【YD通讯标准】 TD-LTE 数字蜂窝移动通信网 Uu 接口物理层技术要求(第一阶段) 第1部分:概述

ICS33.060.99
中华人民共和国通信行业标准
YD/T2560.1-2013
TD-LTE数字蜂窝移动通信网
Uu接口物理层技术要求（第一阶段）第1部分：概述
TD-LTE digital cellularmobile communicationnetwork-Uu interfacephysical layertechnicalrequirement(Phase1)-Part1:generaldescription
(3GPP TS36.201(Release 9),LTE physical layer; General description, NEQ)2013-07-22发布
2013-07-22实施
中华人民共和国工业和信息化部发布前言·
1范围
2规范性引用文件
3术语、定义和缩略语-
4LTE物理层概述
5LTE物理层标准的文档结构·
附录A（资料性附录）首选数学符号·参考文献
YD/T2560.1-2013
YD/T2560.1-2013
YD/T2560-2013《TD-LTE数字蜂窝移动通信网Uu接口物理层技术要求（第一阶段）》是TD-LTE数字蜂窝移动通信网Uu接口技术要求系列行标之一，该系列行标的结构和名称预计如下：a）YD/T2560-2013《TD-LTE数字蜂窝移动通信网Uu接口物理层技术要求（第一阶段）》——第1部分：概述：
一第2部分：物理信道和调制；
一一第3部分：物理层复用和信道编码一第4部分：物理层过程；
一第5部分：物理层测量。
b）YD/T2561-2013《TD-LTE数字蜂窝移动通信网Uu接口层二技术要求（第一阶段）》一第1部分：MAC协议；
—第2部分：RLC协议：
一第3部分：PDCP协议。
c）YD/T2562-2013《TD-LTE数字蜂窝移动通信网Uu接口层三技术要求（第一阶段）》——第1部分：RRC协议：
一第2部分：终端在空闲模式下的过程。YD/T2560-2013《TD-LTE数字蜂窝移动通信网Uu接口物理层技术要求（第一阶段）》分为5个部分：
第1部分：概述；
—第2部分：物理信道和调制；
一第3部分：物理层复用和信道编码：—第4部分：物理层过程；
一第5部分：物理层测量。
本部分是YD/T2560-2013《TD-LTE数字蜂窝移动通信网Uu接口物理层技术要求（第一阶段）》的第1部分。
本部分按GB/T1.1-2009给出的规则起草。本部分对应于3GPPTS36.201（ReleaSe9）《演进的通用陆地无线接入（E-UTRA）；LTE物理层：概述》，一致性程度为非等效。本部分与3GPPTS36.201（Release9）的主要差异是，删除了有关仅适用于LTEFDD的内容。
本部分由中国通信标准化协会提出并归口。本标准起草单位：工业和信息化部电信研究院、中国移动通信集团公司、中国联合网络通信集团有限公司、大唐电信科技产业集团、华为技术有限公司、中兴通讯股份有限公司、南京爱立信熊猫通信有限公司、诺基亚西门子通信（上海）有限公司、新邮通信设备有限公司、上海贝尔股份有限公司、鼎桥通信技术有限公司、中国普天信息产业股份有限公司、诺基亚通信有限公司、重庆重邮信科通信技术有I
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限公司、北京展讯高科通信技术有限公司本标准主要起草人：李星、徐菲、龙紫薇、周彦、盛煜、王友祥、彭莹、全海洋、尹桂杰磊、王玉霞、魏立梅、李蓉、高兴航、王梅、贺敬、常疆、张增洁、李蕾、赵训威毛
常永宏、余勇、付晓、王羽、郝丹丹、段红光、冯侨、师延山、李芳。m
1范围
TD-LTE数字蜂窝移动通信网
Uu接口物理层技术要求（第一阶段）第1部分：概述
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本部分规定了TD-LTE数字蜂窝移动通信网空中接口的物理层概述以及物理层规范的文件结构。本部分适用于TD-LTE数字蜂窝移动通信网。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。YD/T2560.2-2013TD-LTE数字蜂窝移动通信网Uu接口物理层技术要求（第一阶段）第2部分：物理信道和调制
YD/T2560.3-2013TD-LTE数字蜂窝移动通信网Uu接口物理层技术要求（第一阶段）第3部分：物理层复用和信道编码
YD/T2560.4-2013TD-LTE数字蜂窝移动通信网Uu接口物理层技术要求（第一阶段）第4部分：物理层过程
