2024年3月13日发(作者：谷海)
LTE课程
1. ofdm/mimo
2. EPC:核心网
3. CS：电路域
4. eNB：无线资源管理（基站）
5. x2口：eNB与eNB之间的接口
6. PDCCCH：下行控制信道
7. 传统FDM:为避免载波间干扰，需要在相邻的载波间保留一定保护间隔，大大降低了频谱效率。
8. 吞吐量：下载速率
9. GP：控制信令
10. TD-LTE
子帧= 1ms = 30720Ts
10:2:2 = 21952Ts : 4384Ts : 4384Ts
3:9:2 = 6592Ts : 19744Ts : 4384Ts
11. TD-SCDMA
时隙= 675us
DwPTS = 75us GP = 75us UpPTS = 125us
扰码：
WCDMA是一种码分多址的扩频通信系统，在上行方向用扰码来区分不同的UE，用正交可变扩频因子（OVSF）的信道化码进
行扩频。在下行方向用扰码来识别不同的小区，用正交可变扩频因子的信道化码进行扩频，并用于分离同一小区内不同的下行
信道。WCDMA系统的扩频和加扰过程如下图所示。
WCDMA下行方向共有8192个扰码，分成512组，每组包含1个主扰码和15个辅扰码，每个小区分配1个唯一的主扰码和对
应的辅扰码组。下行公共信道用主扰码加扰，以识别不同的小区。
WCDMA下行方向用正交可变扩频因子（OVSF）的信道化码对信道进行扩频，并利用不同信道化码的正交性来分离不同的下行
信道。OVSF码可以用码树来表示，码树上的码可以表示为C
ch,SF,k
，其中SF为扩频因子，k为码号，0 k SF-1。OVSF码
树上同一SF的码相互正交，不同SF且不同码树分支上的码也相互正交，但同一码树上不同SF的码不正交。由于下行信道要
求相互正交，因此，当一个码被分配以后，其所在码树上的下层低速的码节点和上层高速的码节点将不能再被分配，即被阻塞。
由于下行信道化码的这些特性，使得下行信道化码成为一种受限的资源，如果分配不合理，将会降低系统容量，因此下行信道
化码的分配和管理是WCDMA系统中码资源管理的核心内容。
WCDMA在上行方向一共有2
24
（
33554432
）
个长扰码和2
24
（
33554432
）
个短扰码可用，上行扰码资源是很丰富的，在分配时只要保证
每个UE分配的扰码不同就行了。上行方向专用信道扩频时，每个UE可以使用一棵信道化码树的全部信道化码，不需要与其它
UE共享信道化码，因此不需要进行上行信道化码的分配。上行公共信道的扰码和信道化码是按照一定的规则进行分配的，3gp
p协议对此有明确规定。至于CI就是小区的唯一标识。
1、
HARQ
（Hybrid Automatic Repeat Request ）混合自动重传请求。
数据通信最初是在有线网上发展起来的，通常要求较大的带宽和较高的传输质量。对于有线连接，数据传输的可靠性是通
过重传来实现的。当前一次尝试传输失败时，就要求重传数据分组，这样的传输机制就称之为ARQ（自动请求重传）。在无线
传输环境下，信道噪声和由于移动性带来的衰落以及其他用户带来的干扰使得信道传输质量很差，所以应该对数据分组加以保
护来抑制各种干扰。这种保护主要是采用前向纠错编码（FEC），在分组中传输额外的比特。然而，过多的前向纠错编码会使
传输效率变低。因此，一种混合方案HARQ，即ARQ和FEC相结合的方案被提出了。
2、/view/
3、
HSDPA技术中主要是采用三种递增冗余的HARQ机制：TYPE-I HARQ，TYPE-II HARQ和TYPE-III HARQ。
TYPE-I HARQ 又叫传统ARQ，是最基本的功能。传统ARQ使用了CRC（循环冗余校验）并用FEC进行编码。接收机一旦
发现data package在接收时不能正确解码（decode），即行丢弃，并在上行信道（uplinking channel）中要求重传。发送端收
到重传请求后，重新发送encoded data package。由于反馈速度较慢，效率不高，会影响QoS。
TYPE II HARQ是增加冗余（IR）的ARQ机制，接收错误的数据包不会被丢弃，而重传资料通常与第一次传输不一样，前后两
种data package会进行并整，形成纠错能力更强的前向纠错码。IR可再分两类：部分IR（H-ARQ-type-lll）、全IR（H-ARQ-type-
11），其中全IR每次传输不能自译码。
Type-Ⅲ HARQ 又叫部分冗余HARQ，结合了Type-I HARQ 和Type-Ⅱ HARQ 的优点，同Type-II接收错误的数据包不会被
丢弃。每次重传都可自译码，无须再合并以前的传输资料。
实现机制
12.
