LTE下行物理信道

1、LTE下行物理信號(hào)與信道1.下行物理信號(hào) w下行同步信號(hào) ú 主同步信號(hào)（PSS）PSS主同步信號(hào)：使用Zadoff Chu（ZC）序列產(chǎn)生，用于區(qū)別扇區(qū)號(hào) ú 輔同步信號(hào)（SSS）SSS輔同步信號(hào)：使用偽隨機(jī)序列產(chǎn)生，用于區(qū)別基站LTE小區(qū)、基站規(guī)劃：168個(gè)基站（SSS來(lái)區(qū)分基站號(hào)），每個(gè)基站3個(gè)扇區(qū)（PSS區(qū)分扇區(qū)）。一共504個(gè)小區(qū)（PCIPhysical Cell Identifier ），在LTE系統(tǒng)中進(jìn)行復(fù)用。作用：UE與系統(tǒng)進(jìn)行同步 w下行參考信號(hào) ú 小區(qū)專用參考信號(hào)（CRS）CRS:用于下行信道估計(jì)，及非beamforming模式下的解調(diào)。調(diào)度

2、上下行資源,用作切換測(cè)量。 ú MBSFN參考信號(hào) ú UE專用參考信號(hào)（DRS）DRS:僅出現(xiàn)于波束賦型模式，用于UE解調(diào)。ú PRS：主要用于定位 下行參考信號(hào)特點(diǎn)作用1：由上述特點(diǎn)，參考信號(hào)可以用來(lái)測(cè)量下行信道的質(zhì)量作用2：位置是固定的，當(dāng)一個(gè)參考信號(hào)發(fā)送時(shí)候，不能有任何其他信號(hào)發(fā)射；作用3：識(shí)別天線；2.下行物理信道（1）功能概述:物理下行控制信道(PDCCH）：承載下行調(diào)度信息,用于指示PDSCH相關(guān)的傳輸格式，資源分配，HARQ信息等；物理下行共享信道(PDSCH)：承載下行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)  物理廣播信道(PBCH)：承載廣播信息 ,傳遞

3、UE接入系統(tǒng)所必需的系統(tǒng)信息，如帶寬，天線數(shù)目等；物理控制格式指示信道(PCFICH)：一個(gè)子幀中用于PDCCH的OFDM符號(hào)數(shù)目；物理HARQ指示信道(PHICH)：用于NodB向UE 反饋和PUSCH相關(guān)的ACK/NACK信息, 承載HARQ信息 ；物理多播信道(PMCH)：傳遞MBMS相關(guān)的數(shù)據(jù), 在支持MBMS業(yè)務(wù)時(shí)，用于承載多小區(qū)的廣播信息 。（2）下行信道的映射（3）下行物理信道的處理過(guò)程.1、下行物理信道一般處理流程 具體如下：          1） 加擾：對(duì)將在一個(gè)物理信道上傳輸?shù)拿恳粋€(gè)

4、碼字中的編碼比特進(jìn)行加擾；上行鏈路物理信道加擾的作用是區(qū)分用戶，下行鏈路加擾可以區(qū)分小區(qū)和信道。      2）調(diào)制：對(duì)加擾后的比特進(jìn)行調(diào)制，產(chǎn)生復(fù)值調(diào)制符號(hào)。      3）層映射：將復(fù)值調(diào)制符號(hào)映射到一個(gè)或者多個(gè)傳輸層。ü 把調(diào)制后的數(shù)據(jù)流（codeword）分配到不同的層上。      4）預(yù)編碼：將每層上的復(fù)值調(diào)制符號(hào)進(jìn)行預(yù)編碼，用于天線端口上的傳輸。降低誤碼率，提高精度（分集、MIMO、波束賦形三種方式的具體實(shí)現(xiàn)，包括8種天線傳輸模式）目前的 R9 版本主要分了8 類MIMO，下面列出

