中国通信网初级通信教程 Lte学习入门

CNTTR通信技术教材＿初级
LTE初学者入门

1 背景介绍

2 网络架构与协议

3 控制面协议

4 用户面协议

Page  2
中通网培训初级系列教材内部保密

移动通信系统发展历程
使用蜂窝组网，广泛应用的标准有AMPS、TACS等，采用
模拟技术和频分多址(FDMA)等技术
1G

目前应用最广泛的通信系统，主要包括GSM、IS-95等,完全采用
2G 数字技术，使用FDM、TDM、CDMA等技术。提供数字化的语
音业务及低速数据业务

采用OFMA及MIMO技术，在200MHz系统带
宽下，下行峰值速率100Mbps，上行峰值
速率50MHz，提供VoIP及IMS等高速率数
3G 据传输服务。

LTE IMT- ？
IMT-Advanced

国际标准有WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA、
WiMax。技术指标：室内速率2Mbps，室外速率
384kbps，行车速率144kbps。能够实现语音业务、
高速率传输及宽带多媒体、无线接入Internet等服务。
Page  3

LTE演进路线

Page  4

LTE演进路线（续）

 第二条演进路线是 IEEE802.16系列的宽带无线接入标准，被称作WiMax。
 3GPP2(第三代合作伙伴计划2): 该组织是于1999年1月成立，由北美TIA、
日本的ARIB、日本的TTC、韩国的TTA四个标准化组织发起，主要是制订
以ANSI-4
 1核心网为基础，CDMA2000为无线接口的第三代技术规范。
 3GPP（3rd Generation Partnership Project）于1998年12月成立，是一个
由无线工业及商贸联合会ARIB、CCSA、欧洲电信标准研究所ETSI、电信
行业解决方案联盟ATIS、电信技术协会TTA和电信技术委员会TTC合作成
立的通信标准化组织。
 3GPP是一个致力于制定3G、LTE、IMT-Advanced标准的全球标准化组
织。

Page  5

LTE的主要技术特征

 3GPP从“系统性能要求”、“网络的部署场景”、“网络架构”、“业务支持能力”
等方面对LTE进行了详细的描述。与3G相比，LTE具有如下技术特征：
 (1)通信速率有了提高，下行峰值速率为100Mbps、上行为50Mbps。
 (2)提高了频谱效率，下行链路5(bit/s)/Hz，(3--4倍于R6版本的HSDPA);上行链路
2.5(bit/s)/Hz，是R6版本HSU-PA的2--3倍。
 (3)以分组域业务为主要目标，系统在整体架构上将基于分组交换。
 (4)QoS保证，通过系统设计和严格的QoS机制，保证实时业务(如VoIP)的服务质量。
 (5)系统部署灵活，能够支持1.25MHz-20MHz间的多种系统带宽。保证了将来在系统
部署上的灵活性。
 (6)降低无线网络时延：子帧长度0.5ms和0.675ms，解决了向下兼容的问题并降低了
网络时延，时延可达U-plan<5ms，C-plan<100ms。
 (7)增加了小区边界比特速率，在保持目前基站位置不变的情况下增加小区边界比特速
率。如MBMS(多媒体广播和组播业务)在小区边界可提供1bit/s/Hz的数据速率。
 (8)强调向下兼容，支持已有的3G系统和非3GPP规范系统的协同运作。
 与3G相比，LTE更具技术优势，具体体现在：高数据速率、分组传送、延迟降低、广
域覆盖和向下兼容。

Page  6

LTE的关键技术

多载波技术

多天线技术

分组交换

Page  7

多载波技术

 传统的频分复用/频分多址（FDM/FDMA）技术将较宽的频带分成若干较
窄的子载波进行并行发送。为了避免各子载波之间的干扰，不得不在相
邻的子载波之间保留较大的间隔。
 正交频分复用（OFDM）各个子载波重叠排列，同时保持子载波之间的
正交性，以避免子载波之间的干扰。部分重叠的子载波排列可以大大提
高频谱效率。

传统FDM频谱 OFDM频谱
Page  8

多载波技术

 LTE下行链路采用正交频分多址(OFDMA)技术。
 LTE上行链路采用单载波频分多址(SC-FDMA)技术，
避免OFDM调制中因高PARA(峰均比)带来的对功放的线性化要求。

