LTE(FDD)下行物理層協(xié)議解析

1、2021/8/1412021/8/142LTE FDD下行物理層協(xié)議解析下行物理層協(xié)議解析LTE系統(tǒng)部系統(tǒng)部 楊卓楊卓 200807252021/8/1432021/8/144基本概念 OFDM原理（略） 幀結(jié)構(gòu) 物理資源 LTE的帶寬2021/8/1452021/8/146物理資源物理資源問題：什么是資源？問題：什么是資源？（時(shí)間、頻率、功率、（時(shí)間、頻率、功率、碼字、空間）碼字、空間）DLsymbNRBscN2021/8/147RBscNDLsymbNkHz 15fkHz 15fkHz 5 . 7fConfigurationNormal cyclic prefix127Extended c

2、yclic prefix62432021/8/148LTE的帶寬DLmax,RBDLRBDLmin,RBNNNDLmax,RBDLRBDLmin,RBNNN6DLmin,RBN110DLmax,RBN信道帶寬信道帶寬 BWChannel （MHz）1.43 5101520NRB615 2550751002021/8/149下行信道概述LTE下行鏈路主要包括如下幾種物理信道：物理控制格式指示信道（PCFICH）物理廣播信道（PBCH）物理HARQ指示信道（PHICH）下行物理控制信道（PDCCH）下行物理共享信道（PDSCH） 物理多播信道（PMCH，R8協(xié)議暫不支持）以及兩個(gè)物理層信號(hào)：RS（

3、導(dǎo)頻信號(hào)）P（S）-SCH（同步信號(hào)）2021/8/1410固定位置的信道RSP（S）SCHPBCHPCFICH（相對(duì)固定）信道映射的順序固定位置信道（RS、P（S）SCH、PBCH、PCFICH）PHICHPDCCHPDSCH下行信道概述2021/8/14112021/8/1412說明：本圖為了顯示資源分配的效果，每個(gè)小方格表示的是一個(gè)符號(hào)的時(shí)域長(zhǎng)度12個(gè)子載波的資源，不是RE也不是RB2021/8/1413為什么要分組？分組的原則是什么？資源分組的概念RE的概念RB的概念REG的概念CCE的概念RBG的概念 13210,.,Aaaaaa 2021/8/1414資源單元組（resource-

4、element group）用來定義控制信道到資源單元的映射 2021/8/14152021/8/1416 CCE用于PDCCH的分配 PDCCH的分配在PCFICH和PHICH之后 一個(gè)CCE對(duì)應(yīng)9個(gè)REG，CCE編號(hào)從0開始累加向上 CCE的總個(gè)數(shù)由PDCCH占用符號(hào)數(shù)確定 2021/8/1417 RBG用于業(yè)務(wù)信道的資源分配 一個(gè)RBG是一組RB組成 分組的大小和系統(tǒng)帶寬有關(guān) 主要用于Type0的資源分配 用bitmap表示DLRBNSystem BandwidthRBG Size(P)10111 26227 63364 11042021/8/1418控制信道和信號(hào)（RS） 物理廣播信道

5、（PBCH） 物理控制格式指示信道（PCFICH） 物理HARQ指示信道（PHICH） 下行物理控制信道（PDCCH）2021/8/1419 下行同步信道包括P_SCH 和S_SCH，P-SCH和S-SCH的頻域位置為直流附近的72個(gè)子載波。實(shí)際上只占了62個(gè)子載波，其他10個(gè)不放同步序列。P-SCH在一個(gè)無線幀中有兩個(gè)，這兩個(gè)是完全一樣的。時(shí)域位置為第0個(gè)slot的倒數(shù)第一個(gè)符號(hào)；第10個(gè)slot的倒數(shù)第一個(gè)符號(hào)。S-SCH在一個(gè)無線幀中也有兩個(gè)，而這兩個(gè)同步符號(hào)是有差別的。時(shí)域位置為第0個(gè)slot的倒數(shù)第二符號(hào)；第10個(gè)slot的倒數(shù)第二個(gè)符號(hào)。2021/8/1420PSCH2021/8/

6、1421 SSCH (1)IDN決定SSCH的碼字，(1)IDN共有168個(gè)小區(qū)ID (2)ID(1)IDcellID3NNN小區(qū)ID 個(gè)數(shù)168*35042021/8/1422 23161,.,0 ,RBscDLRB,NNnknndalk66,.63,62, 1,.,4, 5231RBscDLRBnNNnkSCH的映射2021/8/1423SCH的作用：UE的小區(qū)搜索時(shí)域示意圖問題：為什么主同步碼的標(biāo)識(shí)比副同步碼的標(biāo)識(shí)個(gè)數(shù)要少很多？2021/8/1424（RS）下行定義了三種參考信號(hào)： 小區(qū)參考信號(hào)（Cell-specific Reference Signals），對(duì)應(yīng)非MBSFN傳輸。 M

