LTE学习笔记非常经典.docx
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LTE学习笔记非常经典
1、网络结构：
2、SAE网络：
SystemArchitectureEvolution，核心网网络结构。
3、SAEGW包括ServingGW和PDNGW，ServingGW与eNodeB直接相连。
ServingGW相当于2G/TD网络的SGSN，PDN-GW相当于2G/TD网络的GGSN。
4、EPC标准架构：
EvolvedPacketCore，仅指核心网。
EPC网络仅有分组域，取消电路域；支持2G/TD/LTE/Wlan多接入。
5、2G/TD核心网分组域和电路域共存。
6、EPS：
EvolvedPacketSystem，包括无线接入网与核心网。
7、MME：
接入控制、移动性管理。
8、MMEGI：
MMEGroupIdentity，相当于LAC，与2G/TD网络的LAC互相映射。
各省取值不同。
9、TAI：
LTETrackingIdentity，相当于RAI。
10、EUTRAN：
EvolvedUniversalTerrestrialRadioAccessNetwork，仅指无线侧。
11、基于目前的网络接口设计，LTE多模终端从2G/TD网络接入时如果锚定到GnGGSN，则无法平滑移动到LTE网络。
解决方法：
SGSN需要能够识别LTE用户，并将LTE多模终端路由到PDN-GW。
同时，SGSN需要升级支持LTE的N记录查询方式，使得SGSN能够通过EPCDNS解析得到P-GW地址。
对2G/TD终端，SGSN仍然使用GPRSDNS解析GGSN地址（A记录查询方式）。
12、DRA：
DiameterRoutingAgent，路由代理。
LTE信令网，采用大区组网方式，目前全国分北京、广州两个大区，各有两套DRA设备，互为备份信令分担。
13、I-DRA实现国际漫游信令转接。
14、HSS：
用户数据管理，管理LTE用户数据，类似于HLR，但在接口协议、签约数据、信令流程、鉴权加密等方面存在很大差别。
HLR与HSS需要融合，否则多模终端应用会有问题。
总体目标是以LTE发展为驱动，通过HLR/HSS数据融合实现已有2G/TD用户号段升级LTE业务，避免换号、“双营帐”，简化网络。
15、GBR相当于CIR，承诺速率；MBR相当于PIR，峰值速率。
16、LTE具有永远在线特性，对IP地址需求量非常大，因此要用IPv6。
17、（E）GPRS/TD网络IP地址分配方式是IPv4+NAT，这种方式的缺陷是不能保证永远在线。
LTE永远在线的实现是基于LTE网络内的默认承载，如果给手机分配IPv4私网地址，通过NAT穿越访问公网业务，公网地址一段时间后会自动释放掉，不能实现真正的永远在线，需要心跳来维持永远在线，占用很多无线资源。
18、IPv6+LTE可以实现真正的永远在线：
用户上线即给终端分配IPv6公网地址，不存在IP地址释放的问题。
19、TD-LTE多模双待：
终端同时驻留2G/TD和LTE网络，话音业务通过2G/TD提供，数据业务通过LTE或2G/TD提供。
20、接口：
eNodeB与EPC之间是S1接口，eNodeB之间是X2接口，eNodeB与UE之间是Uu接口。
21、RRC：
RadioResourceControl，无线资源控制。
22、PDCP：
PacketDataConvergenceProtocol，分组数据汇聚协议。
23、RLC：
RadioLinkControl，无线链路控制。
24、MAC：
MediaAccessControl，媒体接入控制。
25、由于没有CS域，LTE上下行都只有共享信道，不再有专用信道。
传输信道的数量大大减少。
26、连接状态下，UE侧的RRC协议实体服从eNodeB的命令，网络通过专用信令和系统信息对UE进行控制。
