LTE Introduction.docx
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LTE Introduction.docx
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LTEIntroduction
LTEIntroduction
常用缩写
RS:
ReferenceSignal导频符号
SRS:
SoundingRS信道探测参考信号
DRS:
DedicatedRS专用参考信号
DMRS:
DeModulationReferenceSignal
RB:
ResourceBlock,资源映射的最小单位,12个子载波*7个符号
PRB:
PhysicalRB
VRB:
VirtualRB
RE:
ResourceElement,1个子载波*1个符号
LTEue-Category(36.306)
Table4.1-1:
Downlinkphysicallayerparametervaluessetbythefieldue-Category
UECategory
MaximumnumberofDL-SCHtransportblockbitsreceivedwithinaTTI
MaximumnumberofbitsofaDL-SCHtransportblockreceivedwithinaTTI
Totalnumberofsoftchannelbits
MaximumnumberofsupportedlayersforspatialmultiplexinginDL
Category1
10296
10296
250368
1
Category2
51024
51024
1237248
2
Category3
102048
75376
1237248
2
Category4
150752
75376
1827072
2
Category5
299552
149776
3667200
4
Table4.1-2:
Uplinkphysicallayerparametervaluessetbythefieldue-Category
UECategory
MaximumnumberofbitsofanUL-SCHtransportblocktransmittedwithinaTTI
Supportfor64QAMinUL
Category1
5160
No
Category2
25456
No
Category3
51024
No
Category4
51024
No
Category5
75376
Yes
1基本参数
1.1帧结构设计
帧长10ms,分为10个子帧,每个子帧2个时隙(特殊子帧DW,GP,UP除外)
TTI概念等于子帧
1.2CP设计
一个时隙在常规CP情况下包含7个symbol,
第一个symbol长为5.208us(CP)+66.67us,
之后6个symbol长为4.687us(CP)+66.67us
CP长度的设计考虑到降低多径延迟造成的ISI,ICI影响。
同时需要降低开销。
1.3子载波间隔
在高速移动(350km/h)情况下,只要子载波间隔大于11kHz,多普勒频移就不会造成严重的性能下降。
LTE将子载波间隔设计为15kHz,则2048点FFT占用带宽30.72MHz,采样间隔Ts=1/30.72us;1个symbol包含2048个调制符号,symbol长度为66.67us(Ts*2048)。
再加上CP长度。
每个时隙500us=5.208us+66.67us+(4.687+66.67)*6
对于20MHz带宽用户,最多只能分配100RB=100*12carriers=1200carriers。
占用带宽=1200carriers*15kHz=18MHz。
1.4Channelbandwidth
RequirementsinpresentdocumentarespecifiedforthechannelbandwidthslistedinTable5.6-1.
Table5.6-1TransmissionbandwidthconfigurationNRBinE-UTRAchannelbandwidths
ChannelbandwidthBWChannel[MHz]
1.4
3
5
10
15
20
TransmissionbandwidthconfigurationNRB
6
15
25
50
75
100
2基本技术
2.1多址方式
上行采用SC-FDMA,下行采用OFDMA;
SC-FDMA的PAPR小于OFDMA,对UE的功放效率和成本控制有益
对于OFDMA,输入数据是频域数据a0,a1,......,aN,通过IFFT后转到时域数据,必然出现时域数据信号包络的较大起伏,出现PAPR过大的问题;
使用SC-FDMA,输入数据a0,a1,......,aN本身的PAPR是很好的(经过调制后的信号PAPR很好),经过DFT和IFFT后,只是相当于通过了一个带通滤波器,对于信号包络没有明显影响,不会恶化PAPR(频域补零,相当于在原来时域信号上做内插)。
当然,这需要DFT后的数据连续映射到IFFT的子载波上才能做到,这也影响到上下行不同的resourcemappingscheme以及参考信号的设计。
2.2参考信号设计
下行参考信号相对均匀的分布在每个OFDM符号的子载波上,如下图所示。
不同小区之间的RS信号可以通过在子载波上的shifting(只有3种shifting图案)和RS信号本身的正交设计来区分。
上行参考信号则占用整个OFDM符号分配给该UE的所有带宽。
与下行RS的不同分配方式也是由于上下行不同的多址方式导致的。
下图只是PUSCH的RS占用方式,PUCCH根据不同类型又有不同。
2.3资源映射方式
上下行资源映射的最小单位都是一个RB(1timeslot*12subcarriers)。
更小的分配单位可以提供更高的频率分集增益以对抗频率选择性衰落,但需要更多的信令开销以指示对端进行demapping。
下行支持localizedanddistributedmapping。
为了保持单载波特性,上行只支持localizemapping,但可以通过在不同时隙,子帧之间的跳频来提供频率分集增益。
2.4MIMO介绍
Overviewofphysicalchannelprocessing
对于空间复用来说,天线的层(Layer)数定义为MIMO信道矩阵的秩(Rank),也就是独立的虚拟信道的数目。
