完成技术筛选，再进行系统设计，而往往是技术选择和系统设计交互进行、相互影响的。也就是说，评估、选择每一项技术，都必须放在一个完整的系统中去考察，而不能孤立地去评判。只有那些适合这个系统、服务于这个系统、可以很好地提升整体系统性能的技术

4、，才是对这个系统有价值的技术，最终才会被选用。E-UTRA系统的特点是除了系统信息、物理层信令、寻呼、MBMS等以外，所有单播数据均通过共享信道传送，共享信道也是功能最全的信道。因此这里可以以共享信道为例，说明E-UTRA系统的结构，其他广播、控制、寻呼、多播等信道可以看作是共享信道的简化，只实现共享信道的一部分功能。[5-92]E-UTRA下行共享信道（DL-SCH）的物理模型如图5-1所示。这个模型集中体现了E-UTRA的系统结构、物理层的功能和数据处理流程。eNodeB端的信号处理流程包括

5、CRC处理（如4.8.5节所述）、信道编码和速率匹配（如4.8节所述）、交织、调制（如4.7节所述）、资源映射（ResourceMapping，如5.4.1节所述）和天线映射（AntennaMapping，如4.5节所述）等；UE端的信号处理流程包括天线逆映射（AntennaDemapping）、资源逆映射（ResourceDemapping）、解调、解交织、解码和CRC校验等。DL-SCH具有最完全的功能，支持多层SU-MIMO传输、MAC层调度和HARQ（如6.2节所述）等各种功能。系统可以

6、根据反馈的信道状态信息（CSI）等，通过MAC层调度，动态配置eNodeB发射信号的调制编码方式、资源映射和天线映射方式。基于UE反馈的ACK/NACK信息，eNodeB可以进行HARQ重传。同时，HARQ操作也通过冗–207–3GPP长期演进（LTE）技术原理与系统设计余版本（RV）控制信道编码冗余比特的产生。在这个模型中，上层协议可以对编码与速率匹配、调制、资源映射和天线映射进行灵活的配置，从而获得DL-SCH的最大容量。图5-1下行共享信道（DL-SCH）物理模型上行共享信道（UL-SCH

7、）的物理模型如图5-2所示。UL-SCH包含的功能和DL-SCH相比略有不同。首先，R8LTE暂不支持上行SU-MIMO，只支持开环的天线选择，因此UE不需要支持天线映射功能。但是LTE上行支持MU-MIMO操作，因此两个UE可以配对进行MU-MIMO传输，这种情况下，eNodeB需要支持天线逆映射，以正确接收两个UE的MU-MIMO信号。其次，由于LTE上行采用同步HARQ，重传的信息是固定的，因此UE也不需要在上行传送HARQ信息。–208–第5章LTE无线传输系统设计图5-2上行共享信道（

8、UL-SCH）物理模型根据DL-SCH和UL-SCH的物理模型，就可以理解第4、5、6章介绍的部分关键技术和系统设计是如何相互配合、形成一个有机的整体的。用于承载MBMS业务的多播信道（MCH）可以看做DL-SCH信道的一种简化（其物理模型如图5-3所示），虽然仍然可以支持多层MIMO操作，但由于原则上没有上行反馈，因此只能进行开环的MIMO操作。另外，由于MBMS系统是一个没有上行反馈的系统，因此不必要也无法对调制、资源映射和天线映射进行动态调整，只需进行半静态（semi-static）的配置