LTE物理层过程分解

1.物理层的基本概念1。

1 LTE系统帧结构在空中接口上，LTE系统定义了无线侦来进行信号的传输，1个无线帧的长度为10ms.LTE支持两种帧结构FDD和TDD。

在FDD帧结构中，一个长度为10ms的无线帧由10个长度为1ms的子帧构成，每个子帧由两个长度为0.5ms的时隙构成。

基本时间单位在TDD帧结构中,一个长度为10ms的无线帧由2个长度为5ms的半帧构成,每个半帧由5个长度为1ms的子帧构成,其中包括4个普通子帧和1个特殊子帧。

普通子帧由两个0。

5ms的时隙组成，而特殊子帧由3个特殊时隙（DwPTS、GP 和UpPTS）组成。

1。

2LTE下行时隙结构和物理资源LTE系统中的物理资源均被分配到物理资源网格中传输,也就是说在每个slot中传输的信号由一个资源网格描述。

一个资源网格是由个下行物理资源块（Physical Resource Block，记为RB)组成，而每个RB又由个资源元素（resource element,记为RE）构成。

一个RB在时域上包含个OFDM 符号，在频域上包含个子载波.RE是资源网的基本单位,一个资源网包含个资源元。

在一个slot中资源元素由索引对（k，l）唯一定义，其中k=0,…,-1，l=0,…，-1分别为频域和时域的索引.LTE下行资源网格图具体如图由图可知，一个资源网格由频域索引坐标上个子载波和时域索引坐标上个OFDM符号交错分割而成.其中，是RB个数，它由下行传输带宽决定，为每RB分配的子载波个数，1个RB在频域上对应12个子载波,子载波间隔为15kHZ，180KHz=15 KHz x 12（normal CP）.和的个数由CP（Cyclic Prefix，CP)类型和子载波间隔决定.物理资源块参数与CP长度关子载波间隔OFDM符号数(一个时隙）RB占用子载波数RB对应的RE数常规CP15KHz 7 12 84扩展CP15KHz 6 12 727.5KHz 3 24 721.3 资源元素组物理资源元素组(Resource—element Groups,记为REG）是用来定义控制信道到资源元素的映射的.控制信息的映射，需要把物理资源首先定义为资源组，然后再映射。

第七课：LTE物理层信道概述与过程双工方式是传输的一种方式，相对而言有单工方式，半双工，全双工。

数据可以同时在两个方向上进行传输。

根据载体的不同又分为FF和TDD，我们一起来看看定义。

讲到这里给大家讲讲4G的发展史，在3G里面我们有三大标准，TD-SCDMA以TDD为主，W以FDD为主，LTE的发展目标就是两网融合，并且转向全IP,实现网络的平滑升级。

就针对这两种方式设计出两套针结构方案。

LTE使用天线端口来区分空间上的资源。

天线端口是从接收机的角度来定义的，即如果接收机需要区分资源在空间上的差别，就需要定义多个天线端口。

天线端口与实际的物理天线端口没有一一对应的关系。

由于目前LTE上行仅支持单射频链路的传输，不需要区分空间上的资源，所以上行还没有引入天线端口的概念。

目前LTE下行定义了三类天线端口，分别对应于天线端口序号0~5。

lRB为transportblock，一个RB包含12个子载波，20M带宽为100个RB，1200个子载波。

最小值是6个RB，最大值是110个RB，但是去掉保护频带，实际可用的应该是100RB。

100个RB既要给业务也要给控制,还要给RS。

LTE中RB为承载业务信息的最小的资源调度单位。

RB对是两个RB，时域占用一个子帧。

一个子帧里两个时隙的频域占用可以不一样。

REG的定义：REG用于控制信道至物理资源的映射。

每个REG由4个可分配的频域连续（子载波连续）的RE 构成，这4个RE位于同一个OFDM 符号。

REG为PHICHPCFICH设计CCE为PDCCH设计它沿用了UMTS系统一直都采用的10MS无线帧的长度，LTE在数据传输延时方面提出了更高的要求并且在调度方面要求更加灵活，小于5MS，所以要采用更加小的时隙传输间隔，以前的是5MS，但是太小了，大家想想会带来什么问题，是不是调度时需要的信令开销更大了，所以权衡下，最后就设计出了下面的FDD帧结构模型。