5、這8 類分別講解下原理和適用場(chǎng)景。TM1， 單天線端口傳輸：主要應(yīng)用于單天線傳輸?shù)膱?chǎng)合。TM2，發(fā)送分集模式：適合于小區(qū)邊緣信道情況比較復(fù)雜，干擾較大的情況，有時(shí)候也用于高速的情況。TM3，大延遲分集：合適于終端（UE）高速移動(dòng)的情況。TM4，閉環(huán)空間復(fù)用：適合于信道條件較好的場(chǎng)合，用于提供高的數(shù)據(jù)率傳輸。TM5，MU-MIMO傳輸模式：主要用來(lái)提高小區(qū)的容量。TM6，Rank1的傳輸：主要適合于小區(qū)邊緣的情況。TM7，Port5的單流Beamforming模式：主要也是小區(qū)邊緣，能夠有效對(duì)抗干擾。TM8，雙流Beamforming模式：可以用于小區(qū)邊緣也可以應(yīng)用于其他場(chǎng)景。Rel-8 是 7

6、種 Rel-9 是 8種 Rel-10 是 9種(LTE-A)    5）資源單元映射：將每一個(gè)天線端口上的復(fù)值調(diào)制符號(hào)映射到資源單元上。· 用戶數(shù)據(jù)如何放置在RB中ü 先放置頻率列，然后放置符號(hào)列ü 在用戶數(shù)據(jù)填充過(guò)程中，避開(kāi)參考信號(hào)、控制信道的RE占用；      6）OFDM信號(hào)產(chǎn)生：為每一個(gè)天線端口產(chǎn)生復(fù)值的時(shí)域OFDM信號(hào)。2、下行物理信道(1)PBCHPBCH-廣播信道。承載的是小區(qū)ID等系統(tǒng)信息用于小區(qū)收索過(guò)程。廣播信息MIB在PBCH上發(fā)布MIB信息內(nèi)容很少，原始的MIB只有10bit左右。包含了接

7、入LTE系統(tǒng)所需要的最基本的信息：l 下行系統(tǒng)帶寬l PHICH資源指示l 系統(tǒng)幀號(hào)(SFN）l 天線信息映射在CRC的掩碼當(dāng)中l(wèi) 使用mask的方式l 天線數(shù)目的信息等PBCH的位置時(shí)域位置：PBCH映射到每1幀的第1個(gè)子幀的第2個(gè)時(shí)隙的前4個(gè)符號(hào)頻域位置：PBCH映射到中心頻帶的72個(gè)子載波上。傳輸周期：40ms, 每10ms發(fā)送一個(gè)可以自解碼的PBCH. (其實(shí)10ms的數(shù)據(jù)相當(dāng)于將circle buffer重復(fù)了4次) （2） PCFICH下行物理控制格式指示信道作用：指出控制信息（PDCCH）在資源塊的什么位置、數(shù)量（即引導(dǎo)UE去讀PDCCH信息），攜帶CFI（Control For

8、mat Indicator，是一串2進(jìn)制數(shù)）信息，指示PDCCH占用的OFDM符號(hào)的數(shù)量（1,2或3）；UE在接收了PCFICH后，就可以進(jìn)行知道PDCCH位置，并進(jìn)行PDCCH解調(diào)；采用QPSK調(diào)制，攜帶一個(gè)子幀中用于傳輸PDCCH的OFDM符號(hào)數(shù)，傳輸格式。PCFICH的位置在時(shí)間軸上：在PCFICH的每個(gè)子幀的Symbol 0在頻率軸上：固定的占用數(shù)量，需要占用4個(gè)REG（RE group（REG是控制信息最小單元），一個(gè)REG4個(gè)RE），即占用16個(gè)RE，PCFICH占用的16個(gè)RE盡量的分散在頻域內(nèi)，得到更好的頻率分集；（3）PDCCH下行控制信道· PDCCH頻率域的位置

