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一文看懂LTE物理层是怎么作业的?

一文看懂LTE物理层是如何工作的?-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……

一、LTE开机及作业进程

如下图所示:

二、小区查找及同步进程

整个小区查找及同步进程的示意图及流程图如下:

1)UE开机,在或许存在LTE小区的几个中心频点上接纳信号(PSS),以接纳信号强度来判别这个频点周围是否或许存在小区,假如UE保存了前次关机时的频点和运营商信息,则开机后会先在前次驻留的小区上测验;假如没有,就要在划分给LTE体系的频带范围内做全频段扫描,发现信号较强的频点去测验;

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,因而能够兼容一切的体系带宽,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,因而能够直接检测并接纳到,据此能够得到小区组里小区ID,一起确认5ms的时隙鸿沟,一起经过查看这个信号就能够知道循环前缀的长度以及选用的是FDD仍是TDD(由于TDD的PSS是放在特别子帧里边,方位有所不同,基于此来做判别)由于它是5ms重复,由于在这一步它还无法取得帧同步;

3)5ms时隙同步后,在PSS基础上向前查找SSS,SSS由两个端随机序列组成,前后半帧的映射正好相反,因而只需接纳到两个SSS就能够确认10ms的鸿沟,达到了帧同步的意图。由于SSS信号带着了小区组ID,跟PSS结合就能够取得物理层ID(CELL ID),这样就能够进一步得到下行参阅信号的结构信息。

4)在取得帧同步今后就能够读取PBCH了,经过上面两步取得了下行参阅信号结构,经过解调参阅信号能够进一步的精确时隙与频率同步,一起能够为解调PBCH做信道估量了。PBCH在子帧#0的slot #1上发送,便是紧靠PSS,经过解调PBCH,能够得到体系帧号和带宽信息,以及PHICH的装备以及天线装备。体系帧号以及天线数规划相比照较奇妙: SFN(体系帧数)位长为10bit,也便是取值从0-1023循环。在PBCH的MIB(master informaTIon block)播送中只播送前8位,剩余的两位依据该帧在PBCH 40ms周期窗口的方位确认,第一个10ms帧为00,第二帧为01,第三帧为10,第四帧为11。PBCH的40ms窗口手机能够经过盲检确认。而天线数隐含在PBCH的CRC里边,在计算好PBCH的CRC后跟天线数对应的MASK进行异或。

5)至此,UE完结了和ENB的守时同步;

要完结小区查找,仅仅接纳PBCH是不行的,由于PBCH仅仅带着了十分有限的体系信息,更多更详细的体系信息是由SIB带着的,因而尔后还需求接纳SIB(体系信息模块),即UE接纳承载在PDSCH上的BCCH信息。为此有必要进行如下操作:

1)接纳PCFICH,此刻该信道的时频资源能够依据物理小区ID推算出来,经过接纳解码得到PDCCH的symbol数目;

2)在PDCCH信道域的公共查找空间里查找发送到SI-RNTI(无线网络标识符)的候选PDCCH,假如找到一个并经过了相关的CRC校验,那就意味着有相应的SIB音讯,所以接纳PDSCH,译码后将SIB上报给高层协议栈;

不断接纳SIB,上层(RRC)会判别接纳的体系音讯是否满足,假如满足则中止接纳SIB至此,小区查找进程才差不多完毕。

三、随机接入进程

在同步和小区查找进程完毕之后,紧接着便是随机接入进程,整个随机进程的示意图如下:

1. UE sends preamble sequence to ENB on PRACH

Physical non-synchronizaTIon random access procedure

Physical channel: PRACH

Message: preamble sequence

2. ENB给UE回复呼应音讯

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:RA-preamble identifier, Timing Alignment information, initial UL-grant and assignment of Temporary C-RNTI 。

注:

RA-preamble identifier指UE 发送的preamble的标志符,和index有关。

Timing Alignment information是时刻提前量信息,由于空间的无线传输存在推迟,ENB计算出这个推迟量并奉告UE,以确认下一次发送数据的实践时刻。

UL-grant: 授权UE在上行链路上传输信息,有这个信息UE才干进行下一步的RRC衔接恳求。其间会给出UL-SCH能够传输的transport block的巨细,最小为80bits.

