LTE物理层协议总结

所需积分/C币:15 2015-02-25 09:40:59 12.57MB PDF
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LTE物理层协议的总结,很好很强大,包括LTE物理层的传输过程,各种信道的结构及简介等等
e RLC PDU的按序提交(FS) RLC层功能 支持AM、UM、TM数据传输(FFS) ARQ a数据切分(重切分)和重组(级联FFS) PSDU的按序投递 数据的重复检测 协议错误检测和恢复( Reset ffs aGW和eNB间的流控(FS) 矿SDU丢弃(FS) PDCP层功能一位于UPE 头压缩,只支持ROHC算法 用户面数据加密(FFS) 下层RLC按序投递时,PDCP的重排缓冲(FFS,主要用于跨eNB切换) 网络高层即RRC层,RRC层功能 系统消息广播和寻呼 建立、管理、释放RRC连接 RRC信令的加密和完整性保护(FFS) ④RB管理 移动性管理 G广播/多播服务支持(FFS) gNAS直传信令传递(FFS) D豆丁 1.06.LTE物理层是如何工作的? Cell scarch 5y iten Information Random User Data Power On and Selenite IXRX Initial Access Procedure Physical Channel Procedure n Synchronization Procedure eNB SSS ASS BE4 DL RS PSCH PDSCH UE Cell-ld Gr。up Id i Cell Specific System System RS Information Information 0~167 (MIB) Cell-ld Detect Broadcast Information 0~503 Random Access procedure RRC Connected Time Alignment PDCCH PDSCH e Schedule PUSCH A Data Data UE Message 1 Message 2 Message 3 Message 4 Data Transfe Random Access Random Access RRC Connection RRC Connect pn RRC: Radio Resource Control Preamble Response qu吧est Physical Channel Procedure DL Data transmission procedure Schedulin HARO CLink adaptation Scheduling ink adaptation PDCCH PDSCH eNB RS DL PUCCHor PUSCH Scheduling PUCCH PUSCH cDca卸ho UE col HARO Measure UL Data Transmission Procedure HARO co、) Scheduling Scheduling Measure Link adaptation ink adaptation enB PDCCH SPHICH DL AcK PUCE Schedulin UL ISRI Grant Data Data BSR UE SRS (Buffer Status Report)( (Sounding RS) (Scheduling Request HARQ 从通俗的通信角度理解LTE中UE和eNB之间的通信流程: Cell search ENB一直处于开机状态,UE无论开机还是 mobility,都通过小区搜索( cell search) 实现时、频同步,同时获得 cell PhY Il。然后读PBCH,得到系统帧号和带宽信 息,以及 PHICH的配置等系统消息。 TS36.300-860p23 基于竞争的随机接入 TS36213 section 6 p15 TS36.30010.1.5p49 1. Send preamble sequence physical non-synchronization random access procedure physical channel: PRACH message: preamble sequence UE在 PRACH上给ENB发送 preamble序列 2.ENB给UE回复响应消息 Address to RA-Rnti on pdcch Random access response grant Physical channel: PDSCH ENB向UE传输的信息至少包括以下内容:RAPC ble identifier, Timing Alignment information, initial UL grant and assignment of Temporary C-RNTI 理解: RA-preamble identifier指UE发送的 preamble的标志符,应该和 index有 关,不可能既在 PDCCH上传输,又在 PDSCH上传输,所以RA-RNT应该不 是 preamble的 index,。 Timing Alignment information是时间提前量信息,因为空间的无线传输存在延迟, ENB计算出这个延迟量并告诉UE,以确定下一次发送数据的实际时间。 UL- grant:授权UE在上行链路上传输信息,有这个信息UE才能进行下一步的 RRC连接请求。其中会给出 UL-SCH可以传输的 transport block的大小,最小为 oBits 3.RRC连接请求(UE>ENB) RRC connection request 在进行RRC连接请求以前先完成一些基本的配置 apply the default physical channel configuration apply the default semi-persistent scheduling configuration apply the default MAC main configuration > apply the ccch configuration apply the timeAlignmentTimer Common included in SysternInfornationBlock Type2 start timer T300: initiate transmission of the RRCConnection Request message in accordance with RRC layer产生 RRC connection request并通过CCH传输 CCCH-> UL-SCH-> PDSCH 获取UE- identity,要么由上层提供(S-TMSI,要么是 random value。