空闲状态下，UE按照协议制定的规则行事，网络通过系统信息对UE施加影响。
连接状态要听话，空闲状态要自觉！
27、空闲状态下，网络知道UE在某个TrackingAreaList中，类似于GPRS的idle状态。
连接状态下，网络知道UE在某个小区中，类似于GPRS的Active状态。
28、LTE是3GPP为了保证未来十年3GPP系列技术的生命力，抵御来自非3GPP阵营技术的竞争而启动的最大规模的标准项目。
29、LTE四项关键技术：
OFDM、干扰抑制技术、MIMO、调度技术。
30、OFDM：
OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，正交频分复用。
31、FDM与OFDM的区别：
前者不正交，频谱利用率低；后者正交，频谱利用率高。
能够做到正交的主要手段是用快速傅里叶变换FFT。
32、OFDM与CDMA的区别：
虽然都有正交的概念，但前者是频分，后者是码分。
33、正交的概念：
两个或多个函数相乘，在一个周期内的积分等于0。
如sinx与cosx函数。
34、OFDM：
（1）从频域对载波资源划分成多个正交的子载波，小区内用户之间无干扰。
（2）根据用户的需求分配不同子载波和调制模式，并采取多载波捆绑技术把低速的数据合并成高速的数据流。
（3）同频组网时，不同小区使用相同时频资源，存在小区间干扰。
35、GSM的频谱带宽固定为200KHz，TD-SCDMA的频谱带宽固定为1.6MHz，但是TD-LTE系统的频谱带宽不固定，频谱带宽范围是1.4~20MHz。
TD-LTE目前使用的频率范围是2575-2615MHz共40M的2.6GD频段，该频段用于TD-LTE规模试验室外；2320-2370MHz共50M的2.3GE频段用于TD-LTE规模试验室内，实际获批的是2350-2370MHz频段，共20M。
36、OFDM技术中，不同用户使用不同的子载波资源。
在同频组网时，小区间会产生同频干扰，从而导致网络性能的下降。
37、OFDM技术中，小区内不同用户之间不存在干扰。
当可以占用的RB数增加时，小区吞吐量增加。
38、几个基本概念：
（1）LTE在广义上说只有一个载波，FDD上下行分配不同的频率，TDD上下行分配相同的频率时分复用。
（2）子载波可以理解为一种调制方式，也就是为了提高信号的抗干扰能力，把所占用的载波带宽分为多个更窄的载波，这种更窄的载波就是子载波。
对于每个子载波来说，由于带宽低了相应的每个符号的周期就变长了，码率也就低了。
码率低，抗干扰能力就强。
（3）为了使拆分后的所有子载波的总传输带宽等于没有拆分的单一载波，可以采用将子载波重叠起来的办法。
最高的重叠度就是每两个子载波中心频点之间的间隔等于子载波带宽，这种子载波拆分方法就叫OFDM。
（4）OFDM技术之所以从前不流行，是因为要产生这么紧密排列的子载波实现起来很困难。
直到FFT技术出现后，可以通过数学的方法，完美的产生这样的多个子载波。
39、OFDM结合了多载波调制（MCM）和频移键控（FSK），把高速的数据流分成多个平行的低速数据流，把每个低速的数据流分到每个单子载波上，在每个子载波上进行FSK。
40、LTE系统下行多址方式为正交频分多址（OFDMA），上行为基于正交频分复用（OFDM）传输技术的单载波频分多址（SC-FDMA）。
41、OFDM的缺点：
（1）对频率偏差敏感：
传输过程中出现的频率偏移，例如多普勒频移、或者发射机载波频率与接收机本地振荡器之间的频率偏差，会造成子载波之间正交性破坏。
（2）存在较高的峰均比（PARA）：
OFDM调制的输出是多个子信道的叠加，当多个信号相位一致时，叠加信号的瞬间功率会远远大于信号的平均功率，导致较大的峰均比，这对发射机PA的线性提出了更高的要求。
42、欧拉公式：
e^ix=cosx+isinx，将三角函数的定义域扩大到复数。