HARQ的可行性部分受限于发送端和接收端对分组的缓冲能力，因此选择合适的HARQ协议很重要。三种标准的HARQ
协议为停等协议（Stop- and-Wait，SAW）、回退N步协议（Go-Back-N，GBN）和选择性重传协议（Selective-Repeat，
SR）。（1）停等协议
发送端每发送一个数据分组包就暂时停下来，等待接收端的确认信息。当数据包到达接收端时，对其进行检错，若接收正
确，返回确认（ACK）信号，错误则返回不确认（NACK）信号。当发端收到ACK信号，就发送新的数据，否则重新发送
上次传输的数据包。而在等待确认信息期间，信道是空闲的，不发送任何数据。这种方法由于收发双方在同一时间内仅对
同一个数据包进行操作，因此实现起来比较简单，相应的信令开销小，收端的缓存容量要求低。但是由于在等待确认信号
的过程中不发送数据，导致太多资源被浪费，尤其是当信道传输时延很大时。因此，停等协议造成通信信道的利用率不高，
系统的吞吐量较低。（2）后退N步协议
在采用后退N步HARQ协议的传输系统中，发送端发送完一个数据分组后，并不停下来等待确认信息，而是连续发送若
干个数据分组信息。接收端将每个数据包相应的ACK或 NACK信息反馈回发送端，同时发送回的还有数据包分组号。当
接收到一个NACK信号时，发送端就重新发送包括错误数据的N个数据包。接收端只需按序接收数据包，在接收到错误
数据包后即使又接收到正确的数据包后还是必须将正确的数据包丢弃，并重新发送确认信息。（3）选择重发协议
基于窗口的SR是一种被许多系统采用的HARQ协议，包括RLCR99（也称R3版本，是3GPP目前最成熟、最稳定的版
本）。为了进一步提高信道的利用率，选择重发协议只重传出现差错的数据包，但是此时收端不再按序接收数据分组信息，
那么在收端则需要相当容量的缓存空间来存储已经成功译码但还没能按序输出的分组。同时收端在组合数据包前必须知道
序列号，因此，序列号要和数据分别编码，而且序列号需要更可靠的编码以克服任何时候出现在数据里的错误，这样就增
加了对信令的要求
。
LTE中RB、RE、CP、REG、CCE、子载波等是什么概念？
。
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（符号）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（时隙）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。
LTE中REG和CCE概念
REG是Resource Element Group的缩写，一个REG包括4个连续未被占用的RE。REG主要针对PCFICH和PHICH速率很小的控制
信道资源分配，提高资源的利用效率和分配灵活性。如下图左边两列所示，除了RS信号外，不同颜色表示的就是REG。
CCE是Control Channel Element的缩写，每个CCE由9个REG组成，之所以定义相对于REG较大的CCE，是为了用于数据量相
对较大的PDCCH的资源分配。每个用户的PDCCH只能占用1，2，4，8个CCE，称为聚合级别。如下图所示：
LTE网络特点
与传统3G网络比较，LTE的网络结更加简单扁平，降低组网成本，增加组网灵活性，
主要特点表现在：
网络扁平化使得系统延时减少，从而改善用户体验，可开展更多业务；
网元数目减少，E-UTRAN只有一种节点网元E-Node B，使得网络部署更为简
单，网络的维护更加容易；
取消了RNC的集中控制，避免单点故障，有利于提高网络稳定性；
LTE-扁平化接入网络架构
LTE的主要网元包括：
E-UTRAN(接入网)：e-NodeB组成
EPC(核心网)：MME，S-GW，P-GW
LTE的网络接口包括：
X2接口：e-NodeB之间的接口，支持数据和信令的直接传输
S1接口：连接e-NodeB与核心网EPC的接口
S1-MME：e-NodeB连接MME的控制面接口
S1-U： e-NodeB连接S-GW 的用户面接口
E-Node B
具有现3GPP Node B全部和RNC大部分功能，包括：
