第8章物理層下行傳輸過(guò)程物理下行傳輸一般過(guò)程PDSCH傳輸過(guò)程PDCCH傳輸過(guò)程PCFICH及PHICH傳輸過(guò)程PBCH傳輸過(guò)程下行參考信號(hào)OFDM信號(hào)產(chǎn)生下行資源調(diào)度及鏈路自適應(yīng)限制小區(qū)間干擾的方法E-MBMS第8章物理層下行傳輸過(guò)程物理下行傳輸一般過(guò)程PDSCH傳輸過(guò)程PDCCH傳輸過(guò)程PCFICH及PHICH傳輸過(guò)程PBCH傳輸過(guò)程下行參考信號(hào)OFDM信號(hào)產(chǎn)生下行資源調(diào)度及鏈路自適應(yīng)限制小區(qū)間干擾的方法E-MBMS第8章物理層下行傳輸過(guò)程物理下行傳輸一般過(guò)程

LTE下行各信道的基帶處理一般過(guò)程如圖8.1，包括比特級(jí)處理、調(diào)制、層映射、預(yù)編碼以及針對(duì)各個(gè)物理天線(xiàn)端口的資源映射和OFDM信號(hào)生成的過(guò)程。圖8.1物理層數(shù)據(jù)處理過(guò)程物理下行傳輸一般過(guò)程

比特級(jí)處理主要完成信道編碼過(guò)程，增加比特?cái)?shù)據(jù)的冗余度，用來(lái)抵抗無(wú)線(xiàn)信道質(zhì)量對(duì)比特?cái)?shù)據(jù)的影響。比特級(jí)處理包括循環(huán)冗余校驗(yàn)、碼塊分割、信道編碼、速率匹配、碼塊級(jí)聯(lián)和加擾等過(guò)程。下面我們主要介紹各信道調(diào)制、層映射、預(yù)編碼以及針對(duì)各個(gè)物理天線(xiàn)端口的資源映射。

物理下行傳輸一般過(guò)程PDSCH傳輸過(guò)程PDCCH傳輸過(guò)程PCFICH及PHICH傳輸過(guò)程PBCH傳輸過(guò)程下行參考信號(hào)OFDM信號(hào)產(chǎn)生下行資源調(diào)度及鏈路自適應(yīng)限制小區(qū)間干擾的方法E-MBMS第8章物理層下行傳輸過(guò)程PDSCH傳輸過(guò)程

數(shù)據(jù)調(diào)制將比特?cái)?shù)據(jù)映射為復(fù)數(shù)調(diào)制符號(hào)，增加比特?cái)?shù)據(jù)傳輸效率。物理下行共享信道(PDSCH)可以采用QPSK、16QAM和64QAM調(diào)制。8.2.1調(diào)制PDSCH傳輸過(guò)程8.2.2層映射

LTE中每個(gè)獨(dú)立的編碼與調(diào)制器的輸出對(duì)應(yīng)一個(gè)碼字，根據(jù)信道和業(yè)務(wù)狀況，下行傳輸最多可以支持兩個(gè)碼字。碼字?jǐn)?shù)和層數(shù)不是一一對(duì)應(yīng)的，碼字?jǐn)?shù)總是小于等于層數(shù)。最多只能控制兩個(gè)碼字的速率，但傳輸層數(shù)可以是1、2、3、4，因此就定義了從碼字到層的映射。PDSCH傳輸過(guò)程8.2.2層映射