OFDM与SC-FDMA的频谱结构
Page  9

OFDM系统框图

OFDM调制
h( , t )
Sn 串并并串加入循数
IFFT
转换转换环前缀模
变
换
h( , t ) 多径传播

n(t)

OFDM解调
Rn 并串串并去除循模
FFT
转换转换环前缀数
变
换
Page  10

SC-FDMA系统框图

LTE下行链路SC-FDMA采用DFT-S-OFDM方式实现

调串
用户数据串制并循环
M点 N点
并调转前缀
FFT IFFT
转制换
换
调
调
制
制

DFT-S-OFDM系统框图
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LTE的关键技术

多载波技术

多天线技术

分组交换

Page  12

MIMO系统
使用多天线的MIMO技术能够充分利用空间资源，在不增
加系统带宽和天线发射总功率的情况下，可有效对抗无线
信道衰落的影响，大大提高系统的频谱利用率和信道容量。

s1 r1

空间-时间 s2 r2 空间-时间
编码器解码器

sMr rMR

s H r

MIMO系统示意图
Page  13

多天线技术

 分集增益：利用多个天线提供的空间分集，可以改进多径衰落信道中传
输的可靠性。
 阵列增益：通过预编码或波束成形，集中一个或多个指定方向上的能量。
这也允许不同方向上的多个用户同时获得服务。
 空分复用增益：利用空间信道的强弱相关性，在多个相互独立的空间信
道上，传递不同的数据流，从而提高数据传输的峰值速率。

分集增益阵列增益空分复用增
益

Page  14

LTE的关键技术

多载波技术

多天线技术

分组交换

Page  15

分组交换

 LTE是完全面向分组的多服务系统。
 使用分组交换，可以令分组的长度与相关时间可比，使得分组都落在信道
质量较好的时间段。

电路交换的资源分配

快速自适应的分组调度

无线衰落信道

时间

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1 背景介绍


3 控制面协议

4 用户面协议

Page  17

LTE网络结构

LTE采用 “扁平”的无线访问网络结构，取消RNC节点，简
化网络设计。实现了全IP路由，各个网络节点之间与Internet
没有什么太大的区别，网络结构趋近于IP宽带网络结构。
Page  18

EPS概述

 LTE致力于无线接入网的演进（ E-UTRAN ）。
 系统架构演进（SAE）则致力于分组网络的演进（演进型分组核心网EPC）。
 LTE和SAE共同组成演进型分组系统（EPS）。

用户设备 E-UTRAN EPC

EPS网络结构
Page  19

eNodeB
EPS的功能划分
小区间无线资源管理
无线承载控制
连接移动性控制
MME
无线许可控制
eNodeB NAS(非接入层)安全性
测量配置与提交
空闲状态移动性管理
动态资源分配
（调度）
EPS承载控制
RRC
(无线资源控制)
PDCP
(分组数据汇聚协议) S-GW P-GW
RLC UE IP地址分配
(无线链路控制) 移动性
MAC
安全闸分组过滤
(媒体接入控制)
S1 Internet
物理层
Page  20
E-UTRAN EPC

E-UTRAN组成结构

网络结构包括CN(EPC)、E-UTRAN、UE，eNodeB
通过X2接口连接，构成E-UTRAN(接入网)，eNodeB
通过S1接口与EPC(CN)连接，UE通过LTE-Uu接口
与eNodeB连接。

EPS网络节点示意图

Page  21

eNodeB实现的功能

 无线资源管理
● 无线承载控制
● 无线准入控制
● 连接移动性控制
● UE上下行动态资源分配

 IP数据包头压缩和用户数据流加密

 UE连接期间选择MME

 寻呼消息的调度和传输

 广播信息的调度和传输

E-UTRAN总体架构  移动和调度的测量，并进行测量和
测量报告的配置

Page  22

核心网(EPC)

LTE/SAE核心网负责UE的控制和承载建立，EPC包含的逻辑节点有：
PDN Gateway(P-GW)、Serving Gateway(S-GW)、Mobility
Management Entity(MME) 、Home Subscribier Server(HSS) 、Policy
Control and Charging Rules Function(PCRF)。

S6a
MME HSS
PCRF
S1-MME
Gx Rx

Operator’ IP
s
S1-U S5/S8 SGi services(e.g.
E-UTRAN S-GW P-GW IMS, PSS)