YD/T2560.5-2013TD-LTE数字蜂窝移动通信网Uu接口物理层技术要求（第一阶段）第5部分：物理层测量
3术语、定义和缩略语
3.1术语和定义
本标准中使用的数学符号宜参考附录A。3.2缩略语
下列缩略语适用于本文件。
eNode-B
E-UTRA
BinaryPhaseShiftKeying
Channel Quality Indicator
CyclicPrefix
Cyclic Redundancy Check
EvolvedNodeB
Evolved Universal Terrestrial Radio AccessFrequencyDivisionDuplex
HybridAutomaticRepeatRequestLongTermEvolution
MediumAccess Control
MultimediaBroadcastandMulticastServiceMulticast/BroadcastoverSingleFrequencyNetwork二相制相移键控
信道质量指示
循环前缀
循环穴余校验
演进型NodeB
演进的通用陆地无线接入
频分双工
混合自动重传请求
长期演进
媒体接入控制
多媒体广播和多播业务
单频网多播/广播
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PCFICH
SC-FDMA
MultipleInputMultipleOutput
Orthogonal Frequency Division MultiplexingPhysical Broadcast Channel
PhysicalControlFormatIndicatorChannelPhysicalDownlinkSharedChannelPhysicalDownlinkControlChannelPhysicalHybridARQIndicatorChannelPhysical MulticastChannel
Physical Random Access ChannelPhysical UplinkControlChannelPhysical Uplink Shared ChannelQuadratureAmplitudeModulationQuadraticPermutationPolynomialQuadraturePhaseShiftKeying
Radio Link Control
RadioResourceControl
Received Signal Strength IndicatorReference Signal Received PowerReferenceSignal ReceivedQualityService Access Point
Single-CarrierFrequencyDivisionMultipleAccessTime Division Duplex
TXDiversity
Transmit Diversity
UserEquipment
4LTE物理层概述
4.1与其它层的关系
4.1.1总体协议架构
多入多出
正交频分复用
物理广播信道
物理控制格式指示信道
物理下行共享信道
物理下行控制信道
物理混合ARO指示信道
物理多播信道
物理随机接入信道
物理上行控制信道
物理上行共享信道
正交调幅
二次置换多项式
四相移相键控
无线链路控制
无线资源控制
接收信号场强指示
参考信号接收功率
参考信号接收质量
服务接入点
单载波频分复用
时分双工
传输分集
用户设备bzxZ.net
本部分描述的无线接口指用户终端（UE）和网络之间的接口，包括L1、L2和L3。3GPPTS36.200系列规范对L1（物理层）进行描述。L2和L3的描述见3GPPTS36.300系列规范。图1显示的是与物理层相关的E-UTRA无线接口协议体系结构。物理层连接L2的媒体接入控制（MAC）子层以及L3的无线资源控制（RRC）层。图中不同层/子层之间的圈表示服务接入点（SAPs）。物理层向MAC层提供传输通道。传输通道的特性通过信息在无线接口上的传输方式确定。MAC向L2的无线链路控制（RLC）子层提供不同的逻辑信道。逻辑信道的特性通过传输信息的类型确定。2
喜腿！
4.1.2提供给上层的服务
无线资源控制（RRC）
媒体接入控制（MAC）
物理层
图1无线接口协议体系结构
YD/T2560.1-2013
逻辑信道
传输信道