在每一个0.5MS时隙结构中，有数据符号和CP组成，针对不同的CP，OFDM符号数也不同，用常规CP，每个时隙的符号数为7个，扩展CP每个时隙为6个，这样一种帧结构，每个控制信道应该是占用每个时隙中的几个字符，数量级要更加小一些，具体的分配在后面我们要讲到。

lte操作中涉及到哪些物理层过程LTE基于旧有的GSM/EDGE和UMTS/HSPA网络技术，是GSM/UMTS标准的升级，你知道LTE在操作中涉及哪些物理技术吗?接下来店铺为你整理了lte操作中涉及到哪些物理层过程，一起来看看吧。

LTE物理层过程：小区搜索与下行同步通过小区搜索的过程，终端与服务小区实现下行信号时间和频率的同步，并且确定小区的物理层ID。

物理层小区搜索的过程主要涉及两个同步信号，即主、辅同步信号(PSS/SSS)。

过程中包括了下行时间和频率的同步、小区物理ID的检测和OFDM信号CP长度的检测(Normal或ExtendedCP)。

完成这些操作后，终端就可以开始读取服务小区的广播信道(PBCH)中的系统信息，进行进一步的操作。

这期间，在通过同步信号的检测与服务小区获得同步以后，终端可以利用下行导频信号(CRS)进行更精确的时间与频率同步以及同步的维持。

LTE物理层过程：上行传输时间的调整与同步通过上行传输时间的调整，终端与服务小区实现上行信号时间的同步，使得不同用户的上行信号同步到达基站。

相关过程包括异步随机接入过程中的传输时间调整，以及连接状态下的上行同步保持。

在异步随机接入过程中，作为随机接入的响应消息，基站向终端发送长度为11bit的定时调整命令(TimingAdvanceCommand)，终端根据该信息调整上行的发送时间，实现上行同步。

在连接状态下，MAC层的控制信息携带了长度为6bit的定时调整命令，终端将根据该信息对上行的发送时间进行调整，实现上行同步的保持。

定时调整命令的精度是(即15/(15000*2048))，从收到命令到调整后上行发送之间的延时是6ms，即在子帧收到调整命令之后，该信息将终端应用于从子帧开始的上行发送中LTE物理层过程：功率控制针对上行和下行信号的发送特点，LTE物理层定义了相应的功率控制机制。

对于上行信号，终端的功率控制在节电和抑制用户间干扰的方面具有重要意义，所以，相应地采用闭环功率控制的机制，控制终端在上行单载波符号上的发送功率。

第七课：LTE空中接口分层详解前面一课我们了解到，LTE空中接口协议栈主要分为三层两面，三层是指物理层、数据链路层、网络层，两面是指控制平面和用户平面。

从用户平面看，主要包括物理层、MAC 层、RLC层、PDCP层，从控制平面看，除了以上几层外，还包括RRC层，NAS层。

下面我们分别对这些分层进行详解。

一、MAC 媒体接入控制层1. MAC层功能概述不同于UMTS，MAC子层只有一个MAC实体，包括传输调度功能、MBMS功能、MAC控制功能、UE级别功能以及传输块生成等功能块。

MAC层结构如图1图1 MAC层结构图MAC层的各个子功能块提供以下的功能：（1） 实现逻辑信道到传输信道的映射；（2） 来自多个逻辑信道的MAC服务数据单元（SDU）的复用和解复用；（3） 上行调度信息上报，包括终端待发送数据量信息和上行功率余量信息。

基于HARQ机制的错误纠正功能；（4） 通过HARO机制进行纠错；（5） 同一个UE不同逻辑信道之间的优先级管理；（6） 通过动态调度进行UE之间的优先级管理；（7） 传输格式的选择，通过物理层上报的测量信息，用户能力等，选择相应的传输格式（包括调制方式和编码速率等），从而达到最有效的资源利用；（8） MBMS业务识别；（9） 填充功能，即当实际传输数据量不能填满整个授权的数据块大小时使用。

各功能与位置和链路方向的对应关系如图2所示。

图2 MAC功能与位置和链路方向的关系2. MAC层关键过程1. 调度与UMTS不同，LTE完全取消了专用信道，并引入了共享信道的概念。

在不同UE不同逻辑信道之间划分共享信道资源的功能成为调度。

早期的很多接入系统每个用户的业务都有专门的信道，虽然到了HSPA时已经有共享信道的概念，但是主要还是针对数据业务。

LTE的几乎所有的应用与业务都是使用共享信道，由于各个业务与应用的对服务质量（QoS）的要求是不同的，如何为具有不同带宽要求、不同时延保障、不同QOS等级的各种业务合理地分配资源，在满足业务需求的基础上，提高网络的总体吞吐量和频谱效率，是分组调度的核心任务。