EPC组成结构
Page  23

核心网节点功能

MME主要实现功能 P-GW主要实现功能 S-GW主要实现功能

处理UE和CN之间 UE的IP地址分配所有IP数据包均
的控制信令，通 QoS保证通过S-GW
过NAS协议实现计费 UE在小区间切换
。 IP数据包过滤时，作为移动性
寻呼和控制信息控制锚点
分发下行数据缓存
承载控制 LTE与其他3GPP
保证NAS信令安技术互联时作为
全移动性管理移动性锚点

Page  24

无线接口协议

无线接口协议根据用途分为用户面(User plane)
协议栈和控制面(Control plane)协议栈。

PDCP NAS
RLC E-UTRAN RRC
MAC L2
用户面控制面

控制面主要执行系统
用户面主要执行 Radio Access
信息广播、RRC连接
头压缩、调度、管理、RB控制、寻呼、
加密等功能移动性管理、测量配
置及报告等
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E-UTRAN用户面

Applicatio
n
IP IP
Relay Relay
PDCP GTP-U
PDCP GTP-U GTP-U GTP-U

RLC RLC UDP/IP UDP/I UDP/I UDP/IP
P P
MAC MAC L2 L2 L2 L2
L1 L1 L1 L1 L1 L1
LTE-Uu S1-U S5/S8
UE eNode Serving GW PDN GW
B 用户面协议栈
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E-UTRAN控制面

NAS NAS
NAS
Relay
RRC S1-AP
RRC S1-AP

PDCP SCTP SCTP
PDCP
RLC RLC IP IP
MAC MAC L2 L2
L1 L1 L1 L1
LTE-Uu S1-MME
UE eNode MME
B 控制面协议栈
Page  27

S1接口

S1接口连接E-UTRAN与CN，S1控制平面接口(S1 -MME)
位于eNB和MME之间，S1用户平面接口(S1-U)位于eNB
和S-GW之间。传输网络层利用IP传
输，为可靠传输信令，传输网络层建立在IP
在IP之上，添加SCTP，
传输之上，GTP-U用
应用层信令协议为S1-
来携带用户平面PDU
AP

S1-MME控制面协议栈 S1-U用户面协议栈
Page  28

X2接口

X2接口实现eNodeB之间的互联，X2接口控制平面
和用户平面接口定义域S1接口一致。

X2接口控制面协议栈 X2接口用户面协议栈

Page  29

EPS承载与QoS

承载(Bearer)是UE和网关之间有相应QoS(Quality of Service)
保障的IP数据包。
为了应对同时发生的多种形式的服务，EPS根据不同的服务
对QoS的不同要求，将Bearer分为两类：

Bearer

GBR bearer NON-GBR bearer

Minimum Guaranteed 不保证比特率，可用
Bit Rate bearer(保证于浏览网页或ftp等服
比特率承载) 务，不分配持久的无
线资源。
可应用于VoIP等面向
连接的服务,bearer可
分配到持久的无线资
源。
Page  30

EPS承载与QoS
每一个bearer都有一个QoS等级标记(QCI)及分配与保留
优先级(ARP)。brearer与其对应服务如下图所示。

LTE QCI标记
Page  31

EPS承载与QoS

在LTE/SAE系统中，EPS承载(brearer)需要经
过多层接口，逐渐映射为较低层次的承载。

EPS承载经过多层接口示意图

Page  32

1 背景介绍


3 控制面协议

4 用户面协议

Page  33

基本概念

 层次结构：分层将一个复杂的通信问题划分为多个不同层次的工作，每
一层实现一种相对独立的功能，通过层间的接口使用下层提供的服务，
并向上层提供服务。
 协议：控制两个或多个对等实体、对等层次进行通信的规则的集合。
 服务访问点：在同一系统中，相邻两层的实体进行交互的逻辑接口称为
服务访问点(Service Access Point)。
 平面：同一个系统中，实现某一方面功能的协议栈，称作平面。LTE将
系统分为控制面(Control Plane)和用户面(User Plane)。

Page  34

用户设备的状态

 用户设备(User Equipment, UE)的无线资源控制(Radio Resource
Control, RRC)状态决定了接入层所执行的操作和过程。RRC状态有两种
：空闲状态(RRC_IDLE)或连接状态(RRC_CONNECTED)。