43、向量内积：
A*B=|A|*|B|*COS（A与B向量的夹角），向量内积是标量值。
44、
45、当k1=k2时，两个向量方向角度相等，内积就等于模相乘，等于1，所以在0-T内积分等于T，再乘以1/T就等于1。
当k1不等于k2时，积分值是sin（2π（k1-k2）/T*t）在0-T内的积分值，等于0。
46、也就是说，当任意两个子载波的频率差是1/T的整数倍时，这两个子载波必然正交。
47、上行采用的SC-FDMA调制方式比OFDM调制具有较低的峰均比PARA。
48、OFDM是将符号信息调制到正交的子载波上；SC-FDMA是将M个输入符号的频谱信息调制到多个正交的子载波上。
49、MIMO：
MultipleInputMultipleOutpu
50、MIMO实现小区中不同UE根据自身所处位置的信道质量分配最优的传输模式，提升TD-LTE小区容量。
波束赋形传输模式提供赋形增益，提升小区边缘用户性能。
51、LTE网络非常灵活，小区中不同UE传输模式占用资源不一样，即使同一UE这些内容也随着信道环境在变。
52、MIMO技术的实质是为系统提供了空间复用增益和空间分集增益。
53、MIMO八种传输模式：
（1）单天线模式：
传统无线制式的传输模式。
（2）发射分集：
同一信息的多个信号副本分别通过多个衰落特性相互独立的信道发射出去。
利用复数共轭的数学方法，在多根天线上形成彼此正交的空间信道，发送相同的数据流，提高传输可靠性。
（3）开环空间复用：
终端不反馈信道信息，发射端根据预定义的信道信息来确定发送信号。
在不同的天线上人为制造“多径效应”，一个天线正常发射，其他天线上引入相位偏移环节。
多个天线的发射关系构成复矩阵，并行的发射不同的数据流。
这个复矩阵在发射端随机选择，不依赖于接收端的反馈结果。
（4）闭环空间复用：
需要终端反馈信道信息，发射端采用该信息进行信号预处理以产生空间独立性。
发射端在并行发射多个数据流的时候，根据反馈的信道估计的结果，选择制造“多径效应”的复矩阵。
（5）多用户MIMO：
基站使用相同时频资源将多个数据流发送给不同用户，接收端利用多根天线对干扰数据流进行取消和零陷。
并行传输的多个数据流是由多个UE组合实现的。
（6）单层闭环空间复用：
终端反馈RI=1时，发射端采用单层预编码，使其适应当前的信道。
（7）单流波束赋形（beamforming）：
发射端利用上行信号来估计下行信道的特征，在下行信号发送时，每根天线上乘以相应的特征权值，使其天线阵发射信号具有波束赋形效果。
（8）双流波束赋形：
结合复用和智能天线技术，进行多路波束赋形发送，既提高用户信号强度，又提高用户的峰值和均值速率。
54、目前常用的有4种：
（2）（3）（7）（8），即发射分集、开环空间复用、单流波束赋形、双流波束赋形共四种。
55、传输模式是针对单个终端的，同小区不同UE可以有不同传输模式。
eNodeB自行决定某一时刻对某一终端采用什么传输模式，并通过RRC信令通知终端。
56、模式3（开环空间复用）和模式8（双流波束赋形）中均含有单流发射，当信道质量快速恶化时，eNodeB可以快速切换到模式内发射分集或单流波束赋形模式。
57、小区间干扰抑制技术目的：
（1）解决OFDM同频组网存在的潜在问题
（2）缩小MIMO带来的数据率差异性。
58、小区间干扰抑制技术包括：
（1）小区间干扰随机化
（2）小区间干扰消除（3）小区间干扰协调。
59、小区间干扰随机化：
对各小区的信号在信道编码和信道交织后采用不同的伪随机扰码进行加扰来获得干扰白化。
干扰信号随机化，实际上没有降低干扰信号的能量，而是把干扰信号接近白噪声来处理。
60、小区间干扰消除：
对干扰小区的干扰信号进行某种程度的解调甚至解码，然后利用接收机的处理增益从接收信号中消除干扰分量。
干扰抑制合并（IRC）：