如果UE 向当前小区的TA(跟踪区)注册了上层就可以提供S-TMSI 把 estabilshmentclause设置的与上层一致 4RRC连接应答(ENB→>UE) RRC connection setup UE接收ENB发送的 radioResource Configuration等信息,建立相关的连接,进入 RRC cOnnection状态。 Action about physical layer: Addressed to the Temporary C-RNti on PDCCH 如果UF检测到 RA success0是还没有C-RNT,就把 temporary C-RNT升为 C-RNTI,否则丢弃。如果UE检测到 RA success而且已经有 C-RNTI,继续使用 原来的C-RNTI 5. RRC connection setup complete (UE>ENB RRC连接建立完成,UE向ENB表示接收到了连接的应答信息,应该是为了保 证连接的可靠性的。 如果UE未成功接收到 RRC connection setup消息,ENB应该会重发。不然RRC connection setup complete就没有存在必要 之后便进入正常的数据传输过程 上行调度过程: L.UE向ENB请求上行资源 n豆丁 Physical channel: PUCCH Message: SR (schedule request) SR发送的周期以及在子桢中的位置由上层的配置决定。 UE需要告诉ENB自己要传输的数据量,同时SR中UE必须告诉ENB自己的 identity (C-RNTD 理解:根据上层的配置UE按照一定的周期在 PUCCH的固定位置传输SR,而ENB对SR 的发送者的识别是通过UE和ENB事先约定好的伪随机序列来实现的??当UE有发送数 据的需求是,就把相应得SR置1,没有资源请求时SR为空。SR只负责告诉ENB是否有 资源需求,而具体需要多少资源则由上层的信令交互告诉ENB 在TS36.213中指定: Scheduling request(SR) using pucch format1,不需要进行编码调制, 用 presence/absence携带信息。 2.上行信道质量测量 Physical signal: sounding reference signal Physical channel: PUCCH ENB给UE分配上行资源之前首先必须要知道上行信道的质量,如果UE的上行信道质量较 好且有传输数据的需求,ENB才会给UE分配资源 sounding reference signal应该对UE和ENB都是已知的,ENB根据从UE接收到的 sounding reference signal和自己已知的信号的对比就可以知道当前上行信道的质量了。当然,如果信 道质量的变换很快,再加上空间信号传输的延迟估计的误差,亩 sounding reference signal测 量出的信道质量可能会变得不准确。所以U需要每过一段时间就发送 sounding reference signal给ENB,以尽可能准确地得到当前信道的质量。 3ENB分配资源并通知UE Physical channel: PDCCH 分配完资源后ENB还必须把分配的结果告诉U,即U可以在哪个时间哪个载波上传输数 据,以及采用的调制编码方案 E-UTRAN在每个TT动态地给UE分配资源(PRBs&MCS),并在 PDCCH上传输相应的 C-RNTI。 4.UE接收资源分配结果的通知并传输数据 Physical channel: PUSCH UE首先接收ENB下发的资源分配通知,监视 PDCCH以查找可能的上行传输资源分配,从 common search space中获取公共信息,从 UE specific search space中搜索关于自己的调度信 息。根据搜索到的结果后就可以在 PUSCH对应的PRB上传输数据信息。 注意:在上行链路中没有盲解码,当UE没有足够的数据填充分配的资源时,补0 5ENB指示是否需要重传 Physical channel: PHICH 同4 下行调度过程 cn豆丁 1.下行信道质量测量 ENB发送 cell specific reference signal给UE,UE佔计CQI并上报给ENB CQI不仅告诉ENB信道的质量,还包含推荐的编码调制方式。 CQI reporting channel ocu ocIn. com aperiodic cQi reporting channel: PUSCH 接收到的 DCI format0的 CQI request设置为1时,UE非周期上报CQI、PM和RI 上层可以半静态地配置UE周期性地上报不同的CQⅠ、PMI和RI 2.ENB分配下行资源 ENB根据下行信道的质量好坏自适应地分配下行资源(针对UE选择不同的载波和slot) 下行链路中, E-UTRAN在每个TT动态地给UE分配资源(PRBs&MCS 3.ENB在下行信道传输数据 Physical channel: PDSCH 根据资源分配的结果在 PDSCH上填充数据,并在 PDCCH上传输相应的CRNI 4.UE接收数据并判断是否需要发送请求重传指示 Physical channel: PUCCH Physical channel: PDSCH UE根据检测 PDCCH信道解码对应的 PDSCH信息UE根据 PDCCH告知的 DCi format在 common search spaces 中接收 PDSCH广播控制信息。此外,UE通过 PDCCH UE Specific search spaces接收 PDSCH数据传输 5ENB重传数据发送新数据 1.07.LTE各层之间的接口是什么样的? MAC层接口 Mac层位于 Physical Layer和RLC层之间,MAC层内部的配置是由RRC层完成的 MAC层和 Physical Layer之间的接口是 Transport Channels,而MAC层和RLC层之间的接 口是 Logical Channels。