9、由PDCCH格式?jīng)Q定：ü REG：在時(shí)域上占一個(gè)OFDM符號(hào)，頻域上四個(gè)連續(xù)的子載波，就是4個(gè)RE的大?。?#252; CCE：9個(gè)REG，是PDCCH的最小單位；ü PDCCH最少占用1個(gè)CCE（1 CCE9 REG，即36個(gè)RE）ü PDCCH在頻率域占用具體數(shù)量：由PDCCH Format （或叫DCI format）決定：不同的格式，PDCCH占用不同的CCE的數(shù)量。PDCCH：承載下行控制信息（DCI），每個(gè)用戶一個(gè)PDCCH作用：告知用戶的信息PDSCH安排在了資源格的什么位置；PDCCH用來(lái)承載下行控制的信息DCI，如上行調(diào)度指令、下行數(shù)據(jù)傳輸指示、

10、公共控制信息等。與其他控制信道的資源映射以REG為單位不同，PDCCH資源映射的基本單位是控制信道單元CCE，CCE是一個(gè)邏輯單元1個(gè)CCE包括9個(gè)連續(xù)的REG。PDCCH聚合度采用多少個(gè)CCE由基站決定，取決于負(fù)載量和信道條件因數(shù)。p 當(dāng)包含一個(gè)CCE時(shí)， PDCCH可以在任意CCE位置出現(xiàn)，即可以在0、1、2、3、4號(hào)等位置出現(xiàn)。p 當(dāng)包含兩個(gè)CCE時(shí)， PDCCH每?jī)蓚€(gè)CCE出現(xiàn)一次，即可以在0、2、4、6號(hào)等位置出現(xiàn)。p 當(dāng)包含四個(gè)CCE時(shí)， PDCCH每四個(gè)CCE出現(xiàn)一次，即可以在0、4、8號(hào)等位置出現(xiàn)。p 當(dāng)包含八個(gè)CCE時(shí)， PDCCH每八個(gè)CCE出現(xiàn)一次，即可以在0、8號(hào)等位置

11、出現(xiàn)。PDCCH位置：PDCCH時(shí)域的位置：由PCFICH告知具體的占用symbol，正常子幀占用13個(gè)OFDM符號(hào)，特殊子幀占用12個(gè)OFDM符號(hào)；（4）PHICHHARQ指示信道信道定義：PHICH作用：當(dāng)用戶發(fā)送了上行的PUSCH數(shù)據(jù)后，eNodeB通過(guò)PHICH向UE發(fā)送HARQ的ACK/NACK消息；HI消息內(nèi)容：1（Ack）、0（Nack）。多個(gè)PHICH疊加之后可以映射到同一個(gè)PHICH group，一個(gè)PHICH group對(duì)應(yīng)于12RE。對(duì)于TDD，不同子幁中的PHICH group數(shù)目不同。PHICH信道的RE映射（5）物理下行共享信道PDSCH:作用：PDSCH用于承載數(shù)

12、據(jù)信息時(shí)頻資源： PDSCH資源分配優(yōu)先級(jí)最低，只能占用其他信道/信號(hào)不用的RB；UE需要先收聽(tīng)PCFICH信道,PCFICH信道用于描述PDCCH 的控制信息的放置位置和數(shù)，然后UE去接收PDCCH的信息.進(jìn)而接收PDSCH的信息.PDSCH資源塊分配UE通過(guò)PDCCH知道位置ü 分配PDSCH需要避開(kāi)PSS、SSS、PBCH、參考信號(hào)ü 一個(gè)用戶的PDSCH占用一個(gè)RB 對(duì)。一個(gè)用戶的數(shù)據(jù)填滿整個(gè)RB 對(duì)，速率越高ü 在特殊子幀的DwPTS上也可以有PDSCH（6）PMCH 下行多播信道 下行多播信道用于單頻網(wǎng)絡(luò)中傳輸MBMS，網(wǎng)絡(luò)中的多個(gè)小區(qū)在相同的時(shí)間及頻