接收端使用多根天线，通过对接收信号进行加权抑制强干扰。
Interferencerejectioncombining
61、小区间干扰协调（ICIC）：
通过频率资源的分组使用，降低邻小区对本小区的干扰，提高小区边缘网络性能。
静态干扰协调：
软频率复用方式，部署网络时完成，调整的频率较慢。
动态干扰协调：
网络运营时期动态调整，通过eNodeB的实时调度。
62、考虑到非直射场景（如密集城区）可能带来IRC增益降低，因此必须强调密集城区应采用8通道天线的设计建设方案。
63、调度：
对于某RB资源块选择信道传输质量最好的用户进行调度，从而最大化系统吞吐量。
下行调度基于下行参考信号RS，上行调度基于探测用参考信号SRS。
64、三种调度算法：
（1）RR算法：
轮询算法，以均等机会为用户分配资源，保证公平性，未考虑信道情况，导致低吞吐量。
（2）MAXC/I算法：
最大信噪比算法，选择信道最优的用户进行调度，保证系统吞吐量，未考虑用户间公平性。
（3）PF：
正比公平算法，当前信道质量与历史吞吐量的比值作为用户调度排序因子，兼顾用户公平性与信道情况。
65、RR算法的系统吞吐量最低；MAXC/I算法系统吞吐量最高，但会导致信道环境差的用户长时间不被调度，使得此类用户吞吐量过低甚至为0；PF算法吞吐量居中，是现在主流算法。
66、TD-LTE在20M带宽下，最大可支持的调度用户数约为80个。
67、TD-LTE的规划重点在于：
覆盖规划、容量仿真、参数规划。
68、由于LTE系统中，业务负载的不同将带来干扰的变化，从而影响覆盖性能的变化，因此在覆盖规划中需考察不同网络负载条件下的覆盖能力。
69、由于LTE系统采用AMC自适应调制编码等技术，用户速率随无线信道环境的变化而变化，因此容量规划中需考察小区边缘吞吐量，同时为了达到系统效能最大化，也应考察小区平均吞吐量等指标。
70、TD-LTE也需要频率规划，干扰协调。
71、码资源规划主要是对物理小区ID（PCI）进行规划。
PCI规划与3G的扰码规划类似，PCI资源相对充足（504），但存在模3或模6不同的限制。
72、LTE物理小区标识（PCI）的取值范围是0-503，而GSMCI的取值范围是0-65535。
73、504个PCI分成168组，每组包含连续的3个PCI。
同eNodeB的三个小区的PCI要求来自同一组，全网复用。
74、LTE规划指标体系：
（1）RSRP：
公共参考信号接收功率，反映信号场强情况。
（2）RS-SINR：
公共参考信号信干噪比，反映用户信道环境。
（3）小区平均吞吐量（4）边缘用户速率，通常定义为95%用户可以达到的速率。
75、SINR：
信干噪比，有用信号与干扰加噪声的比值。
76、路径损耗：
2.6GLTE高于TD-SCDMA，TD-SCDMA高于GSM900。
TD路径损耗大GSM路径损耗12dB，LTE路径损耗大GSM路径损耗16.77dB。
77、RS：
小区特定参考信号，通过在不同的时间和频率端插入导频信号来进行信道估计。
相当于GSM网络的训练序列、TD-SCDMA网络的Midamble码。
78、PCI和RS的位置有一定映射关系：
（1）相同PCI的小区，其RS位置一定相同，在同频情况下会产生干扰。
（2）PCI不同，也不一定能完全保证RS位置不同，在同频的情况下，如果单天线端口两个小区PCI模6相等或两天线端口两个小区PCI模3相等，这两个小区之间的RS位置也是相同的，同样会产生严重的干扰，导致SNR急剧下降。
79、PCI规划要结合频率、RS位置、小区位置关系和邻区关系等统一考虑，尽量避免相邻小区在同频情况下PCI模3相同。
80、LTE只有PS域没有CS域，因此只有TA（TrackingArea）概念没有LA（位置区）概念。
TA相当于GPRS网络中的RA（路由区）。
小区所属的TA在SIB1（systeminformationblock1）中广播。