空闲连接

1.UE有特定的非连续接收(DRX)。 1.获得E-UTRAN分配的无线资源。
2.监听广播信道，获取系统信息。 2.可以与网络交互数据。
3.监听寻呼信道，检测来电。 3.向网络报告缓存状态和信道质量。
4.UE执行小区选择和重选。 4.由eNB控制小区切换。

Page  35

无线资源控制(RRC)

 RRC协议主要完成以下功能：

系统信息连接控制移动性管理

处理系统信息的完成RRC连接的完成各种无线接
广播。建立、修改和释入技术(RAT)间的
系统信息也包括放，包括寻呼、切换。
非接入层(NAS) 安全性控制、建
立信令无线承载测量配置与报告
的一般信息。
一些系统信息仅 (SRB)和数据无完成频率内、频
对空闲状态的UE 线承载(DRB)、率间以及RAT间
有效。切换、配置低层的测量。
等操作。

Page  36

无线资源控制(RRC)

 无线协议架构如图所示。垂直方向上的直线表明了信道之间的映射关系
。

Page  37

系统信息

 系统信息被封装成多个系统信息块(System Information Blocks, SIBs)，
每个系统信息块包含一系列功能相关的参数。

MIB SIB1 SIB2 其它

主信息块包含系统信息块1 系统信息块2 SIB3-SIB8包
最常用的参数，包含小区选择包含一般和共含频率内、频
是UE初始接的参数，以及享信道的信息。率间、RAT间
入的重要信息。其它系统信息小区重选的参
块的时隙安排。数。

Page  38

LTE的连接控制

 连接控制包括以下内容：

1 2 3 4

安全性管理连接的建立、数据无线承载 LTE系统的移
修改及释放 (DRB)的建立、动性
修改及释放

Page  39

安全性密钥管理

 保证安全性的两种手段：加密和完整性保护

安全性密钥的产生过程图

1 2 3 4
修改及释放
Page  40

连接的建立和释放

 UE还有两类非接入层的状态：
EPS移动性管理(EMM)状态— —
EMM-DEREGISTERED和EMM-REGISTERED
EPS连接管理(ECM)状态— —
ECM-IDLE和ECM-CONNECTED
状态组合图

1 2 3 4

修改及释放

Page  41


连接建立的消息流程

Page  42


Page  43

DRB的建立

 为了建立、修改或释放DRB，E-UTRAN应用了RRC连接配置，主要的
配置参数如下：
1. 对于使用小分组的服务(如VoIP)，需要配置分组数据汇聚
协议(PDCP)，使其进行首部压缩，从而减少系统开销。

1 2 3 4

修改及释放

Page  44

DRB的建立

2. 实时性强、准确性要求较低的服务不应使用RLC确认
模式(Acknowledged Mode)，一般情况下都可以选用
RLC AM。

Page  45

DRB的建立

3. UE需要将上行资源划分给不同的无线承载，E-
UTRAN使用优先级和优先化比特率来控制资源的划分
方式。

Page  46

DRB的建立

4. UE可以配置一个非连续接收(DRX)周期，除非当前
服务对延时的要求非常严格。

Page  47

DRB的建立

5. 对于分组速率半静态的服务(如VoIP)，可以通过配置
半坚持的调度方式，减少控制信令的开销。

Page  48

DRB的建立

6. 对传输延时不敏感的服务，可以配置混合ARQ
(HARQ)，以提高信息可靠性。

Page  49

移动性控制

 在RRC_IDLE状态下的移动性控制是指UE执行的小区重选择(cell-
reselection)。
- 在频率间的小区重选是基于优先级的，每个频率都有相应的优先级。
小区特定的优先级通过系统信息给出。
- 在优先级相等的情况下，将对小区的无线链路质量进行排名。

1 2 3 4

修改及释放

Page  50

移动性控制

 在RRC_CONNECTED状态下的移动性控制是指E-UTRAN执行的小区切换
(handover)。
- E-UTRAN决定UE切换到哪个小区，以保持链路连接。通常E-UTRAN会要
求UE报告候选小区的测量结果。
- LTE体系中，UE总是连接到单个小区上，因此从源小区到目的小区的连接
交换是一种硬切换(hard handover)。

1 2 3 4

修改及释放

Page  51

移动性控制

源基站请求一个或多个目的基站准备切换，并提供
UE的上下文信息。
 切换的消息流程：目的基站发出切换命令，由源基站负责转发给UE。
在切换前，UE一
般会向源基站发
送测量报告。

