LTE物理层协议与过程

lte物理层处理流程LTE（Long Term Evolution）是一种无线通信技术，它的物理层处理流程是实现无线信号的传输和接收。

本文将从物理层处理流程的角度，详细介绍LTE系统是如何处理数据的。

LTE物理层处理流程主要包括信道编码、调制和解调、信道复用和解复用、多天线技术以及功率控制等环节。

LTE系统对要传输的数据进行信道编码。

信道编码的目的是为了提高信道的可靠性和传输效率。

在信道编码过程中，数据被划分为一定的块，并添加纠错码，以便在传输过程中能够纠正误码。

纠错码的添加可以提高传输的可靠性，保证数据的完整性。

接下来，经过信道编码的数据被调制。

调制的目的是将数字信号转换为模拟信号，以便在无线信道中传输。

LTE系统采用的调制方式是正交频分复用（OFDM），它将数据分成多个子载波进行传输，提高了信道的利用率和抗干扰能力。

在调制完成后，LTE系统对信号进行解调。

解调的过程是调制的逆过程，将接收到的模拟信号转换为数字信号。

解调后的信号被送入解码器进行纠错，以还原原始数据。

解调和解码的过程是为了消除传输过程中的干扰和误差，确保数据的可靠性。

LTE系统还需要进行信道复用和解复用的操作。

信道复用是指将多个用户的数据进行合理分配，使它们能够在同一时隙中传输。

信道解复用则是将接收到的多路信号进行分离，恢复出原始的用户数据。

信道复用和解复用的过程是为了提高系统的容量和效率，使多个用户能够同时进行通信。

LTE系统还采用了多天线技术，包括发射端的空间多址技术和接收端的空间分集技术。

发射端的空间多址技术利用多个天线同时发送信号，提高了信号的传输速率和可靠性。

接收端的空间分集技术则利用多个天线接收信号，通过对多个接收信号进行合理的处理，提高了信号的抗干扰能力和覆盖范围。

LTE系统还需要进行功率控制，即根据信道的质量和用户的需求，调整发射功率，以达到最佳的传输效果。

功率控制的目的是提高系统的能效，减少干扰和功耗。

LTE物理层处理流程主要包括信道编码、调制和解调、信道复用和解复用、多天线技术以及功率控制等环节。

L TE 物理层协议分析——同步过程本文主要分析物理层的同步过程，其主要源于协议TS36.213。

一、概述同步过程用于保证UE 与ENB 之间的上行链路的时间和频率的同步。

同步过程主要分为两类场景：一是入网场景下的同步，此时UE 通过PSS 和SSS 完成下行链路的同步，通过PRACH 和TA 命令（RAR 中）完成上行链路链路的同步；二是在网场景下的同步，此时UE 通过PSS 和SSS 信号维护下行链路的同步，通过PRACH 、DMRS/SRS 和TA 命令（RAR 或其他PDSCH 数据中）维护上行链路的同步。

需要特别注意的是，在网场景下若无上行数据传输，允许ENB 和UE 之间的上行链路不同步——即上行同步只在有上行数据传输时才被需要。

二、上行链路同步过程TA （Time Advanced ）命令指示了上行所有信道和信号的发送时间提前量，用于支持所有UE 发送的上行信号能够同时到达eNodeB ，以便eNodeB 正确接收上行信号。

eNodeB 通过MAC 层的MCE 或RAR 数据单元将TA 信息以TA Command 的形式发送给UE ，TA Command 表示发送时间提前量的基本单位为16Ts 。

物理层不提供相关控制字段接口。

因此，严格意义来讲，TA 并非无线传输资源，但却决定了UE 发送的上行信号是否能够正确接收。

TA 基于上行参考信号（DMRS 、SRS 和PRACH ）测量得到，如下图1-1所示， UEENB DMRS(PUSCH)/SRS/PRACHObtain the transmissiondelay by measuring SRSand DMRS MCE_TA/RARPUSCHDetermine the timeadvanced of transmittingPUSCH by MCE_TA图1-1 TA 分配示意图其中RAR 下发的TA Command 为绝对TA 命令，即UE 发送上行信号的绝对提前时间，长度11bit ；MCE_TA 下发的TA Command 为相对TA 命令，即UE 发送上行信号相对于上一次发送时刻的提前时间，此时绝对提前时间为N TA,new = N TA ,old + (TA −31)×16。

L T E物理过程系统框图及物理层简单介绍(总5页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--一般下行过程详细流程图1：LTE 的一般下行过程的详细流程图1是我根据LTE 物理层协议专门画的LTE 的一般下行过程的详细流程。

