LTE網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化-物理層

1、陜西億兆通信技術(shù)有限公司陜西億兆通信技術(shù)有限公司LTE物理層過程- LTE網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化學(xué)習(xí)課程課程內(nèi)容 物理層概述 小區(qū)初搜 小區(qū)重選 隨機接入 功率控制物理層概述物理層的位置（E-UTRAN無線用戶面協(xié)議棧）4物理層概述物理層的位置（E-UTRAN無線控制面協(xié)議棧）5物理層概述 物理層主要功能傳輸信道的錯誤檢測，并向高層提供指示傳輸信道的糾錯編碼/譯碼HARQ軟合并 第一次缺失的和第二次完整的整合編碼的傳輸信道向物理信道映射物理信道功率加權(quán)物理信道調(diào)制與解調(diào)頻率與時間同步無線特征測量，并向高層提供指示MIMO天線處理射頻處理（射頻相關(guān)規(guī)范）物理層概述物理層幀結(jié)構(gòu)（FDD)l共1024個無線幀；l

2、1個無線幀由10個子幀組成；l1個子幀由2個時隙組成；l每個時隙由若干個符號構(gòu)成。物理層概述物理層幀結(jié)構(gòu)（TDD）l共1024個無線幀；l1個無線幀由2個半幀組成；l每個半幀由5個子幀組成：常規(guī)子幀由2個時隙構(gòu)成；特殊子幀由DwPTS導(dǎo)頻、GP保護、UpPTS時隙構(gòu)成3:9:2 10:2:2lTDD幀結(jié)構(gòu)支持5ms和10ms兩種上下行轉(zhuǎn)換點周期物理層概述物理層的資源無線幀子幀時隙子載波OFDM符號協(xié)議規(guī)定，通常情況下子載波間隔15khz，Normal CP(Cyclic Prefix)情況下，每個子載波一個slot有7個symbol；Extend CP情況下，每個子載波一個slot有6個sym

3、bol。下圖給出的是常規(guī)CP情況下的時頻結(jié)構(gòu)，從豎的的來看，每一個方格對應(yīng)就是頻率上一個子載波。RB(Resource Block)：頻率上連續(xù)12個子載波，時域上一個slot，稱為1個RB。如下圖左側(cè)橙色框內(nèi)就是一個RB。根據(jù)一個子載波帶寬是15k可以得出1個RB的帶寬為180kHz。RE(Resource Element)：頻率上一個子載波及時域上一個symbol，稱為一個RE，如上圖所示。REG（Resource Element Group）：）：一個REG包括4個連續(xù)未被占用的RE。REG主要針對PCFICH物理格式指示和PHICH速率很小的控制信道資源分配，提高資源的利用效率和分配靈

4、活性。CCE（Control Channel Element）：）：每個CCE由9個REG組成，之所以定義相對于REG較大的CCE，是為了用于數(shù)據(jù)量相對較大的PDCCH的資源分配。每個用戶的PDCCH只能占用1，2，4，8個CCE，稱為聚合級別。9物理層概述同步信號同步信號：同步信號用于小區(qū)搜索過程中UE和E-UTRAN的時頻同步。同步信號包含兩個部分：主同步信號（PSS）：用于符號timing對準(zhǔn)，頻率同步，以及部分的小區(qū)ID偵測輔同步信號（SSS)：用于幀timing對準(zhǔn)，CP長度偵測，以及小區(qū)組ID偵測同步信號特點：1. 無論系統(tǒng)帶寬是多少，同步信號只位于系統(tǒng)帶寬的中部，占用72個子載波

5、1.08M2. 同步信號只在每個10ms幀的第1個和第11個時隙傳送3. 主同步信號位于傳送時隙的最后一個符號，次同步信號位于傳送時隙的倒數(shù)第二個符號主 3 次168物理層概述FDD與TDD同步信號位置區(qū)分TDD中，PSS位于DWPTS（ 下行導(dǎo)頻時隙）的第三個符號，SSS位于5ms第一個子幀的最后一個符號；FDD中，主同步信號和輔同步信號位于5ms第一個子幀內(nèi)前一個時隙的最后兩個符號；利用主、輔同步信號相對位置的不同，終端可以在小區(qū)初搜的初始階段識別系統(tǒng)是TDD還是FDD;物理層概述物理信道及物理信道和物理信號的區(qū)別物理信道：對應(yīng)于一系列RE的集合，需要承載來自高層的信息稱為物理信道；如PD