源基站向UE发送连接重配置
消息，命令UE进行切换。

UE向目的小区进行随机接入。
随机接入完成后，UE的接入层会将未完成的
上行传输通知给上层，以便进行合适的处理。

Page  52

测量配置与报告

待测量的小区、频
率

周期或事件触发的准则，测量
对象测量
以及需要报告的信息
标识

标识一次测量，定义
报告可用的测量对象及报
配置
测量配置告配置

数量
配置
测量
间隙
在测量间隙之内，UE 定义了每次测量
进行测量操作，不能结果的过滤方式
安排任何上下行传输
Page  53

小区选择和重选

小区选择小区重选

当UE驻留在一个合适的小区后，就
•
开始进行小区重选。
小区选择，是UE在所有支持的
• 首先，小区重选是基于绝对优先级
•
载频、所有支持的RAT之中搜索的。其次，UE采用一种排名准则来
出信号最强的小区的过程。比较各小区的链路质量。最后，UE
验证目的小区的可接入性。
•小区选择所采用的准则称为S准当多个小区都满足S准则时，UE采
•
则(S-criterion)。当接收功率的用R准则对小区排序。服务小区的排
等级Srxlev大于0dB时，就满足了名为Rs，相邻小区的排名为Rn。当
一个相邻小区的排名比服务小区高，
S准则。
并维持一段时间Treselection，UE就重
选至该小区。

Page  54

1 背景介绍


3 控制面协议

4 用户面协议

Page  55

用户面和控制面 PDCP
RLC
MAC
无线接口协议栈根据用途分为用户平面协议栈和控制
平面协议栈。

UE eNodeB UE eNodeB MME
NAS NAS
PDCP PDCP RRC RRC

RLC RLC PDCP PDCP
RLC RLC
MAC MAC
MAC MAC
PHY PHY PHY PHY

用户面协议栈控制面协议栈
PDCP、RLC和MAC协议
合称L2协议。

Page  56

L2的下行结构 PDCP
RLC
MAC

L2的下行结构图
Page  57

L2的上行结构 PDCP
RLC
MAC

L2的上行结构图
Page  58

包数据汇聚层(PDCP) PDCP
RLC
MAC

PDCP层架构图
Page  59

PDCP层功能 PDCP
RLC
MAC
 头压缩与解压缩，只支持一种压缩算法，即ROHC算法；
 用户名或控制面的数据传输，此功能用于PDCP用户间的数据传递；
 提供PDCP序列号，供无线承载使用；
 切换时对上层PDU的顺序递交；
 下层SDU的复制与检测；
 用户面数据和控制面数据加密。
 控制面数据的完整性保护和验证；
 基于定时器的丢包；

Page  60

PDCP层功能(控制面) PDCP
RLC
MAC

PDCP层控制面结构图
Page  61

PDCP层功能(用户面) PDCP
RLC
MAC

PDCP层用户面结构图
Page  62

加密与完整性保护 PDCP
RLC
MAC
 加密用户面数据和控制面数据：
控制面：PDCP PDU的数据部分和MAC-I部分(message authentication
code )被加密；如果控制面数据没有完整性保护，则MAC-I部分仍然存在
，不过值设置为0；
用户面：PDCP PDU的数据部分被加密；
加密的算法和密钥都是高层设置的，加密的激活也是由高层来做的。

 完整性保护应用于控制面数据(SRB)
包括完整性保护和完整性验证；
完整性保护的算法和密钥都是高层设置的，它的激活也是由高层来做
的。

Page  63

PDCP的丢包处理 PDCP
RLC
MAC
 PDCP实体收到上层递交的一个PDCP SDU，就会为这个SDU启动一个
Discard_Timer；
 当一个PDCP SDU的Discard_Timer超期时，UE就会丢弃这个PDCP
SDU以及由它生成的PDCP PDU。如果这个PDCP PDU已经传递到底层
的话，就向底层发一个丢弃指示命令。

