chapter 4 LTE physical layer

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1、LTEPhysicalLayerJul28，2011提纲物理层概述物理资源物理层信道和信号物理层过程LTE物理层协议结构无线接口主要指UE和网络之间的接口，包括层1、层2和层3。下图给出了层1（物理层）周围的E-UTRA无线协议结构。物理层与层2的媒体接入控制（MAC）子层和层3的无线资源控制（RRC）层有接口。其中圆圈便是不同层/子层间的服务接入点（SAP）。物理层向MAC层提供传输信道，MAC提供不同的逻辑信道给层2的无线链路控制（RLC）子层。LTE物理层功能物理层向高层提供数据传输服务，可以通过MAC子层并使用传输信道来接入这些服务。为了提供数据传输服务，物理层将提供

2、如下功能：1.传输信道的错误检测并向高层提供指示2.传输信道的前向纠错（ForwardErrorCorrection，FEC）编码解码3.混合自动重传请求（HybirdAutomaticRepeat-reQuest，HARQ）软合并4.编码的传输信道与物理信道之间的速率匹配LTE物理层功能5.编码的传输信道与物理信道之间的映射6.物理信道的功率加权7.物理信道的调制与解调8.频率和时间同步9.射频特性测量并向高层提供指示10.对输入多输出(MultipleInputMultipleOutput，MIMO)天线处理11.传输分集12.波束赋形13.射频处理LTE物理层概述E-UTRA

3、N的多址方式以OFDM为基础，在上行使用SC-FDMA，在下行使用OFDMAOFDM是一种特殊的多载波传输方案。多载波传输把数据流分解成若干子比特流，这样每个子数据流将具有低得多的比特速率，用这样的低比特率形成的低速率多状态符号再去调制相应的子载波，就够成多个低速率符号并行发送的传输系统。由于各个子载波相互正交，所以调制后的频谱可以相互重叠，不但减小了子载波间的相互干扰，还大大提高了频谱利用率。为了克服符号间干扰，减少在接收端定时偏移的错误，一般都要在每个OFDM符号之间插入保护间隔(GuardInterval)。通常是将每个OFDM符号的后Tg时间中的样点复制到OFDM符号的前

4、面，形成前缀，在交接点没有任何间断。这种保护间隔叫做循环前缀(CyclicPrefix)。时间复制IFFT输出GIIFFT输出GIIFFT输出TgTFFTTs符号N-1符号N符号N+1LTE物理层概述-信道带宽支持的信道带宽（ChannelBandwidth）1.4MHz，3.0MHz，5MHz，10MHz，15MHz以及20MHzLTE系统上下行的信道带宽可以不同下行信道带宽大小通过主广播信息（MIB）进行广播上行信道带宽大小通过系统信息（SIB）进行广播上下行最小资源块为180kHZ，也就是12个子载波。载波分配可采用集中式或分布式两种方式。系统可以实现1.4-20M

5、Hz的灵活带宽配置。ChannelBandwidth[MHz]TransmissionBandwidthConfiguration[RB]TransmissionChanneledgeBandwidth[RB]ChanneledgeResourceblockPage7ActiveResourceBlocksDCcarrier(downlinkonly)LTE物理层概述-双工方式FDD:上行传输和下行传输在不同的载波频段上进行；TDD:上行传输和下行传输在相同的载波频段上进行；基站/终端在不同的时间进行信道的发送/接收或者接收/发送；H-FDD:上行传输和下行传输在不同的

6、载波频段上进行；基站/终端在不同的时间进行信道的发送/接收或者接收/发送；H-FDD与FDD的差别在于终端不允许同时进行信号的发送与接收，即H-FDD基站与FDD基站相同，但是H-FDD终端相对FDD终端可以简化，只保留一套收发信机并节省双工器的成本。FDDhalf-duplexFDDTDDfffDLDLDL/ULffULULPage8LTE物理层概述LTE下行定义的物理信道包括物理下行共享信道、物理多播信道、物理下行控制信道、物理广播信道、物理控制格式指示信道和物理HARQ指示信道LTE上行定义的物理信道包括物理随即接入信道、物理上行共享信道和物理上行控制信道。定义的信号

7、包括参考信号、主/辅同步信号。下行和上行均支持如下调制方式：四相移相键控（QuatePhaseShiftKeying，QPSK）、正交调幅（QuadratureAmplitudeModulation,16QAM）和64QAM。LTE中传输块的信道编码方案为Turbo编码，编码速率为R=1/3LTE物理层概述-物理层过程LTE操作中涉及多个物理层过程，这些过程包括小区搜索、功率控制、上行同步和上行定时控制、随即接入相关过程、HARQ相关过程。无线特性