6、CCH、PDSCH等.物理信號：對應(yīng)于物理層使用的一系列RE，但這些RE不傳遞任何來自高層的信息。如參考信號(RS)，同步信號。下行物理信號：下行物理信號：RS(Reference Signal)：參考信號，通常也稱為導(dǎo)頻信號；：參考信號，通常也稱為導(dǎo)頻信號；SCH(PSCH,SSCH)：同步信號，分為主同步信號和輔同步信號；：同步信號，分為主同步信號和輔同步信號；上行物理信號：上行物理信號：RS：參考信號：參考信號；物理層概述物理信道下行物理信道：PDSCH: Physical Downlink Shared Channel(物理下行共享信道) 。主要用于傳輸業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，也可以傳輸信令。UE之

7、間通過頻分進行調(diào)度。 （調(diào)制方式QPSK,16QAM,64QAM）PDCCH: Physical Downlink Control Channel(物理下行控制信道)。承載尋呼和用戶數(shù)據(jù)的資源分配信息，以及與用戶數(shù)據(jù)相關(guān)的HARQ信息。 （調(diào)制方式QPSK）PBCH: Physical Broadcast Channel(物理廣播信道)。承載小區(qū)ID等系統(tǒng)信息，用于小區(qū)搜索過程。 （調(diào)制方式QPSK） a PHICH: Physical Hybrid ARQ Indicator Channel(物理HARP指示信道) ，用于承載HARP的ACK/NACK反饋。（調(diào)制方式BPSK）PCFICH:

8、 Physical control Format Indicator Channel(物理控制格式指示信道)，用于 承載控制信息所在的OFDM符號的位置信息。 （調(diào)制方式QPSK）PMCH: Physical Multicast channel(物理多播信道)，用于承載多播信息（調(diào)制方式QPSK,16QAM,64QAM）物理層概述物理信道上行物理信道：PRACH: Physical Random Access Channel(物理隨機接入信道) 承載隨機接入前導(dǎo)。（調(diào)制方式QPSK正交相移鍵控）PUSCH: Physical Uplink Shared Channel(物理上行共享信道) 承載

9、上行用戶數(shù)據(jù)。 （調(diào)制方式QPSK,16QAM，64QAM）A PUCCH: Physical Uplink Control Channel(物理上行控制信道) 承載HARQ的ACK/NACK，調(diào)度請求，信道質(zhì)量指示等信息。 （調(diào)制方式QPSK）物理層概述下行RS(Reference Signal)參考信號，通常也稱為導(dǎo)頻信號。和3G中導(dǎo)頻信號的作用是一樣的，主要包括：1. 下行信道質(zhì)量測量；2. 下行信道估計，用于UE端的相干檢測和解調(diào)；3. 小區(qū)搜索；參考信號有三種類型： 小區(qū)特定參考信號，一般不特別說明，參考信號指的都是小區(qū)特定參考信號。 MBSFN(Multimedia Broadca

10、st Single Frequency Network)參考信號，與MBSFN傳輸關(guān)聯(lián)MBSFN參考信號僅在分配給MBSFN傳輸?shù)淖訋瑐鬏?。MBSFN導(dǎo)頻序列僅用于擴展CP的情況。 UE特殊參考信號。顧名思義，這類參考信號只針對特定UE有效。課程內(nèi)容 物理層概述 小區(qū)初搜 小區(qū)重選 隨機接入 功率控制物理層概述物理層過程-UE狀態(tài)轉(zhuǎn)移小區(qū)搜索小區(qū)搜索流程 5ms 定時，獲得 10ms 定時，獲得計算得到PCI讀取MIB讀取SIB小區(qū)選擇PSSSSSPBCHPDSCHSFN下行系統(tǒng)帶寬下行系統(tǒng)帶寬PHICH配置信息配置信息(2)IDN(1)IDN18 參考信號上行參考信號下行參考信號DMRSSR

