下载文档原格式
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。
LTE网络结构协议栈及物理层LTE（Long Term Evolution）是第四代移动通信技术，为了满足日益增长的数据需求和提供更高的速率、更低的时延，LTE采用了全新的网络结构和协议栈。
本文将介绍LTE网络的结构、协议栈及物理层。
一、LTE网络结构LTE网络结构包括用户终端设备（UE）、基站（eNodeB）、核心网（EPC）和公共网（Internet）四个部分。
UE是移动设备，eNodeB是用于无线接入的基站，EPC则是支持核心网络功能的节点。
UE与eNodeB之间通过无线接口建立连接，提供无线接入服务。
eNodeB负责对无线资源进行管理和调度，以及用户数据的传输。
而EPC则是核心网络，包括MME（Mobility Management Entity）、SGW （Serving Gateway）和PGW（Packet Data Network Gateway）等网络节点，负责用户移动性管理、用户数据传输和连接到公共网。
二、LTE协议栈LTE协议栈分为两个层次：控制面协议栈（CP）和用户面协议栈（UP）。
CP负责控制信令的传输和处理，UP处理用户数据的传输。
协议栈分为PHY（物理层）、MAC（介质访问控制层）、RLC（无线链路控制层）、PDCP（包隧道协议层）和RRC（无线资源控制层）五个层次。
- 物理层（PHY）：是协议栈的最底层，负责将用户数据以比特流的形式传输到空中介质中，并接收从空中介质中接收到的数据。
物理层对数据进行编码、调制和解调，实现无线传输。
- 介质访问控制层（MAC）：负责管理无线资源，包括分配资源、管理调度和处理数据的传输。
MAC层通过无线帧的分配来实现用户数据的传输控制。
- 无线链路控制层（RLC）：负责对用户数据进行分段、确认和相关的传输协议。
RLC层提供不同的服务质量，如可靠传输和非可靠传输。
- 包隧道协议层（PDCP）：负责对用户数据进行压缩和解压缩，以减小无线传输时的带宽占用。
LTE工作过程一、LTE开机及工作过程如下图所示：二、小区搜索及同步过程整个小区搜索及同步过程的示意图及流程图如下：1)UE开机，在可能存在LTE小区的几个中心频点上接收信号（PSS），以接收信号强度来判断这个频点周围是否可能存在小区，如果UE保存了上次关机时的频点和运营商信息，则开机后会先在上次驻留的小区上尝试；如果没有，就要在划分给LTE系统的频带范围内做全频段扫描，发现信号较强的频点去尝试；2)然后在这个中心频点周围收PSS（主同步信号），它占用了中心频带的6RB，因此可以兼容所有的系统带宽，信号以5ms为周期重复，在子帧#0发送，并且是ZC序列，具有很强的相关性，因此可以直接检测并接收到，据此可以得到小区组里小区ID，同时确定5ms的时隙边界，同时通过检查这个信号就可以知道循环前缀的长度以及采用的是FDD还是TDD（因为TDD的PSS是放在特殊子帧里面，位置有所不同，基于此来做判断）由于它是5ms 重复，因为在这一步它还无法获得帧同步；3)5ms时隙同步后，在PSS基础上向前搜索SSS，SSS由两个端随机序列组成，前后半帧的映射正好相反，因此只要接收到两个SSS就可以确定10ms的边界，达到了帧同步的目的。
由于SSS信号携带了小区组ID，跟PSS结合就可以获得物理层ID（CELL ID），这样就可以进一步得到下行参考信号的结构信息。
4)在获得帧同步以后就可以读取PBCH了，通过上面两步获得了下行参考信号结构，通过解调参考信号可以进一步的精确时隙与频率同步，同时可以为解调PBCH做信道估计了。
PBCH在子帧#0的slot #1上发送，就是紧靠PSS，通过解调PBCH，可以得到系统帧号和带宽信息，以及PHICH的配置以及天线配置。
系统帧号以及天线数设计相对比较巧妙: SFN（系统帧数）位长为10bit，也就是取值从0-1023循环。
在PBCH的MIB（master information block）广播中只广播前8位，剩下的两位根据该帧在PBCH 40ms周期窗口的位置确定，第一个10ms帧为00，第二帧为01，第三帧为10，第四帧为11。