層映射分為單天線(xiàn)發(fā)射、空間復(fù)用和發(fā)射分集三種方式下的層映射。每個(gè)發(fā)送碼字的復(fù)值調(diào)制符號(hào)將被映射到各層，，表示映射層數(shù)，表示每層的調(diào)制符號(hào)數(shù)。。PDSCH傳輸過(guò)程8.2.2層映射(1)單天線(xiàn)發(fā)射方式單天線(xiàn)發(fā)射時(shí)，數(shù)據(jù)只能被映射到一層上，單天線(xiàn)發(fā)射方式時(shí)的層映射如圖8.2所示，碼字個(gè)數(shù)為1，映射層數(shù)為1，層映射函數(shù)為：，此時(shí)有，即將輸入直接輸出。圖8.2單天線(xiàn)發(fā)射方式時(shí)的層映射PDSCH傳輸過(guò)程8.2.2層映射(2)空間復(fù)用方式空間復(fù)用時(shí)，最多允許兩個(gè)碼字，映射層數(shù)須滿(mǎn)足，由上層調(diào)度器給出具體數(shù)目，為基站側(cè)天線(xiàn)端口數(shù)目，可為2或4。映射層數(shù)和碼字?jǐn)?shù)目同映射之間的關(guān)系，如表8.1所示，表中單碼字映射到2層的情況只適用于天線(xiàn)端口數(shù)目為4時(shí)的映射。PDSCH傳輸過(guò)程8.2.2層映射映射層數(shù)碼字?jǐn)?shù)目

碼字到層的映射1122213242表8.1空間復(fù)用方式時(shí)的層映射PDSCH傳輸過(guò)程

下面給出的圖8.3-圖8.5是空間復(fù)用時(shí)發(fā)送方式為2：2、2：3、2：4模式的層映射的具體實(shí)現(xiàn)。8.2.2層映射圖8.3空間復(fù)用方式為2：2模式的層映射圖8.4空間復(fù)用方式為2：3模式的層映射PDSCH傳輸過(guò)程8.2.2層映射圖8.5空間復(fù)用方式為2：4模式的層映射PDSCH傳輸過(guò)程8.2.2層映射(3)發(fā)射分集方式發(fā)射分集時(shí)，調(diào)制符號(hào)按照表8.2的規(guī)則映射到層。只允許對(duì)一個(gè)碼字進(jìn)行分集，層映射層數(shù)只能為2或4。發(fā)射分集方式時(shí)要求映射層數(shù)須和天線(xiàn)端口數(shù)目相等，故碼字到天線(xiàn)端口的映射也就為1個(gè)碼字映射到2個(gè)或4個(gè)天線(xiàn)端口。PDSCH傳輸過(guò)程8.2.2層映射表8.2發(fā)射分集方式時(shí)的層映射PDSCH傳輸過(guò)程

圖8.6給出了在發(fā)射分集方式下，1：2模式層映射的具體實(shí)現(xiàn)，最后得到2層的輸出。圖8.7是發(fā)射分集方式為1：4模式下的層映射的實(shí)現(xiàn)，最后得到4層的輸出。8.2.2層映射圖8.6發(fā)射分集方式為1：2模式的層映射PDSCH傳輸過(guò)程8.2.2層映射圖8.7發(fā)射分集方式為1：4模式的層映射PDSCH傳輸過(guò)程8.2.3預(yù)編碼

預(yù)編碼模塊的輸入稱(chēng)為層，每層代表一個(gè)在空間域或波束域獨(dú)立傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流。碼字與層并不總是一一對(duì)應(yīng)，碼字的數(shù)量總是小于等于層的數(shù)量。預(yù)編碼也分單天線(xiàn)發(fā)射、空間復(fù)用和發(fā)射分集三種方式下的預(yù)編碼。設(shè)層映射模塊的輸出為，映射的層數(shù)為，天線(xiàn)端口數(shù)為，預(yù)編碼后的輸出為，，p為天線(xiàn)端口索引，，上標(biāo)ap表示天線(xiàn)端口。PDSCH傳輸過(guò)程8.2.3預(yù)編碼(1)單天線(xiàn)發(fā)射方式單天線(xiàn)發(fā)射時(shí)，無(wú)需預(yù)編碼，即：