13、帶上發(fā)送相同的信息，多個(gè)小區(qū)發(fā)來(lái)的信號(hào)可以作為多徑信號(hào)進(jìn)行分集接收。對(duì)于一個(gè)接收MBSFN信號(hào)的UE來(lái)說(shuō)，信號(hào)來(lái)自多個(gè)不同小區(qū)，其傳輸時(shí)延較大，因此PMCH只使用擴(kuò)展CP進(jìn)行傳輸。4、PCI規(guī)劃 PCI總數(shù)有504個(gè)，分為168組，每組有3個(gè)，其中組號(hào)對(duì)應(yīng)為輔同步序列SSS，組內(nèi)本地號(hào)對(duì)應(yīng)為主同步序列PSS，PCI規(guī)劃應(yīng)遵循以下的一些原則:同一基站的PCI建議連續(xù)規(guī)劃（即按自然序列號(hào)依次分配），初始PCI規(guī)劃時(shí)，PCI模3可與小區(qū)序列保持一定的規(guī)律性（如第一小區(qū)模3為0，第二小區(qū)模3為1，第三小區(qū)模3為2），可為優(yōu)化預(yù)留1020% 的PCI。除此之外，由于PCI被用于決定小區(qū)中PSS

14、、RS和PCFICH等信號(hào)的頻域位置，因此規(guī)劃時(shí)還應(yīng)考慮如下的一般性原則：Ø  避免相同的PCI分配給鄰區(qū)；Ø  避免模3相同的PCI分配給鄰區(qū)，規(guī)避相鄰小區(qū)的PSS序列相同，或規(guī)避雙端口小區(qū)RS0和相鄰另一雙端口小區(qū)RS1信號(hào)之間的頻域位置相同；Ø  避免模6相同的PCI分配給鄰區(qū)，規(guī)避相鄰小區(qū)RS0信號(hào)的頻域位置相同；Ø  避免模30相同的PCI分配給鄰區(qū)，規(guī)避相鄰小區(qū)的SRS和DM RS頻域位置相同；Ø  規(guī)避模50相同的PCI分配給鄰區(qū)，

15、規(guī)避相鄰小區(qū)的PCFICH頻域位置相同。1) PCI mod 3：LTE網(wǎng)絡(luò)中PCI = 3* Group ID ( S-SS)+ Sector ID (P-SS)，如果PCI mod 3值相同的話，那么就會(huì)造成P-SS的干擾；2) PCI mod 6：在時(shí)域位置固定的情況下，下行參考信號(hào)在頻域有6個(gè)freq shift。如果PCI mod 6值相同，會(huì)造成下行RS的相互干擾。（在一個(gè)TX antenna下）；3) PCI mod 30：在PUSCH信道中攜帶了DMRS和SRS的信息，這兩個(gè)參考信號(hào)對(duì)于信道估計(jì)和解調(diào)非常重要，他們是由30組基本的ZC序列構(gòu)成，即有30組不同的序列組合，所以如果

16、PCI mod 30值相同，那么會(huì)造成上行DMRS和SRS的相互干擾。5、小區(qū)搜索過(guò)程（1）LTE小區(qū)搜索獲得的基本信息初始的符號(hào)定時(shí)；頻率同步；小區(qū)傳輸帶寬；小區(qū)標(biāo)識(shí)號(hào)；幀定時(shí)信息；小區(qū)基站的天線配置信息（發(fā)送天線數(shù)）；循環(huán)前綴（CP）的長(zhǎng)度（LTE對(duì)單播和廣播/組播業(yè)務(wù)規(guī)定了不同的CP長(zhǎng)度）。(2)小區(qū)搜索過(guò)程 （3）  1. UE利用PSS（Primary Synchronization Signal，主同步信號(hào)）和SSS（Secondary Synchronization Signal，輔同步信號(hào)）完成下行同步過(guò)程。通過(guò)PSS獲取物理層小區(qū)ID和時(shí)隙同步；通過(guò)SSS獲取CP（Cyclic Prefix，循環(huán)前綴）長(zhǎng)度，物理層小區(qū)組ID、幀同步。2. 通過(guò)DL RS（Reference Signal，參考信號(hào)）進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)時(shí)間、頻率同步，信道估計(jì)。3. 解碼PBCH（Physical Broadcasting Channel，物理廣播信道），獲得MIB（Master Information Block，主信息塊），包含公共天線端口數(shù)目、SFN（System Frame Number，系