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1、课程主讲人：16 项目五分析4G移动通信技术_学习物理层过程现代移动通信技术项目五：4G移动通信系统 （8）现 / 代 / 移 / 动 / 通 / 信 / 技 / 术项目五 分析4G移动通信技(8)讲师 蒋志钊项目引入 本次任务将通过任务知识内容或网络搜索的方式学习上/下行的基本物理层过程，掌握UE开机流程、小区搜索过程、基于竞争的和非竞争的随机接入过程。任务分解任务七：学习信道的定义与映射0101任务描述:学习LTE的物理传输逻辑信道0202学习目标：u 1.下行物理层过程u 2.上行物理层过程5.8.1 下行物理层过程任务八：学习LTELTE物理层过程5ms 时隙同步/半帧同步，小区ID1
2、0ms 帧同步，小区组ID由小区ID，小区组ID得到物理小区ID号读取主信息块MIB读取系统信息块SIB主同步信号 辅同步信号 PBCH PDSCH 其他系统信息公共天线端口数目系统帧号SFN下行系统带宽 PHICH配置信息 小区搜索流程下行物理层过程小区搜索过程1、接收PSS：5ms 时隙同步/半帧同步，小区IDl以5ms为周期重复发送。只能获得5ms 时隙同步，无法获得帧同步。l小区ID一个基站存在504个物理层小区ID，分为168组，每组3个小区IDl区分系统是TDD还是FDDFDD：PSS在子帧0和子帧5的第1个时隙的最后1个OFDM符号上。TDD： PSS在子帧1和子帧6的DwPTS
3、的第3个OFDM符号上。下行物理层过程小区搜索过程2、接收SSS：10ms 帧同步，小区组IDl每个帧发送2次。获得帧同步。l小区组ID, 168组。l在PSS基础上搜索SSSFDD：SSS在子帧0和子帧5的第1个时隙的倒数第2个OFDM符号上。TDD： SSS在子帧0和子帧5的第2个时隙的最后1个OFDM符号上。下行物理层过程小区搜索过程4、读取PBCH：读取主信息块MIBlPBCH在子帧0的slot 0上发送，紧靠PSS。l读取主信息块MIB 。公共天线端口数目系统帧号SFN下行系统带宽 PHICH配置信息3、由小区ID，小区组ID得到物理小区ID号。 解调参考信号，进一步的精确时间和频率
4、同步。下行物理层过程小区搜索过程5、读取PDSCH：接收系统信息块SIBlPBCH只携带了非常有限的系统信息。详细的系统信息由SIB携带。l接收承载在PDSCH上的BCCH信息。l获取过程PCFICH：承载控制信道PDCCH所在OFDM符号的位置信息PDCCH：用于指示PDSCH相关的传输格式，资源分配，HARQ信息等。PDSCH：系统信息块SIB。l不断接收SIB，RRC判断接收的系统消息是否足够，足够则停止接收SIB。小区搜索结束。下行物理层过程接收数据小区搜索获得和小区的时频同步正常通信过程中周期性地进行同步跟踪和补偿能否可以正常同步跟踪是否是否和小区建立初始同步是否LTE物理层过程同步
5、下行物理层过程上行初始同步：nUE在随机接入信道上发送preamble码neNodeB根据preamble码的到达位置，将调整信息反馈给UEnUE根据该信息进行后续的发送时间调整 上行同步保持：neNodeB可以根据上行信号估计接收时间生成上行时间控制命令字nUE在子帧n接收到的时间控制命令字，UE在n+x子帧按照该值对发送时间提前量进行调整下行初始同步：n初始下行同步是小区搜索过程。 UE通过检测小区的主要同步信号，以及辅助同步信号，实现与小区的时间同步 下行同步保持：n小区搜索成功后，UE周期性测量下行信号的到达时间点，并根据测量值调整下行同步，以保持与eNB之间的时间同步 LTE物理层过
6、程同步下行物理层过程同步过程 同步信号分为主同步信号（PSS）和辅同步信号（SSS） 同步过程通过2步完成，即 首先检测PSS，完成： 半帧定时，即获得半帧（5ms）边界， 频偏校正， 并获得组内ID 利用3条ZC序列区分3个组内ID 然后再检测SSS，完成： 长/短CP检测（符号同步） 盲检测 帧定时，即获得帧（10ms）边界 SSS由两条短码序列交叉组成，用不同的顺序区分两个半帧 并获得组ID下行物理层过程UE开机流程下行物理层过程UE开机流程 PLMN选择和小区选择 P-SCH、S-SCH和PBCH所处位置和系统带宽无关，从而使UE可在系统带宽未知情况下完成小区搜索。 下行物理层过程UE
