LTE系统简介（一）：上行&下行空口

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突然有了一个想法，就是想要把近期学习到的通信知识整理出来，和大家分享，希望通过自己的理解来介绍给大家。当然，最主要的目的是帮助自己更好地记忆和理解当前的通信系统。如果这个过程能够对大家有所帮助，我也会感到非常高兴。因为通信行业并不像想象中那么简单，大家需要一步步地填补自己的知识盲区，我很希望和大家一起共同进步。最后，我想说一句给自己听的，也是想和大家分享的：“知识应该分享出来，才能有所进步”。

今天开始，我将开始我的通信系列连载（坐等打脸，希望自己的学习进度能够尽快分享出来）。

人类现代的通信系统可以分为五个阶段：1G时代的“大哥大”时代，是FDMA技术的早期应用；2G时代的GSM网络，实现了全球覆盖；3G时代的CDMA技术，是“绿色手机”的成长时代；4G时代提出了长期演进的概念，标志着LTE系统的到来，至今仍在不断发展；2020年，随着新空口NR技术和3GPP R15版本的冻结，我们将迎来一个新的通信系统。

应该先介绍GSM系统，但由于LTE系统依然占据重要地位，所以我将向大家介绍LTE系统。这一部分将为大家讲解LTE空口的类型。

首先，我们要明白几个简单的概念。两个事物之间要有所联系，必然要有中间介质。例如，点亮一盏灯泡，需要用导线将其与电源连接起来。而我们使用的手机终端，想要获得通信能力（包括通话和其他数据业务），则需要与基站建立连接。基站后面还有接入网、核心网，这里就不展开讲了。我们只需要关注手机——传输空间——基站这个范围。将手机终端与基站建立连接的，其实就是电磁波，但他又不是简单的电波，而是被附加了很多层信息与规则，被调制为奇怪波形的电波。通信领域则称之为“空口air interface”。

在LTE系统中，基站被赋予一个高大上的名字，eNodeB（evolved Node B，Node是节点，B是base station的意思吧，可能想表达，把基站看做一种信号转换的节点吧）。手机，业内更愿意称之为终端terminal，或者说用户设备UE。为了与eNodeB保持通信，需要互相发送、确认各种信息。eNodeB传输给UE的称为下行Downlink，UE传输给eNodeB的称为上行Uplink。所以，我们的空口可以分为上行和下行。进一步地，由于传输的信息块不同，上行和下行分为了很多信道channel。

要了解下行信道以及其中的数据，首先要了解下行流程，以明白这些信道或数据产生的原因与目的。UE在开机后，第一件事就是找到离它最近的一个基站。基站覆盖范围很大，被细分为几个小区cell。因此，UE开机后就会通过信号能量的检测来判断自己是否被覆盖，以及处于哪个cell。知道自己处于某个基站的某个cell后，需要选择一个PLMN进行驻扎，或者简单地讲，找一个运营商入网。