注意,MAC层是一个非对称协议,UL(上行链路)和DL(下行链 路)是不同的。 1.08物理层的作用 物理层给高层提供数据传输服务 传输信道的错误检测并向高层提供指示: ●传输信道的前向纠错(FEC)编解码; 混合自动重传请求(HARQ)软合并; 编码的传输信道与物理信道之间的速度匹配 ●编码的传输信道与物理信道之间的映射: 物理信道的功率加权 ●物理信道的调制和解调 频率和时间同步 射频特性测量并向高层提供指示; ●多输入多输出(MIMO)天线处理 传输分集; 波束形成 豆丁 射频处理 1.09.与物理层相关的无线接口协议架构? com Layer 3 Radio resource Control (rrCy Logical channels Layer 2 edium A ccess Control Transport channels aver Figure 1: Radio interface protocol architecture around the physical layer The physical layer interfaces the Medium Access Control (MAC)sub-layer of Layer 2 and the Radio resource Control (RRC) Layer of layer 3. The circles between different layer/sub-layers indicate Service Access Points(SAPS). The physical layer offers a transport channel to MAC. The transport channel is characterized by how the nformation is transferred over the radio interface. MAC offers different logical channels to the Radio Link Control(RLC) sub-layer of Layer 2. A logical channel is characterized by the type of information transferred 1.10.物理层功能 La Radio resource con w时2 L ogical ch L a y e2r Medium Access Transport ch L ayer Physical layer Figure 1: Radio interface protocol architecture around the physical layer 物理层给高层提供数据传输服务 传输信道的错误检测并向高层提供指示; 传输信道的前向纠错(FEC)编解码; 混合自动重传请求(HARQ)软合并; ●编码的传输信道与物理信道之间的速度匹配 ●编码的传输信道与物理信道之间的映射; 物理信道的功率加权; ●物理信道的调制和解调 丁 ●频率和时问同步; 射频特性测量并向高层提供指示 ●多输入多输出(MMO)天线处理 传输分集; 波束形成; w docIn. com 射频处理; 1.11逻辑信道、传输信道和物理信道的区别、联系和功能 逻辑信道是MAC子层向上层提供的服务,表示承载的内容是什么(what), 按信息内容划分,分为两大类:控制信道和业务信道。 传输信道表示承载的内容怎么传,以什么格式传,分为两大类:专用传输信道 和公用传输信道. LTE物理层协议根据传的内容和占用资源方式(频率和时间等)的不同定义 ∫不同的物理信道,即按照将传输信道的个同的数据流按不同处理方式进行相关 处理和数据的传输 其实信道、链路等等都是人为的概念,是对一系列数据流或调制后的信号的 分类名称,其名称是以信号的功用来确定的。 逻辑信道定义传送信息的类型,这些信息可能是独立成块的数据流,也可能 是夹杂在一起但是有确定起始位的数据流,这些数据流是包括所有用户的数据。 传输信道是在对逻辑信道信息进行特定处理后再加上传输格式等揞示信息 后的数据流,这些数据流仍然包括所有用户的数据。 物理信道则是将属于不同用户、不同功用的传输信道数据流分别按照相应的 规则确定其载频、扰码、扩频码、开始结束时间等进行相关的操作,并在最终调 制为模拟射频信号发射出去;不同物理信道上的数据流分别属于不同的用户或者 是不同的功用 链路则是特定的信源与特定的用户之间所有信息传送中的状态与内容的名 称,比如说某用户与基站之间上行链路代表二者之间信息数据的内容以及经历的 起操作过程。链路包括上行、下行等 简单来讲, 逻辑信道={所有用户(包括基站,终端)的纯数据集合} 传输信道={定义传输特征参数并进行特定处理后的所有用户的数据集合} 物理信道={定义物理媒介中传送特征参数的各个用户的数据的总称} 打个比方,某人写信给朋友, 逻辑信道=信的内容 传输信道=平信、挂号信、航空快件等等 物理信道=写上地址,贴好邮票后的信件 1.12.逻辑信道、传输信道和物理信道分别有哪些? 逻辑信道:MAC通过逻辑信道为上层提供数据传送服务。 逻辑信道通常可以分为两类:控制信道和业务信道。控制信道用于传输控制平面 信息,而业务信道用于传输用户平面信息。 其中,控制信道包括: 广播控制信道(BCCH广播系统控制信息的下行链路信道。 om 寻呼控制信道(PCCH):传输寻呼信息的下行链路信道。 专用控制信道(DCCH):传输专用控制信息的点对点双向信道,该信道在 UE有RRC连接时建立。 公共控制信道(CCCH):在RRC连接建立前在网络和UE之间发送控制信息 的双向信道。(是双向吗?下行也这样使用?)(我个人认为是双向的见MAC层 结构) 多播控制信道MCCH:从网络到UE的MBMS调度和控制信息传输使用点 到多点下行信道 业务信道包括: 专用业务信道(DTCH):专用业务信道是为传输用户信息的,专用于一个 UE的点对点信道。该信道在上行链路和下行链路都存在。 多播业务信道(MTCH):点到多点下行链路。 传输信道:物理层通过传输信道为上层提供数据传送服务。 物理层支持的传输信道:

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    houhuaide 4G资料,容易读懂.
    2015-07-13
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