LTE网规网优基础知识问答(2)

2018-12-11 21:27

当前LTE 考虑终端的实现复杂性,因此上行只支持多用户MIMO,也就是虚拟MIMO。

6、LTE上行为什么要采用SC-FDMA技术?

考虑到多载波带来的高PAPR会影响终端的射频成本和电池寿命。最终3GPP决定在上行采用单载波频分复用技术SC-FDMA中的频域实现方式DFT-S-OFDM。可以看出与OFDM不同的是在调制之前先进行了DFT的转换,这样最终发射的时域信号会大大减小PAPR。这种处理的缺点就是增加了射频调制的复杂度。实际上DFT-S-OFDM可以认为是一种特殊的多载波复用方式,其输出的信息同样具有多载波特性,但是由于其有别于OFDM的特殊处理,使其具有单载波复用相对较低的PAPR特性。

7、为什么说OFDM技术容易和MIMO技术结合?

MIMO技术的关键是有效避免天线之间的干扰,以区分多个并行数据流。众所周知,在水平衰落信道中可以实现更简单的MIMO接收。而在频率选择性信道中,由于天线间干扰和符号间干扰混合在一起,很难将MIMO接收和信道均衡分开处理。如果采用将MIMO接收和信道均衡混合处理的MIMO接收均衡的技术,则接收机会比较复杂。

因此,由于每个OFDM子载波内的信道(带宽只有15KHz)可看作水平衰落信道,MIMO系统带来的额外复杂度可以控制在较低的水平(随天线数量呈线性增加)。相对而言,单载波MIMO系统的复杂度与天线数量和多径数量的乘积的幂成正比,很不利于MIMO技术的应用。

8、LTE FDD和TDD的帧结构是什么?

? LTE FDD的帧结构如下图所示,帧长10ms,包括20个时隙(slot)和10个子帧(subframe)。每个子帧包括2个时隙。LTE的TTI为1个子帧1ms。

? LTE TDD的帧结构如下图所示,帧长10ms,分为两个长为5ms的半帧,每个半帧包含8个长为0.5ms的时隙和3个特殊时隙(域):DwPTS(Downlink Pilot TimeSlot)、GP(Guard Period)和UpPTS(Uplink Pilot TimeSlot)。DwPTS和UpPTS的长度是可配置的,但是DwPTS、UpPTS和GP的总长度为1ms。子帧1和6包含DwPTS,GP和UpPTS;

子帧0和子帧5只能用于下行传输。支持灵活的上下行配置,支持5ms和10ms的切换点周期。

9、LTE中RB、RE和子载波的概念

子载波:LTE采用的是OFDM技术,不同于WCDMA采用的扩频技术,每个symbol占用的带宽都是3.84M,通过扩频增益来对抗干扰。OFDM则是每个Symbol都对应一个正交的子载波,通过载波间的正交性来对抗干扰。协议规定,通常情况下子载波间隔15khz,Normal CP(Cyclic Prefix)情况下,每个子载波一个slot有7个symbol;Extend CP情况下,每个子载波一个slot有6个symbol。下图给出的是常规CP情况下的时频结构,从竖的的来看,每一个方格对应就是频率上一个子载波。

RB(Resource Block):频率上连续12个子载波,时域上一个slot,称为1个RB。如下图左侧橙色框内就是一个RB。根据一个子载波带宽是15k可以得出1个RB的带宽为180kHz。

RE(Resource Element):频率上一个子载波及时域上一个symbol,称为一个RE,如下图右下角橙色小方框所示。

10、LTE中CP的概念和作用

CP(Cyclic Prefix)中文可译为循环前缀,它包含的是OFDM符号的尾部重复,如下面第一个图的红圈内所示。CP主要用来对抗实际环境中的多径干扰,不加CP的话由于多径导致的时延扩展会影响子载波之间的正交性,造成符号间干扰。

下图分别给出了LOS、多径时延扩展小于CP长度以及多径时延扩展大于CP长度的情况,可以看出在如果多径时延扩展大于CP长度时,同样会造成符号间串扰。协议中规定的CP长度已经根据实际情况进行考虑,可以满足绝大多数情况。其它情况会采用扩展CP来容忍更大的时延扩展。

11、LTE中支持的带宽及表示方式

LTE的工作带宽最小可以工作在1.4M,最大工作带宽可以是20M。协议和实际产品的配置都是通过RB个数来对带宽进行配置的。对应关系如下表所示:大家可能觉得RB个数乘以180k和实际带宽还是有些差距,这个主要由于OFDM信号旁瓣衰落较慢,通常需要留10%的保护带。和WCDMA占用5M带宽但实际信号带宽只有3.84M的原因是类似的。

如下图所示,假设20M带宽情况下,则配置带宽为100RB,对应18M,但信道带宽是20M

12、衡量LTE覆盖和信号质量基本测量量是什么?

下面这几个是LTE中最基本的几个测量量,是日常测试中关注最多的。

RSRP(Reference Signal Received Power)主要用来衡量下行参考信号的功率,和WCDMA中CPICH的RSCP作用类似,可以用来衡量下行的覆盖。区别在于协议规定RSRP指的是每RE的能量,这点和RSCP指的是全带宽能量有些差别;

RSRQ (Reference Signal Received Quality)主要衡量下行特定小区参考信号的接收质量。和WCDMA中CPICH Ec/Io作用类似。二者的定义也类似,RSRQ = RSRP * RB Number/RSSI,差别仅在于协议规定RSRQ相对于每RB进行测量的。

RSSI(Received Signal Strength Indicator)指的是手机接收到的总功率,包括有用信号、干扰和底噪,和UMTS中的RSSI概念是一致的;

SINR(Signal-to-Interference plus Noise Ratio)也就是信号干扰噪声比,顾名思义就是信号能量除以干扰加噪声的能量;

从上面的定义很容易看出对于RSRQ和SINR来说,二者的差别就在于分母一个包含自身、干扰信号及底噪,另外一个只包括干扰和噪声。

二、物理层篇

1、LTE有哪些上行和下行物理信道及物理信道和物理信号的区别

物理信道:对应于一系列RE的集合,需要承载来自高层的信息称为物理信道;如PDCCH、PDSCH等。

物理信号:对应于物理层使用的一系列RE,但这些RE不传递任何来自高层的信息,如参考信号(RS),同步信号。 下行物理信道:

? PDSCH: Physical Downlink Shared Channel(物理下行共享信道) 。主要用于传输业务数据,也可以传输信令。UE之间通过频分进行调度,

? PDCCH: Physical Downlink Control Channel(物理下行控制信道)。承载导呼和用户数据的资源分配信息,以及与用户数据相关的HARQ信息。

? PBCH: Physical Broadcast Channel(物理广播信道)。承载小区ID等系统信息,用于小区搜索过程。

? PHICH: Physical Hybrid ARQ Indicator Channel(物理HARP指示信道) ,用于承载HARP的ACK/NACK反馈。

? PCFICH: Physical control Format Indicator Channel(物理控制格式指示信道),用于承载控制信息所在的OFDM符号的位置信息。

? PMCH: Physical Multicast channel(物理多播信道),用于承载多播信息


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