11、S小區(qū)專用RS用戶專用RSMBSFN專用RS數(shù)據(jù)解調(diào)信道測量和估計19小區(qū)搜索l 主同步信號主同步信號 共3個PSS 對應(yīng)l 輔同步信號輔同步信號 共168組SSS 對應(yīng)n 同步捕獲過程同步捕獲過程(2)IDN(1)IDNPCIPCI（物理小區(qū)（物理小區(qū)IDID）：）：20小區(qū)搜索l 主信息塊主信息塊MIBMIB PBCH上發(fā)送 40msTTIl 系統(tǒng)信息塊系統(tǒng)信息塊SIBSIB PDSCH上發(fā)送 傳輸格式及資源 由PDCCH調(diào)度n 系統(tǒng)信息讀取系統(tǒng)信息讀取小區(qū)搜索小區(qū)選擇小區(qū)選擇l 初始小區(qū)選擇未預(yù)存E-UTRA載波信息；UE需要進行全頻段搜索；僅需搜索各個載頻的最強小區(qū)；如果滿足駐留條件，

12、UE將駐留在該小區(qū)。l 已存有信息的小區(qū)選擇存有E-UTRA載波信息；甚至可能存有小區(qū)參數(shù)；根據(jù)存儲信息進行搜索；如果滿足駐留條件，UE將駐留在該小區(qū)；如果不滿足，則進行初始小區(qū)選擇。？I know it小區(qū)搜索小區(qū)選擇參數(shù)-在SIB1中廣播S準(zhǔn)則： Srxlev 0 Srxlev =-97 Qrxlevmeas 手機實際測量值 (Qrxlevmin -105+ Qrxlevminoffset 0) Pcompensation功率補償 23-15其中， Pcompensation = max(PEMAX_H PPowerClass, 0) 課程內(nèi)容 物理層概述 小區(qū)初搜 小區(qū)重選 隨機接入 功

13、率控制小區(qū)重選小區(qū)重選流程重選參數(shù)獲取鄰區(qū)啟測判決小區(qū)重選判決小區(qū)重選重選參數(shù)獲取26小區(qū)重選重選優(yōu)先級 在LTE系統(tǒng)中，小區(qū)重選引入了頻點優(yōu)先級的概念：l網(wǎng)絡(luò)可配置不同頻點的優(yōu)先級；l優(yōu)先級配置單位是頻點，相同載頻的不同小區(qū)具有相同的優(yōu)先級；l合理設(shè)置該參數(shù)，可均衡網(wǎng)絡(luò)負荷、提升資源利用率，保障UE信號質(zhì)量。27小區(qū)重選重選啟動準(zhǔn)則重選優(yōu)先級高于服務(wù)小區(qū)的載頻，UE始終對其測量；重選優(yōu)先級等于或者低于服務(wù)小區(qū)的載頻：l同頻：當(dāng)服務(wù)小區(qū)Srxlev Sintrasearch-95時，UE可以不進行同頻測量；A1當(dāng)服務(wù)小區(qū)Srxlev Snonintrasearch時，UE可以不進行異頻測量；當(dāng)

14、服務(wù)小區(qū)Srxlev Threshx,high ；且保持一段時間(Treselection-EUTRA)。29小區(qū)重選小區(qū)重選判決 - 異頻準(zhǔn)則準(zhǔn)則1：優(yōu)先級不同的異頻小區(qū)重選判決準(zhǔn)則：優(yōu)先級不同的異頻小區(qū)重選判決準(zhǔn)則l低優(yōu)先級小區(qū)重選判決準(zhǔn)則UE駐留在當(dāng)前小區(qū)超過1s ；高優(yōu)先級和同優(yōu)先級鄰區(qū)不滿足重選判決準(zhǔn)則；服務(wù)小區(qū)Sservingcell Threshx,low ；且保持一段時間(Treselection-EUTRA)。小區(qū)重選定時器時長30小區(qū)重選小區(qū)重選判決小區(qū)重選判決小區(qū)重選小區(qū)重選判決小區(qū)重選判決準(zhǔn)則準(zhǔn)則2：同頻小區(qū)及同優(yōu)先級異頻小區(qū)重選判決準(zhǔn)則：同頻小區(qū)及同優(yōu)先級異頻小區(qū)重選

