3GPP长期演进技术（LTE）是移动技术的一个重大进步。LTE旨在满足运营商对高速数据和媒体传送以及高容量语音支持的需求，以帮助它们在下一个十年中赢得商机。它包含高速数据、多媒本单播和多媒体广播业务。尽管技术规范还没有最后确定，但是许多细节已经出台。本文重点介绍LTE物理层（PHY）。
LTE PHY是在增强型基站（eNodeB）和多动用户设备之间承载数据和控制信息的一种高效的手段。LTE PHY采用了一些对移动应用来说非常先进的技术。这些技术包括正交频分复用（OFDM）和多输入多输出（MIMO）数据传输。此外，LTE PHY在下行链路（DL）上采用正交频分复用接入（OFDMA），在上行链路（UL）上采用单载波频分多址接入（SC-FDMA）。OFDMA允许数据在规定的符号周期范围内以子载波为单位往来于多个用户之间。
尽管LTE规范对频分复用（FDD）和时分复用（TDD）都进行描述以区分UL和DL流量，但是市场情况显示大部分已部署的系统是FDD，因此本文只描述LTE FDD系统。
LTE设计目标
LTE PHY设计满足以下目标：
1.支持可扩展的带宽，从1.25MHz, 2.5MHz, 5.0MHz, 10.0MHz到20.0MHz
2.峰值数据速率可与系统带宽扩展
a.在20 MHz通道中下行链路（2Ch MIMO）峰值速率为100Mbps
b.在20 MHz通道中上行链路（单通道Tx）峰值速率为50Mbps
3.支持的天线配置
a.下行链路： 4x2, 2x2, 1x2, 1x1
b.上行链路： 1x2, 1x1
4.频谱效率
a.下行链路： 3 to 4 x HSDPA Rel. 6
b.上行链路： 2 to 3 x HSUPA Rel. 6
5.时延
a. C－平面<50ms ~ 100ms，建立U-平面
b. U－平面<10 ms，f从UE到服务器
6.移动性
a.优化用于低速率 (<15 km/hr)
b.速率在120 km/hr时高性能
c.在350 km/hr时保持链路
7.覆盖
a. 5km以内100%性能
b. 5km~30km，性能稍有下降
c.标准不排除高达100km的运行。
LTE 物理层
eNodeB 和 UE的功能有很大差异。因此，LTE PHY DL和UL当然也会有很大不同。技术规范文件将DL和UL进行了区分。因此，下面将对DL和UL进行单独介绍。
1.0.1通用帧结构
LTE DL 和 UL共用的一个单元是通用帧结构。LTE技术规范定义了FDD和TDD两种操作模式。本文将对FDD技术规范进行大量介绍。通用帧结构同时适用于DL和UL，提供FDD操作（图1.0.1-1）。
LTE发射被分成许多帧，每个帧持续时间为10ms。这些帧由20个0.5ms的时隙周期组成。子帧包括2个时隙周期，每个周期持续时间为1.0 ms。
1.1下行链路
LTE PHY技术规范是针对1.25MHz ~ 20MHz的带宽设计的。OFDM因其在严重的多路径衰落中具备的稳健性，被选为基本的调制机制。下行链路多路复用通过OFDMA实现。
DL支持物理通道。这些通道承载来自LTE堆栈高层的信息和专供PHY层使用的物理信号。物理通道与传输通道映射，成为L2/L3层的业务接入点（SAP）。根据分配的任务，物理通道和信号使用不同的调制和编码参数(表1.1.1-1.)。
根据通道中继举例，可以使用短CP或长CP。使用短CP时，时隙第一个OFDM符号的CP比其余6个略长，如表1.1.1-2.所示。这样做是为了保持时隙定时（0.5 ms）。
注意，CP持续时间用常数项 (如用16.67ms描述长CP)和标准时间单位（Ts）描述。所有LTE技术规范文件都采用Ts的说法。按照定义，Ts = 1 / (15000 x 2048)s，这与2048 点FFT （在20 MHz系统带宽中）采用的30.72 MHz样本时钟对应。
1.1.1下行链路多路复用
OFDMA是LET下行链路部署的基本多路复用机制。OFDMA是新型移动技术，其12组邻近子载波按单位时隙进行分类，组成物理资源块（PRB）。PRB是基站调度器分配的最小带宽单元。
OFDMA可以用两维（时间和频率）资源栅格表示已发射的下行链路信号。栅格中的每个模块都代表给定子载波上的一个OFDM符号，并且被用作资源单元。注意，在MIMO应用中，每种发射天线都有一个资源栅格。
1.1.2物理通道
LET下行链路定义了3种物理通道。物理通道的一个共同特征就是它们都承载来自LET堆栈中的更高层的信息。这正好与只传输PHY层信息的物理信号形成对比。
LTE DL物理通道包括：