81、LTE中允许UE在多个TA注册，即TA列表（TrackingAreaList）。
当UE离开当前TA或TA列表，或者当周期性TA更新定时器超时时，UE发起TA更新操作。
82、TAI（TrackingAreaIdentity）用来标识TA。
TAI由MCC、MNC和TAC（TrackingAreaCode）三部分组成。
83、目前使用的天线有2通道天线和8通道天线，在干扰受限情况下，采用8天线波束赋形，相对于2天线可带来较高性能提升；在干扰不受限情况下，采用8天线波束赋形，相对于2天线性能提升会有所降低，8天线干扰抑制能力随干扰提升表现明显。
优选8通道天线。
84、8通道天线施工难度大。
85、不管是2通道天线还是8通道天线，总功率都是40W（46dBm），分别是2*20W和8*5W。
86、D频段：
2575-2615MHz；E频段：
2320-2370MHz。
D、E频段用于TD-LTE。
87、A频段：
2010-2025MHz；F频段：
1880-1900MHz。
A、F频段用于TD-SCDMA。
88、当前E频段有军用雷达和WLAN干扰。
89、对于TD-SCDMA的网络建设，需考虑天馈可向上升级支持TD-LTE频段；对于TD-LTE的网络建设，需考虑天馈可向下兼容TD-SCDMA频段。
FAD天线可以较好满足上述要求。
90、TD-LTE仅引入F频段，可以重用现有的TD-SCDMA系统的FA天线。
91、TD-LTE引入D频段，必须更换为FAD内置合路器天线。
92、8通道与2通道天线对比：
8通道
2通道
天线增益
14dBi
（FAD天线F频段）
17.5
天线尺寸
1410×320×105mm3
1360×160×80mm3
天线重量
20.5kg
10kg
天线迎风面积
0.45m2
0.22m2
天线抱杆直径要求
φ50~φ115mm
φ30~φ70mm
S1接口带宽
二者相同
Ir接口光纤数量
需要2对光纤
需要1对光纤
接头数量
9接口/扇区
2接口/扇区
跳线
8根RF跳线，1根校准线
2根RF跳线
馈线
每付天线对应9根馈线
每付天线对应2根馈线
93、TD-SCDMA与TD-LTE室分系统也是采用BBU+RRU方式。
94、在TD-SCDMA系统中，NodeB是3G基站的总称，它包括BBU和RRU两个单元，一般称为拉远站。
NodeB不仅包括BBU+RRU型号的站，还包括宏站的一体化站点。
BBU直接与RNC相连。
TD-LTE系统与此类似，有点像GSM网络的分布式基站MCPA。
95、TD-LTE系统中，RB（resourceblock）是用户资源配置的最小单位。
每个RB由12个15KHz带宽（频带宽度共180KHz左右）的子载波组成。
分配给用户的RB个数越多，用户数据速率越高。
96、WCDMA：
宽带码分多址。
97、HSDPA/HSUPA：
高速下行/上行分组接入。
98、HARQ：
hybridautomaticrepeatrequest，混合自动重传请求。
99、TD-LTE一个无线帧长度为10ms，每个无线帧由两个半帧组成，每个半帧长度为5ms。
每个半帧由8个常规时隙和DwPTS、GP、UpPTS三个特殊时隙构成，DwPTS、UpPTS的长度可配置，要求DwPTS、GP、UpPTS三个特殊时隙总长度1ms。
因此，每个常规时隙长度是0.5ms。
100、TD-LTE信道有物理信道、传输信道、逻辑信道，与TD-SCDMA系统差不多，但GSM没有传输信道。
101、逻辑信道=信的内容，传输信道=平信、挂号信、航空快件等，物理信道=写上地址、贴好邮票后的信封。
102、逻辑信道注重的是传什么what，像CCCH传的是公共控制信令，DCCH传的是专用信令，BCCH传的是广播信息。
103、传输信道注重的是怎么传how，MAC层把不同逻辑信道的内容进行复用，完成逻辑信道与物理信道的映射。