(8.1)是用來(lái)發(fā)射的天線(xiàn)端口索引，。PDSCH傳輸過(guò)程8.2.3預(yù)編碼(2)空間復(fù)用方式與層映射相同，LTE空間復(fù)用支持基站端兩天線(xiàn)或四天線(xiàn)配置?？臻g復(fù)用的預(yù)編碼僅與空間復(fù)用的層映射結(jié)合起來(lái)使用?？臻g復(fù)用支持2或者4天線(xiàn)端口，即可用的端口集合分別為,或者。該方式分為無(wú)延遲循環(huán)延時(shí)分集(CDD，CyclicDelayDiversity)的預(yù)編碼模式和針對(duì)大延遲CDD的預(yù)編碼模式。PDSCH傳輸過(guò)程8.2.3預(yù)編碼

無(wú)延遲CDD按以下模式進(jìn)行預(yù)編碼：(8.2)其中，是階的預(yù)編碼矩陣，,。PDSCH傳輸過(guò)程8.2.3預(yù)編碼

大延遲CDD按以下模式進(jìn)行預(yù)編碼：(8.3)

其中，是階的預(yù)編碼矩陣，和是支持大延遲CDD的矩陣，針對(duì)各種不同層映射，具體設(shè)置參見(jiàn)表8.3。PDSCH傳輸過(guò)程8.2.3預(yù)編碼表8.3大延遲CDDPDSCH傳輸過(guò)程8.2.3預(yù)編碼

預(yù)編碼矩陣的值根據(jù)基站和用戶(hù)碼本配置進(jìn)行選擇。當(dāng)(即基站側(cè)兩天線(xiàn)配置時(shí))，按表8.4進(jìn)行設(shè)置，表中L2的空白欄表示標(biāo)準(zhǔn)還未完成或提供。對(duì)閉環(huán)空間復(fù)用模式，當(dāng)映射層為2時(shí)，不使用碼本的索引0。PDSCH傳輸過(guò)程8.2.3預(yù)編碼表8.4兩天線(xiàn)配置時(shí)預(yù)編碼碼本PDSCH傳輸過(guò)程8.2.3預(yù)編碼

當(dāng)(即基站側(cè)四天線(xiàn)配置時(shí))，預(yù)編碼矩陣由母矩陣得到，則按下式生成：(8.4)

即通過(guò)對(duì)向量作Householder變換，得到Householder矩陣，的階數(shù)為。這里n是碼本索引，即可選的預(yù)編碼母矩陣索引，參見(jiàn)表8.5，上標(biāo)是母矩陣列索引的有序集合，表示選取母矩陣的第列、第列…順序組合成新的矩陣，這個(gè)矩陣即為所需的預(yù)編碼矩陣。PDSCH傳輸過(guò)程8.2.3預(yù)編碼表8.5四天線(xiàn)配置時(shí)預(yù)編碼碼本PDSCH傳輸過(guò)程8.2.3預(yù)編碼

雖然碼本計(jì)算的復(fù)雜度不是很高，但從長(zhǎng)期性而言，每次實(shí)時(shí)計(jì)算碼本仍不如一次預(yù)先計(jì)算或存儲(chǔ)，更能節(jié)省系統(tǒng)資源。預(yù)編碼時(shí)，只需提供映射層數(shù)和碼本索引兩個(gè)參數(shù)，從預(yù)先加載的碼本表中直接取用即可。PDSCH傳輸過(guò)程8.2.3預(yù)編碼

(3)發(fā)射分集方式同前面所述發(fā)射分集方式時(shí)的層映射，LTE支持基站端兩天線(xiàn)或四天線(xiàn)配置的發(fā)射分集。因發(fā)射分集方式的層映射要求映射層數(shù)和天線(xiàn)端口數(shù)目相等，故預(yù)編碼模塊輸入的層數(shù)也是2層或4層?，F(xiàn)針對(duì)基站端不同天線(xiàn)數(shù)配置，對(duì)不同的預(yù)編碼處理進(jìn)行分別敘述：PDSCH傳輸過(guò)程8.2.3預(yù)編碼

當(dāng)(即基站側(cè)兩天線(xiàn)配置時(shí))，預(yù)編碼處理為：(8.5)即：(8.6)PDSCH傳輸過(guò)程

則圖8.8為即兩天線(xiàn)配置發(fā)射分集的預(yù)編碼實(shí)現(xiàn)過(guò)程。8.2.3預(yù)編碼圖8.8兩天線(xiàn)配置發(fā)射分集方式時(shí)的預(yù)編碼處理PDSCH傳輸過(guò)程