物理层功能
MAC、RLC、PDCP功能
RRC功能
资源调度和无线资源管理
无线接入控制
移动性管理
MME
NAS信令以及安全性功能
3GPP接入网络移动性导致的CN节点间信令
空闲模式下UE跟踪和可达性
漫游
鉴权
承载管理功能（包括专用承载的建立）
Serving GW
支持UE的移动性切换用户面数据的功能
E-UTRAN空闲模式下行分组数据缓存和寻呼支持
数据包路由和转发
上下行传输层数据包标记
PDN GW
基于用户的包过滤
合法监听
IP地址分配
上下行传输层数据包标记
DHCPv4和DHCPv6（client、relay、server）
LTE-系统总体架构
LTE网元接口
PCI？
从物理层来看，PCI（physical-layer Cell identity）是由主同步信号（PSS）与辅同步信号（SSS）
组成，可以通过简单运算获得。公式如下：PCI=PSS+3*SSS，其中PSS取值为0...2（实为
3种不同PSS序列），SSS取值为0...167（实为168种不同SSS序列)，利用上述公式可得
PCI的范围是从0...503,因此在物理层存在504个PCI。
其实，可以把PCI理解为扰码，就像在WCDMA系统中下行扰码用于区分扇区一样，对
待发送的数据进行加扰，以便终端可以区分不同扇区。
而从网络操作维护级别来看，CI（Cell Identity）唯一标识一个小区，在网络中不能重复。
但PCI却可以重复，因为PSS+SSS仅有504种组合。如，当网络中有1000个小区时，PCI
仅有504个，此时就需要对PCI进行复用，通常情况下，PCI规划原则是每个扇区分配
特定的PSS序列(0...2)值，而每个基站分配特定的SSS序列（0...167)值，以此避免相邻基
站间存在相同PCI的问题发生。
2024年3月13日发(作者：谷海)
LTE课程
1. ofdm/mimo
2. EPC:核心网
3. CS：电路域
4. eNB：无线资源管理（基站）
5. x2口：eNB与eNB之间的接口
6. PDCCCH：下行控制信道
7. 传统FDM:为避免载波间干扰，需要在相邻的载波间保留一定保护间隔，大大降低了频谱效率。
8. 吞吐量：下载速率
9. GP：控制信令
10. TD-LTE
子帧= 1ms = 30720Ts
10:2:2 = 21952Ts : 4384Ts : 4384Ts
3:9:2 = 6592Ts : 19744Ts : 4384Ts
11. TD-SCDMA
时隙= 675us
DwPTS = 75us GP = 75us UpPTS = 125us
扰码：
WCDMA是一种码分多址的扩频通信系统，在上行方向用扰码来区分不同的UE，用正交可变扩频因子（OVSF）的信道化码进
行扩频。在下行方向用扰码来识别不同的小区，用正交可变扩频因子的信道化码进行扩频，并用于分离同一小区内不同的下行
信道。WCDMA系统的扩频和加扰过程如下图所示。
WCDMA下行方向共有8192个扰码，分成512组，每组包含1个主扰码和15个辅扰码，每个小区分配1个唯一的主扰码和对
应的辅扰码组。下行公共信道用主扰码加扰，以识别不同的小区。
WCDMA下行方向用正交可变扩频因子（OVSF）的信道化码对信道进行扩频，并利用不同信道化码的正交性来分离不同的下行
信道。OVSF码可以用码树来表示，码树上的码可以表示为C
ch,SF,k
，其中SF为扩频因子，k为码号，0 k SF-1。OVSF码
树上同一SF的码相互正交，不同SF且不同码树分支上的码也相互正交，但同一码树上不同SF的码不正交。由于下行信道要
求相互正交，因此，当一个码被分配以后，其所在码树上的下层低速的码节点和上层高速的码节点将不能再被分配，即被阻塞。
由于下行信道化码的这些特性，使得下行信道化码成为一种受限的资源，如果分配不合理，将会降低系统容量，因此下行信道
化码的分配和管理是WCDMA系统中码资源管理的核心内容。
WCDMA在上行方向一共有2
24
（
33554432
）
个长扰码和2
24
（
33554432
）
个短扰码可用，上行扰码资源是很丰富的，在分配时只要保证