PDCP Reordering window
Page  64

无线链路层（RLC） PDCP
RLC
MAC

RLC的结构
Page  65

TM 实体 PDCP
RLC
MAC

TM实体结构图
Page  66

UM 实体 PDCP
RLC
MAC

UM实体结构图
Page  67

AM 实体 PDCP
RLC
MAC

AM实体结构图
Page  68

PDCP
RLC层功能
RLC
MAC
 传送RLC PDU；
 通过ARQ，进行错误校验(仅在AM数据传输时)；
 分段、组合和重组RLC SDU(仅在UM和AM数据传输时)；
 重新分段和重新组合RLC PDU(仅在AM数据传输时)；
 上层PDU的顺序发送(仅在UM和AM数据传输时)；
 复制检测，检测收到的RLC PDU复制(仅在UM和AM数据传输时)；
 RLC SDU丢弃(仅在UM和AM数据传输时)；
 RLC连接重建；
 协议的错误发现和恢复机制；
 eNB和UE之间的流控制。

Page  69

RLC AM的ARQ功能 PDCP
RLC
MAC
 RLC AM实体的发送侧发送RLC数据PDUs到对端RLC AM实体，对端接
收侧接收到RLC数据PDUs，并在以下两种情况下发送状态报告给发送侧
收到发送侧发来的Polling
检测到RLC数据PDU接收失败

 发送侧会进行重传在以下两种情况
收到接收侧发来的状态报告指示有数据包未接收成功
本发送侧底层发来的HARQ发送失败指示

Page  70

PDCP
RLC
RLC的丢包功能 MAC

 当收到高层丢弃指示命令丢弃特定的RLC SDU时，UM或AM RLC实体
的发送端应该丢弃指示的RLC SDU(只有在该SDU还没有被映射到RLC
数据PDU中)

RLC AM的状态报告
 发送方触发(通过在RLC PDU中置Polling位为’ 来触发) 1’
最后一个包，发方buffer中没有数据
T_Poll_Retransmit定时器超时(Polling触发后没有收到回应)
每发送完Poll_PDU个PDU后将P为置为’ (PDU个数触发)
1’
每发送完Poll_Byte个字节后将P为置为’ (Byte位触发)
1’

 接收方触发
检测到接收的RLC数据PDU错误时，触发状态报告
Page  71

媒体接入层(MAC) PDCP
RLC
MAC

MAC层的功能
Page  72

通道和映射 PDCP
RLC
CCC DCC DTCH MAC
H H 上行逻辑信道

上行传输信道
RACH UL-SCH
(a)上行逻辑信道与传输信道映射关系图

PCCH BCCH CCCH DCCH DTCH MCCH MTCH

下行逻辑信道

下行传输信道
PCH BCH DL-SCH MCH

(b)下行逻辑信道与传输信道映射关系图
Page  73

MAC层的主要过程和操作 PDCP
RLC
MAC

1 2 3 4
随机接入过程不连续接收调度混合冗余重传
Random DRX Scheduling HARQ
access
procedure

Page  74

随机接入的场景 PDCP
RLC
 从RRC_IDLE状态下发起初始接入时； MAC

 无线链路失败后发起初始接入；
 在RRC_CONNECTED期间，上行数据到达需要进行随机接入时(例如当
上行同步状态是“异步”或者没有专用的调度请求信道可用时)；
 切换需要进行随机接入过程时；
 在RRC_CONNECTED期间，下行数据到达需要进行随机接入时(例如当
上行同步状态是“异步”的情况)；

1 2 3 4
access
procedure

Page  75

随机接入过程 PDCP
RLC
MAC

基于竞争的随机接入过程流程图基于非竞争的随机接入过程流程图
1 2 3 4
access
procedure

Page  76

DRX PDCP
RLC
MAC
 DRX:在一定时间段内停止监听PDCCH
 DRX的目的:令RRC-CONNECTED状态下的UE节省电量和提高资源利用率，而不必转换到
RRC-IDLE状态
 与DRX相关的参数：
On duration Timer: UE每次从DRX醒来后维持醒着的时间,UE在该段时间内搜索
PDCCH
Inactivity Timer: UE在醒着时每次成功解码HARQ初始发送的PDCCH后保持active的时
间
Active Time: UE从DRX醒来后保持醒着的总时间
HARQ RTT Timer: UE预期DL Retransmission到达的最少间隔时间
DRX Retransmission Timer: UE预期接收DL Retransmission的时间
DRX cycle length: DRX cycle length一旦配置/重配置就固定，即不会因为active time大
于on duration而变化。
1 2 3 4
access
procedure
Page  77