當(dāng)(即基站側(cè)四天線(xiàn)配置時(shí))，預(yù)編碼處理為：

(8.7)8.2.3預(yù)編碼

當(dāng)(即基站側(cè)四天線(xiàn)配置時(shí))，預(yù)編碼處理為：

(8.7)PDSCH傳輸過(guò)程8.2.3預(yù)編碼即：

(8.8)PDSCH傳輸過(guò)程

圖8.9是基站側(cè)四天線(xiàn)配置時(shí)發(fā)射分集方式下的預(yù)編碼實(shí)現(xiàn)過(guò)程，其原理與兩天線(xiàn)配置發(fā)射分集的預(yù)編碼實(shí)現(xiàn)過(guò)程的原理相同，只是增加了輸入數(shù)據(jù)的層數(shù)。8.2.3預(yù)編碼圖8.9四天線(xiàn)配置發(fā)射分集方式時(shí)的預(yù)編碼處理物理下行傳輸一般過(guò)程PDSCH傳輸過(guò)程PDCCH傳輸過(guò)程PCFICH及PHICH傳輸過(guò)程PBCH傳輸過(guò)程下行參考信號(hào)OFDM信號(hào)產(chǎn)生下行資源調(diào)度及鏈路自適應(yīng)限制小區(qū)間干擾的方法E-MBMS第8章物理層下行傳輸過(guò)程PDCCH傳輸過(guò)程

物理下行控制信道(PDCCH，PhysicalDownlinkControlChannel)承載調(diào)度以及其他控制信息。調(diào)度控制信息是指上下行傳輸信道所占用的頻率資源位置和大小，采取的多天線(xiàn)發(fā)射方式，以及終端上行功率大小。終端通過(guò)這些資源位置信息，在準(zhǔn)確的位置上獲取下行物理下行共享信道(PDSCH)的參數(shù)，或者在對(duì)應(yīng)資源上進(jìn)行物理上行共享信道(PUSCH)的發(fā)射。

PDCCH傳輸過(guò)程

一個(gè)物理控制信道在一個(gè)或者多個(gè)連續(xù)的控制信道元素(CCE，ControlChannelElement)上進(jìn)行傳輸，其中，一個(gè)控制信道元素對(duì)應(yīng)于9個(gè)資源組(REG)。在一個(gè)子幀中可以傳輸多個(gè)PDCCH。一個(gè)PDCCH包含個(gè)連續(xù)的控制信道元素，從第i個(gè)控制信道元素開(kāi)始，滿(mǎn)足imodn=0。PDCCH傳輸過(guò)程

物理下行控制信道支持四種格式，表8.6給出了每種格式所包含的控制信道元素?cái)?shù)(CCE)、物理下行控制信道比特?cái)?shù)和資源組數(shù)。

表8.6

PDCCH支持的格式PDCCH傳輸過(guò)程

物理下行控制信道上傳輸?shù)膬?nèi)容被稱(chēng)為下行控制信息(DCI)，針對(duì)不同調(diào)度需求定義了不同的DCI格式，不同的DCI格式對(duì)應(yīng)著不同的下行控制信息比特位，其中：上行調(diào)度信息：DCI格式0或4;下行調(diào)度信息：DCI格式1,1A,1B,1C,1D,2,2A,2B,2C；功率控制信息：DCI格式3或3A。對(duì)于傳輸功率控制(TPC)命令，用戶(hù)通過(guò)物理下行控制信道中的TPC命令來(lái)對(duì)用戶(hù)的發(fā)射功率進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)行閉環(huán)的功率控制。8.3.1下行控制信息(DCI)PDCCH傳輸過(guò)程8.3.1下行控制信息(DCI)表8.7