物理层向高层提供数据传输服务，这些服务的接入是通过使用MAC子层的传输信道实现的。为了提供数据传输服务，物理层将提供如下功能：传输信道的错误检测并指示给高层：传输信道的前向纠错（FEC）编码/解码：混合自动重传请求（HARQ）软合并：编码传输信道与物理信道的速率匹配；编码传输信道与物理信道的映射：物理信道的功率加权；
物理信道的调制与解调；
频率与时间的同步；
无线特性测量并指示给高层：
一多输入多输出（MIMO）天线处理；一传输分集（TXdiversity）：
一波束赋型；
一射频处理。
注：射频处理部分在3GPPTS36.100系列规范中有定义。4.2物理层概述
4.2.1多址接入
LTE物理层的多址接入方案，下行方向采用基于循环前缀（CP）的正交频分复用OFDM，上行方向采用基于循环前缀的单载波频分多址接入《SC-FDMA）。为支持不成对的频谱，支持时分双工（TDD）。L1基于资源块以带宽不可知的方式定义，从而允许LTEL1适用于不同频谱分配。一个资源块频域上或者占用12个带宽为15kHz的子载波，或者是24个带宽为7.5kHz的子载波，在时域上持续时间为一个时隙，即0.5ms。
无线顿结构2是用于TDD模式，由两个长度为5ms的半顿组成，每个半顿包含8个长度为0.5ms的时隙和3个特殊区域（DwPTS、GP和UpPTS），这3个特殊区域总时长为1mS，其各自时长可配置。除了子顿1和子帧6外，一个子顿包含两个相邻的时隙，子顿1和子顿6包含DwPTS、GP和UpPTS。可以支持5ms3
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和10ms的转换周期。有关LTE顿结构的详细描述见（YD/T2560.2-2013《TD-LTE数字蜂窝移动通信网Uu接口物理层技术要求（第一阶段）第2部分：物理信道和调制》）。为了支持多媒体广播和多播业务（MBMS），LTE提供了在单频网络（MBSFN）中传输多播/广播业务的可能性，即在给定的时间里，从多个小区发送时间同步的公共波形。MBSFN提供了更高效的MBMS，允许UE在空中接口合并多个小区的传输，同时使用循环前缀来处理传播时延的差别，使得MBSFN传输对于UE来说就像来自一个大覆盖小区的传输一样。对于MBSFN，支持在指定载波上使用更长的CP和7.5kHz的子载波带宽，并且支持在一个载波上利用时分复用的方式进行MBMS传输和点对点的传输。支持多输入多输出（MIMO）传输，下行方向可配置2根或4根发送天线以及2根或4根接收天线，允许最大4个流的多层传输。多用户MIMO，即在上行和下行都支持分配不同的流给不同的用户。4.2.2物理信道与调制
下行定义的物理信道如下：
—物理下行共享信道（PDSCH）：一物理多播信道（PMCH）；
—物理下行控制信道（PDCCH）：物理广播信道（PBCH）：
物理控制格式指示信道（PCFICH）：一物理HARQ指示信道（PHICH）。上行定义的物理信道如下：
物理随机接入信道（PRACH）：
物理上行共享信道（PUSCH）：
物理上行控制信道（PUCCH）。
另外，定义的信号包括参考信号、主和辅同步信号。上下行支持的调制方式有QPSK、16QAM和64QAM。4.2.3信道编码与交织
LTE中传输块的信道编码方案为Turbo码，编码速率为R=1/3，具有两个8状态子编码器和一个无竞争二次置换多项式（QPP）Turbo码内部交织器。Turbo编码使用栅格终止方案。在编码之前，传输块被分成段，每段的大小为6144bit，与最大信息块大小一致。使用24bit的CRC支持错误检测。进一步的对广播信道和控制信息的编码方案详见（YD/T2560.3-2013《TD-LTE数字蜂窝移动通信网Uu接口物理层技术要求（第一阶段）第3部分：物理层复用和信道编码》）。4.2.4物理层过程
LTE操作中涉及多个物理层过程。这些过程包括：—小区搜索：
—一功率控制：
—上行同步和上行定时控制；
—随机接入相关过程
一HARQ相关过程。
通过在频域、时域和功率域进行物理资源控制，LTE隐式地支持干扰协调。4.2.5物理层测量
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UE和eNode-B对无线特性进行测量，并且上报网络中的高层。这些包括：用于同频和异频切换的测量，不同无线接入技术（RAT）间切换的测量，定时测量和无线资源管理（RRM）的测量并且支持定位。不同RAT切换的测量用于支持GSM、UTRAFDD、UTRATDD、CDMA20001xRTT和CDMA2000HRPD的系统间切换。
5LTE物理层标准的文档结构
5.1概述