15、判決準(zhǔn)則UE在當(dāng)前小區(qū)駐留超過1s；鄰小區(qū)Srx,neighbourcell0；滿足R準(zhǔn)則；且保持一段時間(Treselection)。32小區(qū)重選小區(qū)重選判決準(zhǔn)則準(zhǔn)則2：同頻小區(qū)及同優(yōu)先級異頻小區(qū)重選判決準(zhǔn)則：同頻小區(qū)及同優(yōu)先級異頻小區(qū)重選判決準(zhǔn)則R準(zhǔn)則： Rn Rs其中，Rs = Qmeas,s + Qhyst；Rn = Qmeas,t Qoffset；Qoffset = Qoffsets,n + Qoffsetfrequency 。小區(qū)重選小區(qū)重選判決課程內(nèi)容 物理層概述 小區(qū)初搜 小區(qū)重選 隨機接入 功率控制隨機接入過程 l 從RRC-IDLE狀態(tài)到RRC-CONNECT的狀態(tài)轉(zhuǎn)換，即

16、RRC連接過程，如初始接入和TAU更新l 無線鏈路失敗后的初始接入，即RRC 連接重建過程l 在RRC-CONNECTED狀態(tài)，未獲得上行同步但需發(fā)送上行數(shù)據(jù)和控制信息或雖未上行失步但需要通過隨機接入申請上行資源l 在RRC-CONNECTED狀態(tài)，從服務(wù)小區(qū)切換到目標(biāo)小區(qū)l 在RRC-CONNECTED狀態(tài)，未獲得上行同步但需接收下行數(shù)據(jù)l 在RRC-CONNECTED狀態(tài)，UE位置輔助定位需要，網(wǎng)絡(luò)利用隨機接入獲取時間提前量（TA: Timing Advance）競爭接入過程競爭接入過程非競爭接入過程非競爭接入過程隨機接入應(yīng)用場景36隨機接入過程隨機接入信道結(jié)構(gòu)Preamble: CP +

17、 SequencePreamble之后需要預(yù)留保護間隔（GT）隨機接入過程前導(dǎo)序列格式前導(dǎo)序列格式Format 03適用于TDD和FDD兩種模式；Format 4只適用于TDD模式，且只在長度為4384 Ts和5120 Ts的UpPTS中進行傳輸。隨機接入過程lMsg1：UE發(fā)送preamble序列，進行上行同步；lMsg2：基站檢測到preamble序列后，發(fā)送隨機接入響應(yīng)。lMsg3：UE檢測到屬于自己的隨機接入響應(yīng)后，利用分配的資源發(fā)送高層信令消息；lMsg4：基站發(fā)送沖突解決響應(yīng)，UE判斷是否競爭成功?；诟偁幍碾S機接入基于競爭的隨機接入隨機接入過程基于非競爭的隨機接入基于非競爭的隨機

18、接入lMsg0：基站根據(jù)需求，給UE分配一個特定的preamble序列；lMsg1：UE使用特定的資源發(fā)送指定的preamble序列；lMsg2：基站接收到隨機接入preamble序列后，發(fā)送隨機接入響應(yīng)。隨機接入過程UEUE物理層處理流程物理層處理流程l解析傳輸請求，獲得隨機接入配置信息l選擇preamble序列基于競爭的隨機接入：隨機選擇preamble無競爭的隨機接入：由高層指定preamblel按照指定功率發(fā)送preamblel盲檢用RA-RNTI標(biāo)識的PDCCH檢測到，接收對應(yīng)的PDSCH并將信息上傳否則退出物理層隨機接入過程，由高層邏輯決定后續(xù)操作隨機接入過程隨機接入相關(guān)參數(shù)隨機接入相關(guān)參數(shù)課程內(nèi)容 物理層概述 小區(qū)初搜 小區(qū)重選 隨機接入 功率控制功率控制 功率控制的作用：l 抑制小區(qū)間干擾；l 省電，減少發(fā)射功率；l 在小區(qū)內(nèi)，主要用于補償路損和陰影；l 上行采用慢功控；l 下行不進行功控，只進行功率功率分配。功率控制功率控制的分類小區(qū)內(nèi)小區(qū)內(nèi)上行功率控制：上