LTE完整信令流程LTE（Long Term Evolution）是一种高速无线通信技术，具有高速传输、低延迟和高效能的优点。
其完整的信令流程可以分为以下几个步骤：1. 初始接入过程（Initial Access Procedure）：首先，用户设备（UE）通过寻呼消息（Paging）或广播消息（Broadcast）接收到小区的系统信息，以确定附近的LTE基站。
然后，UE选择一个小区，并发送随机接入信令（Random Access Preamble）到该小区。
基站收到该信令后，分配一个随机接入响应（Random Access Response），其中包含一个预定信道号（Preamble ID）和一个调度计时延迟（Timing Advance）参数。
最后，UE使用该信道与基站建立物理层协议连接。
2. 随机接入过程（Random Access Procedure）：在建立了物理层协议连接之后，UE发送一个带有预定信道号的接入请求（Access Request）消息，以请求分配一个随机接入标识（Random Access ID）。
基站收到该消息后，进行随机接入控制过程，决定是否接受该请求。
如果接受该请求，基站发送随机接入响应（Random Access Response）消息，包含一个随机接入标识。
UE接收到该响应消息后，回复一个接入确认（Access Accept）消息，以确认接入过程的完成。
3. 安全性协商（Security Negotiation）：4. 建立承载（Bearer Establishment）：5. 数据传输（Data Transfer）：在建立承载之后，UE和基站之间可以进行数据传输。
UE发送数据传输请求（Data Transfer Request）消息，其中包含要发送的数据以及相关的传输参数。
基站收到该请求后，进行调度过程，将待发送的数据按照合适的调度方式分配给UE。
然后，基站发送数据传输告示（DataTransfer Indication）消息，通知UE可以开始接收数据。
第八课：LTE系统物理层LTE物理层概述LTE物理层在技术上实现了重大革新与性能增强。
关键的技术创新主要体现在以下几方面：以OFDMA为基本多址技术实现时频资源的灵活配置；通过采用MIMO技术实现了频谱效率的大幅度提升；通过采用AMC、功率控制、HARQ等自适应技术以及多种传输模式的配置进一步提高了对不同应用环境的支持和传输性能优化；通过采用灵活的上下行控制信道涉及为充分优化资源管理提供了可能。
1. 协议结构物理层周围的LTE 无线接口协议结构如图1 所示。
物理层与层2 的MAC 子层和层3 的无线资源控制RRC 子层具有接口，其中的圆圈表示不同层/子层间的服务接入点SAP。
物理层向MAC 层提供传输信道。
MAC 层提供不同的逻辑信道给层2 的无线链路控制RLC 子层。
图1 物理层周围的无线接口协议结构2. 物理层功能物理层通过传输信道给高层提供数据传输服务，物理层提供的功能包括: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（FEC）编解码；3）混合自动重传请求（HARQ）软合并；4）编码的传输信道与物理信道之间的速度匹配；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）物理信道的调制和解调；8）频率和时间同步；9）射频特性测量并向高层提供指示；10）多输入多输出（MIMO）天线处理；11）传输分集；12）波束形成；13）射频处理；3. LTE无线传输帧结构（1） 无线传输帧结构LTE 在空中接口上支持两种帧结构：Type1 和Type2，其中Type1 用于FDD 模式；Type2 用于TDD 模式，两种无线帧长度均为10ms。
在FDD 模式下，10ms 的无线帧分为10 个长度为1ms 的子帧（Subframe），每个子帧由两个长度为0.5ms 的时隙（slot）组成，如图2 所示。
图2 帧结构类型1在TDD 模式下，10ms 的无线帧包含两个长度为5ms 的半帧（Half Frame），每个半帧由5 个长度为1ms 的子帧组成，其中有4 个普通子帧和1 个特殊子帧。