旨在让大家明白物理层是怎么工作的。

有以下两点说明： 1、上行过程很相似，只是上行中UE 的能力比较小，调度信息等是基站通过下行控制信息指定的。

中可以看到如图2所示的一些较详细信息，是上行过程的部分流程。

Node B UEError图2：上行共享信道的物理模型2、这里是一般下行过程，是下行共享信道的整个物理过程，下行还有控制信道、广播信道等。

那些的过程可能只有其中的部分。

或者还有些没有提到的。

详细内容可以参考.和. 3、 本人水平有限，难免有错误和遗漏，发现请指出。

下面详细点介绍图1中的相关内容。

分成4个部分：1、红色所示的物理信道与调制（）；2、蓝色所示的复用与信道编码（）；3、橙色所示的物理层测量（）；以及物理层过程相关内容（）。

四个部分的关系如图3所示。

物理信道与调制（）直接与最下面的空中接口交互信息。

是离发射端和接收端最近的。

然后复用与信道编码（）是在211的上面一点点。

可以认为有一个逻辑信道，在这部分要做信道编码等，与211有个映射关系。

213是高层和最后发射端的一个联系着。

高层通过213给211发命令等。

214是高层为了获得信道等信息而设置的。

To/From Higher Layers图3、物理层协议间以及与高层间关系1、211物理信道与调制：该部分包括图1中的红色部分。

物理信道有很多种，如下表1和2中的红色部分就是部分物理信道。

表1、下行传输信道与物理信道映射表画的图中就是第四点数控复用部分提到的映射到物理信道。

可以看到，有好几种传输信道对应几种物理信道。

另外的上/下行控制信息与物理信道映射在212中。

在物理信道与调制部分要对逻辑信道映射来的信息做处理，如下图4和5所示，分别是下行和上行的处理流程。

4.13 信道估计4.13.1 信道估计简介1.有哪些信道估计方法 (1) 盲估计与半盲估计(2) 基于导频的信道估计（3）基于训练序列的信道估计2.信道估计的作用(1)抵抗衰落，用估计结果来抵消各个子信道衰落的影响，从而在接收端获得正确的解调。

(2)在OFDM无线通信系统中一般采用多进制调制方式，如MQAM调制方式，这就需要在接收端进行相干解调。

由于无线信道的传输特性是随时间变化的，因此相干解调就要用到信道的瞬时状态信息，所以在系统接收端需要进行信道估计，以获得无线信道的瞬时传输特性(3)信道估计还可以用来纠正频率偏移造成的信号正交性的破坏(4)对于结合MIMO技术的OFDM系统来说，空时检测或空时解码一般要求己知信道状态信息，因此这时的信道估计及估计的准确性就尤为重要(5)对于闭环系统，如OFDM自适应调制系统、MIMO一OFDM自适应调制系统、结合信道信息采用改进空时编码发射机的MIMO系统等，发射机端同样要求得到信道状态信息3.各种方法的基本原理及准则原理（1）盲估计：不需要发送辊发送特殊的训练序列，但是接收须接收到足够多的数据符号，以得到可靠的信道估计，但有很大的处理延时。

（2）基于导频：发送端适当位置插入导频，接收端利用导频恢复出导频位置的信道信息，然后利用某种处理手段(如内插、滤波、变换等)获得所有时段的信道信息。

准则 (1) 最小平方误差准则(Least Square error law，LS)(2)最小均方误差( Minimum Mean Square Errorlaw，MMSE)（3）最大似然准则主要用于盲估计4.依据各种方法使用条件及优缺点来确定选用何种估计方法（1）盲估计：优点盲估计可以大大提高系统的传输码率。

缺点：很大的处理延时（2）基于训练序列和导频的信道估计比较成熟经过考虑我们选定基于导频和基于训练序列的信道估计算法OFDM系统的数学模型信道估计就是通过已知导频的X和接收信号Y根据某种准则先求导频处信道的频率响应H。

lte物理层处理过程
LTE（Long Term Evolution）是一种无线通信技术，其物理层处理过程是整个LTE系统中非常重要的一部分。

物理层处理过程涉及到无线信号的调制、多路复用、功率控制、信道编码等一系列操作，以确保数据的可靠传输和高效利用无线资源。

首先，在LTE系统中，物理层处理过程涉及到信号的调制和多路复用。

LTE系统采用正交频分复用（OFDM）技术，通过将数据分割成多个子载波并进行调制，以实现高速数据传输。

同时，多路复用技术将多个用户的数据同时传输到同一个频段上，提高了频谱的利用率。

其次，在物理层处理过程中，功率控制是非常重要的一环。

LTE 系统通过动态功率控制技术，根据用户的信道质量和距离，调整发射功率，以确保信号的覆盖范围和质量。

这样可以有效减少干扰，提高系统的容量和覆盖范围。

另外，信道编码也是物理层处理过程中的关键环节。

LTE系统采用了Turbo码和LDPC码等高效的编码技术，通过对数据进行编码和交织，提高了信道的抗干扰能力和纠错性能，从而保证了数据传
输的可靠性。

除此之外，物理层处理过程还涉及到天线技术、信道估计和均衡等方面。

LTE系统采用了MIMO技术，通过多天线传输和接收，提高了系统的频谱效率和容量。

同时，信道估计和均衡技术可以有效抑制多径干扰，提高信号的质量和覆盖范围。

总之，LTE物理层处理过程是一个复杂而精密的系统工程，涉及到调制、多路复用、功率控制、信道编码等多个方面。

通过这些处理过程，LTE系统可以实现高速数据传输、广覆盖和高可靠性，为用户提供了更加丰富和便捷的无线通信体验。

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。