每个UE分配的扰码不同就行了。上行方向专用信道扩频时，每个UE可以使用一棵信道化码树的全部信道化码，不需要与其它
UE共享信道化码，因此不需要进行上行信道化码的分配。上行公共信道的扰码和信道化码是按照一定的规则进行分配的，3gp
p协议对此有明确规定。至于CI就是小区的唯一标识。
1、
HARQ
（Hybrid Automatic Repeat Request ）混合自动重传请求。
数据通信最初是在有线网上发展起来的，通常要求较大的带宽和较高的传输质量。对于有线连接，数据传输的可靠性是通
过重传来实现的。当前一次尝试传输失败时，就要求重传数据分组，这样的传输机制就称之为ARQ（自动请求重传）。在无线
传输环境下，信道噪声和由于移动性带来的衰落以及其他用户带来的干扰使得信道传输质量很差，所以应该对数据分组加以保
护来抑制各种干扰。这种保护主要是采用前向纠错编码（FEC），在分组中传输额外的比特。然而，过多的前向纠错编码会使
传输效率变低。因此，一种混合方案HARQ，即ARQ和FEC相结合的方案被提出了。
2、/view/
3、
HSDPA技术中主要是采用三种递增冗余的HARQ机制：TYPE-I HARQ，TYPE-II HARQ和TYPE-III HARQ。
TYPE-I HARQ 又叫传统ARQ，是最基本的功能。传统ARQ使用了CRC（循环冗余校验）并用FEC进行编码。接收机一旦
发现data package在接收时不能正确解码（decode），即行丢弃，并在上行信道（uplinking channel）中要求重传。发送端收
到重传请求后，重新发送encoded data package。由于反馈速度较慢，效率不高，会影响QoS。
TYPE II HARQ是增加冗余（IR）的ARQ机制，接收错误的数据包不会被丢弃，而重传资料通常与第一次传输不一样，前后两
种data package会进行并整，形成纠错能力更强的前向纠错码。IR可再分两类：部分IR（H-ARQ-type-lll）、全IR（H-ARQ-type-
11），其中全IR每次传输不能自译码。
Type-Ⅲ HARQ 又叫部分冗余HARQ，结合了Type-I HARQ 和Type-Ⅱ HARQ 的优点，同Type-II接收错误的数据包不会被
丢弃。每次重传都可自译码，无须再合并以前的传输资料。
实现机制
12.
HARQ的可行性部分受限于发送端和接收端对分组的缓冲能力，因此选择合适的HARQ协议很重要。三种标准的HARQ
协议为停等协议（Stop- and-Wait，SAW）、回退N步协议（Go-Back-N，GBN）和选择性重传协议（Selective-Repeat，
SR）。（1）停等协议
发送端每发送一个数据分组包就暂时停下来，等待接收端的确认信息。当数据包到达接收端时，对其进行检错，若接收正
确，返回确认（ACK）信号，错误则返回不确认（NACK）信号。当发端收到ACK信号，就发送新的数据，否则重新发送
上次传输的数据包。而在等待确认信息期间，信道是空闲的，不发送任何数据。这种方法由于收发双方在同一时间内仅对
同一个数据包进行操作，因此实现起来比较简单，相应的信令开销小，收端的缓存容量要求低。但是由于在等待确认信号
的过程中不发送数据，导致太多资源被浪费，尤其是当信道传输时延很大时。因此，停等协议造成通信信道的利用率不高，
系统的吞吐量较低。（2）后退N步协议
在采用后退N步HARQ协议的传输系统中，发送端发送完一个数据分组后，并不停下来等待确认信息，而是连续发送若
干个数据分组信息。接收端将每个数据包相应的ACK或 NACK信息反馈回发送端，同时发送回的还有数据包分组号。当
接收到一个NACK信号时，发送端就重新发送包括错误数据的N个数据包。接收端只需按序接收数据包，在接收到错误
数据包后即使又接收到正确的数据包后还是必须将正确的数据包丢弃，并重新发送确认信息。（3）选择重发协议
基于窗口的SR是一种被许多系统采用的HARQ协议，包括RLCR99（也称R3版本，是3GPP目前最成熟、最稳定的版
本）。为了进一步提高信道的利用率，选择重发协议只重传出现差错的数据包，但是此时收端不再按序接收数据分组信息，