物理层标准由-个概述部分（YD/TYD/T2560.1-2013《TD-LTE数字蜂窝移动通信网Uu接口物理层技术要求（第一阶段）第1部分：概述》）和4个具体部分（从YD/T2560.2-2013《TD-LTE数字蜂窝移动通信网Uu接口物理层技术要求（第一阶段）第2部分：物理信道和调制》到YD/T2560.5-2013《TD-LTE数字蜂窝移动通信网Uu接口物理层技术要求（第一阶段）第5部分：物理层测量》）构成。通过高层关联，物理层标准各部分之间的关系见图2。发往/接收更高层
第3部分
复用及信道编码
第2部分
物理信道及调制专
第4部分
物理层过程
第5部分
物理层测量
图2物理层标准各部分的关系
5.2YD/T2560.1-2013TD-LTE数字蜂窝移动通信网Uu接口物理层技术要求（第一阶段）：第1部分：概述
描述范围为：
物理层的内容（YD/T2560-2013《TD-LTE数字蜂窝移动通信网Uu接口物理层技术要求（第一阶段）》系列）：
一在何处查找信息：
-LTE物理层概述。
5.3YD/T25602-2013TD-LTE数字蜂窝移动通信网Uu接口物理层技术要求（第一阶段）第2部分：物理信道和调制
该部分确立物理信道的特性、物理层信号的形成和调制，规定以下内容：一上行和下行物理信道的定义；物理信道、顿格式、物理资源粒子等的结构；调制映射（BPSK、QPSK等）：
上行和下行中的物理共享信道；上行和下行中的参考信号：
一随机接入信道：
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一主和辅同步信号：
一下行OFDM信号生成：
一上行SC-FDMA信号生成：
一加扰、调制和上变频
上行-下行定时关系；
一层间映射和下行预编码。
5.4YD/T2560.3-2013TD-LTE数字蜂窝移动通信网Uu接口物理层技术要求（第一阶段）第3部分：物理层复用和信道编码
该部分描述传输信道和控制信道数据的处理，包括复用技术，信道编码和交织，规定以下内容：信道编码方案：
一第一层/第二层控制信息的编码：一交织：
一速率匹配。
5.5YD/T2560.4-2013TD-LTE数字蜂窝移动通信网Uu接口物理层技术要求（第一阶段）第4部分：物理层过程
该部分确立物理层过程的特性，规定以下内容：同步过程，包括小区搜索和定时同步；一功率控制过程；
一随机接入过程：
物理下行共享信道相关过程，包括信道质量标示（CQI）报告和MIMO反馈：物理上行共享信道相关过程，包括UE探测和混合自动重传请求（HARQ）肯定确认CACK）1否定确认（NACK）检测
物理共享控制信道过程，包括共享控制信道分配。物理多播信道相关过程。
5.6YD/T2560.5-2013TD-LTE数字蜂窝移动通信网Uu接口物理层技术要求（第一阶段）第5部分：物理层测量
该部分确立物理层测量的特性，规定以下内容：-UE和E-UTRAN中的物理层测量：一向高层和网络报告测量结果：切换测量、空闲模式测量等。
附录A
（资料性附录）
首选数学符号
表A.1包含物理层文档中使用的数学符号：表A.1
矩阵乘积
标量乘积（标量乘于矩阵）
矩阵大小
克罗内克内积
集合括号
（所有元素属同一类型，元素没有经过排序）列举括号
（所有元素可以是不同类型，却是有序的）排序括号
（所有元紫属同一类型，有序）功能参数括号
数组索引括号
矩阵或向量括号
标号的分隔
斜体符号的使用
强制改变算术表达式优先级括号算术表达式括号的必要性
数字类型
二进制异或和与
矩阵或向量转置
1x1矩阵
向量点乘
复共轭
矩阵或向量哈密顿转置
复数的实部和虚部
交叉符号，例如axb
点特号，例如ab
点特号，标量应在矩阵之前例如(1+)行数量乘以列数量，例如：
行×列
大括号，例如
(a,2)或者a]
圆括号（)，例如（A，u，x）
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尖括号，例如，a2g或者a）np)）圆括号，例如f（x）
方括号，例如a[冈
方括号，例如[]，[x喊者
使用一个返号：例如N
一个符号要么斜体或者非正式字体，避免混用圆括号：例如(a+6)xc
当仅有+和x时，不需要括号。Mod操作时不需要在模操作数外添加括号，便可以得出结果
在非负整数的上下文中，当数字带有符号或者是分数时，应该着重指出分别使用+或，如在表达式中无隐含的表明使用“mod2”，则文中应指出此操作是以2为模
险含合计只有一个元素
对于列向量uv，对于行向量u-vTv
Re(x）和Im(x)
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