举例来说,对于4发2收的天线系统,在不同的信道环境下,其天线的层数可能是1或者2,最大不会超过接收和发送两端天线数目的最小值(这里是2)。
对于空间复用来说,可以使用1个码字或2个码字,尽管天线的层数可以是1到4。
对于发射分集来说,天线的层数等于发射端口的数目,为2或4,无论是2层还是4层,都只使用一个码字,映射到所有的层上。
发射分集主要用于提高信号传输的可靠性,例如采用空频块编码(SFBC)、频率切换发射分集(FSTD)及天线切换分集等。
从36.211Section6.3.4.3可以看出,LTE中无论对于2个天线端口还是4个天线端口的情况,分集的数目都是2(在每个符号上,同时发射的只有2个天线端口,在不同的符号上,按一定的规律进行天线切换)。
MU-MIMO与SU-MIMO
MU-MIMO是指多个用户使用相同的时频资源发送数据。
SU-MIMO则是指单用户的空间复用。
LTER8版本下行支持MU-MIMO和SU-MIMO;上行则只支持MU-MIMO,因为上行总是单天线发送,不能做到SU-MIMO,但可以多个用户共享相同的时频资源,构成MU-MIMO,不过这对于UE来说没有区别,因为UE不必知道其他用户占用的时频资源,只是在NodeB侧MU-MIMO会形成多用户的干扰。
同样下行的MU-MIMO也会出现多用户的干扰。
LTE中下行PDSCH的发送过程,大致可以分成:
1)对于来自上层的数据,进行信道编码和速率适配,形成码字(Codeword)。
2)对不同的码字进行调制,产生调制符号;
3)对于不同码字的调制信号进行层映射(LayerMapping);
4)对于层映射之后的数据进行预编码(Precoding),映射到天线端口上发送。
Layermapping与Precoding参考36.211section6.3.3and6.3.4
MIMO发端信号的生成就是通过上述层映射和预编码实现。
空间复用可以成倍的提高数据传输速率,而发射分集则提高数据传输的可靠性。
控制信道都采用分集的方式提高传输可靠性。
上行总是单天线,单layer,单codeword发送。
3上行链路描述
3.1上行链路信道
3.2编码流程
1.CRC
CRC长度有24,16,8三种,UL-SCH信道只使用长为24的CRC24A
2.CodeBlocksegmentationandcodeblockCRCattachment
Z=6144
当传输块大小超过Z时,需要分段,并且每个分段后的码块数据需要再额外做一次长度为24的CRC24B校验,将校验数据放在码块数据后。
数据分段长度需要查表获得,可能需要在第一个码块前添加fillerbits。
3.ChannelCoding
传输信道有两种编码方式:
tailbitingconvolutionalcodingwithcoderate1/3
Turbocodingwithrate1/3
控制信号如CFI,HI,UCI等可以使用其他编码方式(blockcode,repetitioncode)
(1)Convolutional Coding:
编码器初始状态需要填入码块数据的最后6bit(TD-SCDMA中的CC初始状态填0)
(2)TurboCoding:
如果该码块前有填充比特,长度为F,需要注意三个输出数据流的前两个的前F个bit输出值置为
internalinterleaver:
输入数据为c(0),c
(1),...,c(K-1);
则输出数据如下:
c'(k)=c(PI(i)); k=0,1,...,K-1
其中PI(i)=(f1*i+f2*i^2)modK
f1,f2根据K值不同查表可得
4.Ratematching
RM模块基于每个码块分别执行
包含如下几个step
(1)针对各个码流分别做块交织
(2)将块交织输出的各码流按一定的方式级联起来
(3)根据该TTI内分配的物理资源计算ratematching之后允许的输出bit数G,以及分配到各个码块的RM输出bit数Er
(4)从
(2)的输出bit流中按照一定的算法选出Er个比特作为该码块的RM输出数据
5.CodeBlockConcatenation
将RM之后各码块输出数据顺序级联即可
6.DataandControlMultiplexing
按顺序将CQI/PMI信息比特与数据比特级联即可,CQI/PMI在数据之前。
7.ChannelInterleaver
(1)该模块完成将6中获得的数据信息和RI,HARQ-ACK信息映射到时频资源上,
映射都是以vector(vector长度基于调制方式,2forQPSK,4for16QAM,6for64QAM)为最小单位的.
(2)根据该Subframe是否发送SRS,每个subframe可用的symbol数是11或12个(normalCP).
总的需要映射的数据数是H+Qri,注意其中没有包含ACK比特需要的资源,因为ACK比特会覆盖数据信息的位置。
之所以要用ACK覆盖数据部分,是因为ACK信息的发送与否UE和基站之间理解是不一致的(可能UE漏收DL-SCH导致应该发ACK的地方没有发ACK),因此做RM时输出数据的长度不能根据是否存在ACK/NACK来决定,否则UE和基站理解的数据长度不一致会导致NodeB解码错误。
(3)先将RI信息映射到一个矩阵中,矩阵列数为11或12(normalCP);从最后一行开始填充RI信息,在最后一行根据columnset查出四个可填充信息的列;填完最后一行的4列后,在填充倒数第二行的4列,以此类推。
(4)然后将数据比特填充在剩余的矩阵单元上,填充顺序是按照先从左到右(symbol顺序),从上到下(subcarrier顺序)。
(5)最后填充HARQ-ACK信息,填充算法和RI填充算法相同,只是在每一行中的4列不同,这4列确定在DMRS前后(有两列DMRS)
3.4调制流程
1.scrambling:
UEspecificscramblingsubjecttoRNTIandCellID
2.modulationofscrambledbitstogeneratecomplex-valuedsymbols,QPSK,16QAMor64QAMaresupport
3.transformprecodingtogeneratecomplex-valuedsymbols
4.mappingofcomplex-valuedsymbolstoresourceelements
5.generationofcomplex-valuedtime-domainSC-FDMAsignalforeachantennaport
下行链路基本描述
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