3. RRC connection request(UE—》 ENB)

在进行RRC衔接恳求以前先完结一些根本的装备:

》 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 time Alignment Timer Common included in System Information Block Type2;

》 Start timer T300;

》 initiate transmission of the RRC Connection Request message in accordance with

RRC layer发生RRC connection request并经过CCCH传输:CCCH -》 UL-SCH -》 PDSCH

获取UE-identity,要么由上层供给(S-TMSI), 要么是random value。假如UE向当时小区的TA(盯梢区)注册过了,上层就能够供给S-TMSI,并把establishment clause设置的与上层共同

4. RRC connection setup(ENB—》UE)

UE接纳ENB发送的radio Resource Configuration等信息,树立相关的衔接,进入RRC connection状况。

Action about physical layer:

Addressed to the Temporary C-RNTI on PDCCH

假如UE检测到RA success,可是还没有C-RNTI,就把temporary C-RNTI升为C-RNTI,否则丢掉。假如UE检测到RA success,并且已经有C-RNTI,持续运用本来的C-RNTI。

5. RRC connection setup complete(UE—》 ENB)

RRC衔接树立完结,UE向ENB表明接纳到了衔接的应对信息,应该是为了确保衔接的可靠性的。

假如UE未成功接纳到RRC connection setup音讯,ENB应该会重发。否则RRC connection setup complete就没有存在必要。

在完结以上进程后,便能够进入正常的数据传输进程了。

四、数据传输进程

数据传输进程包括两方面进程:上行调度进程和下行调度进程。

■上行调度进程

1. UE向ENB恳求上行资源

Physical channel: PUCCH

Message: SR (schedule request)

SR发送的周期以及在子帧中的方位由上层的装备决议。

UE需求奉告ENB自己要传输的数据量,一起SR中UE有必要奉告ENB自己的identity (C-RNTI)。

注:

依据上层的装备UE依照必定的周期在PUCCH的固定方位传输SR,而ENB对SR的发送者的识别是经过UE和ENB事前约定好的伪随机序列来完结的。当UE有发送数据的需求是,就把相应得SR置1,没有资源恳求时SR为空。SR只担任奉告ENB是否有资源需求,而详细需求多少资源则由上层的信令交互奉告ENB。

在TS36.213中指定:Scheduling request (SR) using PUCCH format 1,不需求进行编码调制,用presence/absence带着信息。

2. 上行信道质量丈量

Physical signal: sounding reference signal

Physical channel: PUCCH(这儿形似不对,SRS是参阅信号,不需物理信道承载)

ENB给UE分配上行资源之前首要有必要要知道上行信道的质量,假如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依据从UE接纳到的sounding reference signal 和自己已知的信号的比照就能够知道当时上行信道的质量了。当然,假如信道质量的改换很快,再加上空间信号传输的推迟估量的差错,由sounding reference signal丈量出的信道质量或许会变得不精确。所以UE需求每过一段时刻就发送sounding reference signal给ENB,以尽或许精确地得到当时信道的质量。

3. ENB分配资源并奉告UE

Physical channel: PDCCH

分配完资源后ENB还有必要把分配的成果奉告UE,即UE能够在哪个时刻哪个载波上传输数据,以及选用的调制编码方案。

E-UTRAN在每个TTI动态地给UE分配资源(PRBs MCS),并在PDCCH上传输相应的C-RNTI。

4. UE接纳资源分配成果的奉告并传输数据

Physical channel: PUSCH

UE首要接纳ENB下发的资源分配奉告,监督PDCCH以查找或许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中查找关于自己的调度信息。依据查找到的成果后就能够在PUSCH对应的PRB上传输数据信息。

注:

在上行链路中没有盲解码,当UE没有满足的数据填充分配的资源时,补0。

5. ENB指示是否需求重传

Physical channel: PH%&&&&&%H

6. UE重传数据/发送新数据

同4。

■下行调度进程

1.下行信道质量丈量

ENB发送cell specific reference signal 给UE,UE估量CQI并上报给ENB。

CQI不只奉告ENB信道的质量,还包括引荐的编码调制方法。

Periodic CQI reporting channel: PUCCH

Aperiodic CQI reporting channel: PUSCH

接纳到的DCI format 0的CQI request设置为1时,UE非周期上报CQI、PMI和RI,上层能够半静态地装备UE周期性地上报不同的CQI、PMI和RI。

2. ENB分配下行资源

ENB依据下行信道的质量好坏自适应地分配下行资源(针对 UE挑选不同的载波和slot)。

下行链路中,E-UTRAN在每个TTI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

依据资源分配的成果在PDSCH上填充数据, 并在PDCCH上传输相应的C-RNTI。

4. UE接纳数据并判别是否需求发送恳求重传指示

Physical channel: PUCCH

Physical channel: PDSCH

UE依据检测PDCCH信道,解码对应的PDSCH信息。UE依据PDCCH奉告的DCI format在common search spaces中接纳PDSCH 播送操控信息。此外,UE经过PDCCH UE specific search spaces接纳PDSCH数据传输。

5. ENB重传数据/发送新数据。

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