104、物理信道上才是真正的通过调制解调技术把数据传输出去。
105、物理信道是空口上的，传输信道是物理层到MAC层之间的，逻辑信道是MAC层到RRC层之间的。
106、物理信道描述各种信息在无线接口传输时的物理通道，包括频率、时隙、码等。
107、传输信道描述信息如何在无线接口上传输，根据传输信息的属性分为专用信道和公共信道。
108、逻辑信道直接承载用户业务，根据承载内容的不同分为控制信道和业务信道。
109、LTE逻辑信道分为控制信道和业务信道，控制信道用于传送信令，业务信道用于传送IP用户数据。
110、控制信道—BCCH：
广播控制信道，传送系统消息。
111、控制信道—PCCH：
寻呼控制信道，传送RRC层送过来的寻呼消息，下行方向一点对多点。
112、控制信道—CCCH：
公共控制信道，上下行方向都有。
当UE想从IDLE状态转为Connected状态时需要与RRC进行接入信令交互，用的就是CCCH信道。
实际上，UE仅仅在CCCH信道发送一条RRCConnectionRequest消息，其余消息都是在DCCH信道上发送。
113、控制信道—DCCH：
专用控制信道，双向点对点传送RRC信令，处于RRC_Connected状态的UE主要就是用DCCH信道与网络进行信令交互。
114、控制信道—MCCH：
MulticastControlChannel，当打开MBMSFeature时该信道才起作用。
115、业务信道—DTCH：
DedicatedTrafficChannel，专用业务信道。
116、业务信道—MTCH：
MulticastTrafficChannel，当打开MBMSFeature时该信道才起作用。
117、传输信道提供物理层与MAC层之间的基本传输服务，MAC层利用传输信道复用和解复用逻辑信道，传输信道类型指示的是传输特性。
特定的传输信道具有特定的传输比特速率、传输间隔、传输时延、是否支持HARQ、是否支持波束赋形、是否支持DRX/DTX等特性。
118、传输信道下行方向—BCH：
广播信道，用于传送BCCH信道消息。
仅支持QPSK调制（四相相移键控），不支持HARQ（混合自动重传请求），不支持波束赋形。
119、传输信道下行方向—PCH：
寻呼信道，用于传送PCCH信道消息。
支持波束赋形，不支持HARQ，支持DRX，至少支持QPSK和16QAM（包含16种符号的正交幅度调制）。
120、传输信道下行方向—DL_SCH：
下行共用信道，下行方向主要信道，主要用来传送DCCH、DTCH，还能传送BCCH。
支持波束赋形、支持HARQ，支持所有调制方式（QPSK、16QAM、64QAM），支持手机侧的DRX/DTX。
121、传输信道下行方向—MCH：
MulticastChannel。
122、传输信道上行方向—RACH：
随机接入信道，目前不传送任何逻辑信道消息。
123、传输信道上行方向—UL_SCH：
上行共用信道，是上行方向唯一可以传送逻辑信道消息的传输信道，包括CCCH、DCCH、DTCH信道消息。
支持HARQ，至少支持QPSK、16QAM调制。
124、物理信道下行—PBCH：
物理广播信道，用于传送BCH（BCCH），系统消息在PBCH信道上传送。
125、物理信道下行—PDSCH：
物理下行共用信道，用于传送DL_SCH和PCH信道。
126、物理信道下行—PMCH：
PhysicalMulticastChannel。
127、物理信道下行—PDCCH：
物理下行控制信道，是一个纯粹的物理层信道，用于通知UE分配给PDSCH的下行或上行资源块。
PDCCH在PDSCH开始前发送。
128、物理信道下行—PCFICH：
PhysicalControlFormatIndicatorCh
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