DRX PDCP
RLC
MAC

DRX操作时序图
1 2 3 4
access
procedure
Page  78

调度 PDCP
RLC
 目的 MAC
调度的好坏对于系统的性能影响很大，对于LTE十分重要
最好的利用时/频/空/功率资源用于不同的UEs和不同的业务，保证各种业务的QoS，提高系
统的容量

 基本调度原则
eNB负责上下性的调度，上下行是不同的调度器负责
调度器需要考虑的因素包括业务的QoS，业务量以及相关的无线承载，无线条件以及UE能
力等
给于UE的UL-SCH的资源是对应一个UE的，而不是对应一个RB
1 2 3 4
access
procedure

Page  79

调度方式 PDCP
RLC
 动态调度 MAC

对于UL-SCH 和 DL-SCH是最基本的调度方式
 半静态调度
是一种优化的方式（例如对于UL & DL VoIP)
RRC信令负责静态调度参数(周期)的配置
PDCCH信令复杂激活/去激活半静态调度资源

1 2 3 4
access
procedure

Page  80

动态调度过程 PDCP
RLC
MAC

动态调度过程图例
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procedure
Page  81

HARQ(混合冗余重传) PDCP
RLC
MAC
 HARQ通信系统如下图所示，是在一个ARQ(自动请求重传)系统中包含一个FEC(
前向纠错)子系统。FEC部分用来纠正信道中经常出现的错误，以减少重传次数
，而提高系统通过效率。ARQ部分的作用是纠正那些不常出现的、FEC不能纠正
的错误，以提高系统的可靠性。这样，HARQ方式可以实现比FEC高得多的可靠
性和比ARQ更高的传输效率。
前向信道
FEC编码 FEC纠错或检错
如果收到ACK，接收无错码组，
则发送下一组码；反馈信道则反馈ACK；
如果收到NAK，针对不可纠错码组，
则重传当前码组。反馈NAK

HARQ通信系统
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procedure
Page  82

HARQ(混合冗余重传) PDCP
RLC
 快速重传/ 组合增益 MAC

 多进程的停止等待
 对于下行传输:
自适应的异步HARQ
UE通过PUCCH/PUSCH向eNB反馈ACK/NAK信息
PDCCH控制HARQ的进程数
重传由PDCCH调度
 对于上行传输:
非自适应的同步HARQ
对每个UE配置最大发送数
eNB通过PHICH向UE反馈ACK/NAK信息

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Page  83
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物理层

 对于LTE的物理层的多址方案，在下行方向上采用基于循环前缀的正交
频分复用(OFDM)，在上行方向上采用基于循环前缀的单载波频分多址
(SC-FDMA)。为了支持成对的和不成对的频谱，支持频分双工(FDD)模
式和时分双工(TDD)模式。
 物理层是基于资源块(PRB)以带宽不可知的方式进行定义的，从而允许
LTE的物理层适用于不同的频谱分配。一个资源块在频域上或者占用12
个宽度为15kHz的子载波，或者占用24个宽度为7.5kHz的子载波。
 LTE支持两种类型的无线帧结构：类型1，适用于FDD模式；类型2，适
用于TDD模式。每一个无线帧的长度为10ms，由20个时隙构成，每个时
隙长度为0.5ms。

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物理层

物理层为MAC层和高层提供信息传输服务，物理层传输服务是通过
如何以及用什么样的特征数据在无线接口上传输来实现的，此称为“
传输信道”。
 下行传输信道类型  下行物理信道类型
广播信道(BCH) 物理下行共享信道(PDSCH)
下行共享信道(DL-SCH) 物理广播信道(PBCH)
寻呼信道(PCH) 物理多播信道(PMCH)
(PMCH)
多播信道(MCH) 物理控制格式指示信道(PCFICH)
物理下行控制信道(PDCCH)
 上行传输信道类型 物理HARQ指示信道(PHICH)
上行共享信道(UL-SCH)
随机接入信道(RACH)  上行物理信道类型
物理上行共享信道(PUSCH)
物理上行控制信道(PUCCH)
物理随机接入信道(PRACH)
Page  85

物理层信道映射

BCH PCH DL-SCH MCH
下行传输信
道

下行物理信道
PBCH PDSCH PMCH PDCCH PHICH PCFICH

下行传输信道与物理信道的映射关系图

RACH UL-SCH
上行传输信道

上行物理信道
PRACH PUCCH PUSCH
上行传输信道与物理信道的映射关系图
Page  86

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