7、BSFN參考信號(hào)（MBSFN Reference Signals），對(duì)應(yīng)MBSFN傳輸。 UE參考信號(hào)（UE-specific Reference Signals）。2021/8/1425 2021/8/1426Normal CP下單天線口下單天線口的導(dǎo)頻圖樣的導(dǎo)頻圖樣 Normal CP下下兩天線口的導(dǎo)兩天線口的導(dǎo)頻圖樣頻圖樣 2021/8/1427Normal CP下四天線口的導(dǎo)頻圖樣下四天線口的導(dǎo)頻圖樣 2021/8/1428 導(dǎo)頻用于信道估計(jì) 問題：導(dǎo)頻為什么在時(shí)頻域散布？（無線信道的頻率選擇性和時(shí)間選擇性）2021/8/1429物理廣播信道(PBCH) BCH的內(nèi)容 ： PBCH承載

8、BCH包含的系統(tǒng)信息，系統(tǒng)信息包括下行系統(tǒng)帶寬、系統(tǒng)幀序號(hào)(SFN)、PHICH持續(xù)時(shí)間以及資源大小指示信息 PBCH的傳輸 4 OFDM symbols per PBCH burst in each sub-frame #0 PBCH TTI ： 40ms2021/8/1430物理廣播信道(PBCH)一些數(shù)據(jù)傳輸?shù)母拍睿?TTI（ transmission time interval ） 傳輸塊（TB) 無線幀映射2021/8/1431物理廣播信道資源單元映射2021/8/1432PBCH數(shù)據(jù)量大小的計(jì)算舉例一個(gè)10ms內(nèi)占用RE的個(gè)數(shù)為： 2407242424 40ms內(nèi)占用RE的個(gè)數(shù)為：

9、 9602404加繞前數(shù)據(jù)塊大小為： 19209602傳輸塊集合：TBS2021/8/1433物理控制格式指示信道(PCFICH) 每個(gè)子幀中都發(fā)射PCFICH，eNodeB通過PCFICH將一個(gè)子幀中PDCCH占用的OFDM符號(hào)數(shù)通知給UE，這個(gè)OFDM符號(hào)數(shù)由CFI來指示 ，CFI可以取值為CFI = 1,2,3,4（4保留）處理過程：2021/8/1434PCFICH物理資源單元映射 2021/8/1435物理HARQ指示信道(PHICH) PHICH承載eNodeB對(duì)上行發(fā)射信號(hào)做出的NAK/ACK響應(yīng)信息 在一個(gè)子幀中，PHICH持續(xù)時(shí)間主要有兩種，一是短PHICH，另一種是長(zhǎng)PHI

10、CH。這個(gè)持續(xù)時(shí)間在PBCH中利用1bit來指示 在下行的每個(gè)子幀中，都需要發(fā)射PHICH，而且可以同時(shí)發(fā)射多個(gè)PHICH組。定義一個(gè)PHICH組由多個(gè)映射到相同RE中的PHICH 2021/8/1436PHICH的組織結(jié)構(gòu) 組的概念),(seqPHICHgroupPHICHnn2021/8/1437PHICH處理流程2021/8/1438物理下行控制信道(PDCCH) PDCCH承載調(diào)度以及其他控制信息，具體包含傳輸格式、資源分配、上行調(diào)度許可、功率控制以及與上行傳輸相關(guān)的ACK/NACK等信息。這些信息可以組成多種控制信息(DCI)格式，被映射到每個(gè)子幀的最先的前n（n 4）個(gè)OFDM符號(hào)

11、中，n的具體取值由PCFICH信道中的CFI來指示。 在一個(gè)子幀中，可以同時(shí)傳輸多個(gè)PDCCH，一個(gè)UE可以監(jiān)聽一組PDCCH。每個(gè)PDCCH在一個(gè)或者多個(gè)控制信道單元(CCE)中發(fā)射，通過集成不同數(shù)目的CCE可以實(shí)現(xiàn)不同的PDCCH編碼碼率。 PDCCH支持4種物理層格式，分別占用1、2、4、8個(gè)CCE2021/8/1439PDCCHDCI格式和內(nèi)容Format 0 ： for the scheduling of PUSCH Format 1 ：for the scheduling of one PDSCH codeword. Format 1A ： for scheduling PDSCH

12、 to UEs configured in any transmission mode Format 1C：for very compact assignments of DL-SCH assignments Format 2： for scheduling PDSCH to UEs configured in spatial multiplexing mode Format 3： for the transmission of TPC commands for PUCCH and PUSCH with 2-bit power adjustments Format 3A ： for the t

13、ransmission of TPC commands for PUCCH and PUSCH with single bit power adjustments. PDCCH格式2021/8/1440PDCCHDCI處理流程圖2021/8/1441DCI Format02021/8/1442DCI format12021/8/1443DCI的使用UE的傳輸模式 Single-antenna port; port 0 Transmit diversity Open-loop spatial multiplexing Closed-loop spatial multiplexing Multi-

14、user MIMO Closed-loop Rank=1 precoding Single-antenna port; port 52021/8/1444DCI使用2021/8/1445PDSCH處理流程2021/8/1446PDSCH資源分配DLRBNSystem BandwidthRBG Size(P)10111 26227 63364 11042021/8/1447多天線 發(fā)射分集2021/8/1448發(fā)射分集層映射發(fā)射分集的codeword為1層數(shù)等于天線數(shù)2021/8/1449發(fā)射分集預(yù)編碼兩天線：2021/8/1450發(fā)射分集預(yù)編碼4天線2021/8/1451空間復(fù)用空間復(fù)用Codeword個(gè)數(shù)等于1或者2層數(shù)小于等于天線數(shù)2021/8/1452空間復(fù)用層映射2021