那么在收端则需要相当容量的缓存空间来存储已经成功译码但还没能按序输出的分组。同时收端在组合数据包前必须知道
序列号，因此，序列号要和数据分别编码，而且序列号需要更可靠的编码以克服任何时候出现在数据里的错误，这样就增
加了对信令的要求
。
LTE中RB、RE、CP、REG、CCE、子载波等是什么概念？
。
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（符号）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（时隙）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。
LTE中REG和CCE概念
REG是Resource Element Group的缩写，一个REG包括4个连续未被占用的RE。REG主要针对PCFICH和PHICH速率很小的控制
信道资源分配，提高资源的利用效率和分配灵活性。如下图左边两列所示，除了RS信号外，不同颜色表示的就是REG。
CCE是Control Channel Element的缩写，每个CCE由9个REG组成，之所以定义相对于REG较大的CCE，是为了用于数据量相
对较大的PDCCH的资源分配。每个用户的PDCCH只能占用1，2，4，8个CCE，称为聚合级别。如下图所示：
LTE网络特点
与传统3G网络比较，LTE的网络结更加简单扁平，降低组网成本，增加组网灵活性，
主要特点表现在：
网络扁平化使得系统延时减少，从而改善用户体验，可开展更多业务；
网元数目减少，E-UTRAN只有一种节点网元E-Node B，使得网络部署更为简
单，网络的维护更加容易；
取消了RNC的集中控制，避免单点故障，有利于提高网络稳定性；
LTE-扁平化接入网络架构
LTE的主要网元包括：
E-UTRAN(接入网)：e-NodeB组成
EPC(核心网)：MME，S-GW，P-GW
LTE的网络接口包括：
X2接口：e-NodeB之间的接口，支持数据和信令的直接传输
S1接口：连接e-NodeB与核心网EPC的接口
S1-MME：e-NodeB连接MME的控制面接口
S1-U： e-NodeB连接S-GW 的用户面接口
E-Node B
具有现3GPP Node B全部和RNC大部分功能，包括：
物理层功能
MAC、RLC、PDCP功能
RRC功能
资源调度和无线资源管理
无线接入控制
移动性管理
MME
NAS信令以及安全性功能
3GPP接入网络移动性导致的CN节点间信令
空闲模式下UE跟踪和可达性
漫游
鉴权
承载管理功能（包括专用承载的建立）
Serving GW
支持UE的移动性切换用户面数据的功能
E-UTRAN空闲模式下行分组数据缓存和寻呼支持
数据包路由和转发
上下行传输层数据包标记
PDN GW
基于用户的包过滤
合法监听
IP地址分配
上下行传输层数据包标记
DHCPv4和DHCPv6（client、relay、server）
LTE-系统总体架构
LTE网元接口
PCI？
从物理层来看，PCI（physical-layer Cell identity）是由主同步信号（PSS）与辅同步信号（SSS）
组成，可以通过简单运算获得。公式如下：PCI=PSS+3*SSS，其中PSS取值为0...2（实为
3种不同PSS序列），SSS取值为0...167（实为168种不同SSS序列)，利用上述公式可得
PCI的范围是从0...503,因此在物理层存在504个PCI。
其实，可以把PCI理解为扰码，就像在WCDMA系统中下行扰码用于区分扇区一样，对
待发送的数据进行加扰，以便终端可以区分不同扇区。
而从网络操作维护级别来看，CI（Cell Identity）唯一标识一个小区，在网络中不能重复。
但PCI却可以重复，因为PSS+SSS仅有504种组合。如，当网络中有1000个小区时，PCI
仅有504个，此时就需要对PCI进行复用，通常情况下，PCI规划原则是每个扇区分配
特定的PSS序列(0...2)值，而每个基站分配特定的SSS序列（0...167)值，以此避免相邻基
站间存在相同PCI的问题发生。