7、开机流程 PLMN选择和小区选择 下行物理层过程UE开机流程 PLMN选择 UE会根据自身能力在E-UTRAN频段中扫描所有的载频信道，以寻找可用的PLMN。UE将搜索最强小区，读取其系统信息来确定这个小区所归属的PLMN。如果在最强小区上读到了一个或多个PLMN，UE将把所找到的满足一定质量门限PLMN作为高质量PLMN报给NAS；能获取到PLMN ID，但是不满足质量门限的PLMN将和测量值一起上报给NAS层。 PLMN的选择结果由NAS层给出。 一旦选定了PLMN，就可以进行小区选择过程了。 下行物理层过程UE开机流程 小区搜索目的 检测小区的物理层小区ID（Physical Cell-
8、ID） 完成下行时间/频率同步 下行CP模式检测：normal或extended模式 检测eNodeB所用的发射天线端口数 读取PBCH（即MIB） 获取SFN、下行系统带宽和PHICH配置信息 下行物理层过程 小区选择分为：初始小区选择和存储信息小区选择 Initial Cell Selection无需E-UTRAN载频对应射频信道的先验知识，UE会根据能力扫描在E-UTRAN的频带内扫描所有射频信道，在每个载频上UE需要搜索一个最好小区，一旦找到一个合适小区，就选择这个小区。 Stored Information Cell Selection需要根据UE通过以前的测量控制信元或者检测到小区
9、储存起来的载频信息,为指导进行小区选择。如果找到合适小区，就选择这个小区；否则还是要发起Initial Cell Selection。UE开机流程下行物理层过程5.8.2 上行物理层过程任务八：学习LTELTE物理层过程上行物理层过程在以下场景UE需要进行随机接入nRRC_IDLE状态下的初始接入；nRRC连接重建；n切换；nRRC_CONNECTED状态下有下行数据到达，但上行处于失步状态；nRRC_CONNECTED状态下有上行数据发送，但上行处于失步状态，或者没有用于SR的PUCCH资源；LTE支持两种模式的随机接入：n竞争性随机接入 UE随机的选择随机接入前导码（非专用的前导码），这可
10、能导致多个UE使用同一个随机接入前导码而导致随机接入冲突，为此需要增加后续的随机接入竞争解决流程n非竞争性随机接入 eNodeB为每个需要随机接入的UE分配一个唯一的随机接入前导码（专用的前导码），避免了不同UE在接入过程中产生冲突，因而可以快速的完成随机接入。前导码分为两种：非专用的，专用的。1个小区有64个前导码上行物理层过程随机接入过程eNodeB会优先选择非竞争性随机接入，只有在非竞争性随机接入资源不够分配时，才指示UE发起竞争随机接入。上行物理层过程随机接入前导(Preamble)的发送随机接入响应当UE需要接入系统时，会将preamble序列发给eNB，eNB根据不同的前导序列来区
11、分不同的UE。上行物理层过程 适用于初始接入1.UE端通过在特定的时频资源上，发送可以标识其身份的preamble序列，进行上行同步2.基站端在对应的时频资源对preamble序列进行检测，完成序列检测后，发送随机接入响应。3.UE端在发送preamble序列后，在后续的一段时间内检测基站发送的随机接入响应4.UE在检测到属于自己的随机接入响应，该随机接入响应中包含UE进行上行传输的资源调度信息5.基站发送冲突解决响应，UE判断是否竞争成功p 竞争的随机接入流程上行物理层过程 适用于切换或有下行数据到达且需要重新建立上行同步时1.基站根据此时的业务需求，给UE分配一个特定的preamble序列
12、。（该序列不是基站在广播信息中广播的随机接入序列组）2.UE接收到信令指示后，在特定的时频资源发送指定的preamble序列3.基站接收到随机接入preamble序列后，发送随机接入响应。进行后续的信令交互和数据传输。p 无竞争的随机接入流程上行物理层过程上行物理层过程 在本次任务学习中，通过学习任务知识和网络搜索，掌握UE开机流程、小区搜索过程、基于竞争的和非竞争的随机接入过程。任务小结 该章节将通过任务知识内容或网络搜索的方式学习5G需求与技术特点，了解5G频普划分，了解5G在当下的应用案例。并简单学习5G的一些关键性技术。项目总结 1、LTE具体有哪些关键技术？ 2、LTE帧结构? 项目思考调研要求: 调研对LTE技术的需求现状考核方式 输出调研报告评估标准 以调研报告评分作为标准拓展训练