DCI的格式及其作用PDCCH傳輸過(guò)程(1)格式08.3.1下行控制信息(DCI)表8.8格式0的參數(shù)PDCCH傳輸過(guò)程8.3.1下行控制信息(DCI)

在支持PUSCH跳頻模式時(shí)：通過(guò)其中的NUL_hop比特，可以得到資源分配參數(shù)的具體值；通過(guò)其中的,比特，可以描述在上行子幀的第一個(gè)時(shí)隙中的資源分配參數(shù)。在PUSCH為非跳頻模式下：通過(guò)比特，來(lái)描述在上行子幀的第一個(gè)時(shí)隙中的資源分配參數(shù)。PDCCH傳輸過(guò)程(2)格式18.3.1下行控制信息(DCI)表8.9格式1的參數(shù)PDCCH傳輸過(guò)程

其中，P取決于下行資源塊數(shù)，如表8.10所示，表明了P的取值與帶寬的關(guān)系，其中REG(ResourceElementGroup)為資源粒子組，為下行鏈路資源塊數(shù)目。8.3.1下行控制信息(DCI)表8.10P的取值與帶寬的關(guān)系表PDCCH傳輸過(guò)程(2)格式1A8.3.1下行控制信息(DCI)表8.11格式1A的參數(shù)PDCCH傳輸過(guò)程(4)格式1C格式1C用于非常緊湊的下行共享信道傳輸，并一直采用QPSK調(diào)制方式。8.3.1下行控制信息(DCI)表8.12格式1C的參數(shù)PDCCH傳輸過(guò)程(5)格式2表8.13介紹了PDCCH格式2的參數(shù)，格式2主要用于空間復(fù)用模式配置的物理下行共享信道時(shí)序安排。由表中的信息可以確定哪個(gè)碼字可用，哪個(gè)碼字不可用。8.3.1下行控制信息(DCI)PDCCH傳輸過(guò)程8.3.1下行控制信息(DCI)表8.13格式2的參數(shù)PDCCH傳輸過(guò)程

表8.14是不同基站的天線(xiàn)端口數(shù)分別在不同的傳輸模式下預(yù)編碼信息的比特?cái)?shù)。8.3.1下行控制信息(DCI)表8.14

預(yù)編碼信息比特?cái)?shù)

從表8.14可以看出，2天線(xiàn)的開(kāi)環(huán)空間復(fù)用模式?jīng)]有預(yù)編碼信息域，其他模式下，預(yù)編碼信息域的參數(shù)根據(jù)碼字可用情況而不同，具體見(jiàn)表8.15、表8.16和表8.17。PDCCH傳輸過(guò)程8.3.1下行控制信息(DCI)表8.152天線(xiàn)閉環(huán)空間復(fù)用模式下預(yù)編碼信息域參數(shù)PDCCH傳輸過(guò)程8.3.1下行控制信息(DCI)表8.164天線(xiàn)閉環(huán)空間復(fù)用模式預(yù)編碼信息域的參數(shù)PDCCH傳輸過(guò)程8.3.1下行控制信息(DCI)表8.174天線(xiàn)開(kāi)環(huán)空間復(fù)用傳輸模式預(yù)編碼信息域參數(shù)PDCCH傳輸過(guò)程(6)格式3

表8.18介紹了格式3的參數(shù)，格式3用于傳輸2比特功率調(diào)整的物理上行控制信道和物理上行共享信道的傳輸功率控制(TPC)命令。8.3.1下行控制信息(DCI)表8.18格式3的參數(shù)PDCCH傳輸過(guò)程(7)格式3A表8.19介紹了格式3A的參數(shù)，格式3A主要用于傳輸1比特功率調(diào)整的物理上行控制信道和物理上行共享信道的TPC命令。8.3.1下行控制信息(DCI)表8.19格式3A的參數(shù)PDCCH傳輸過(guò)程8.3.2PDCCH的有效載荷

在每個(gè)子幀中，可以傳輸多個(gè)物理下行控制信道。各個(gè)物理下行控制信道所采用的下行控制信息格式由實(shí)際情況決定。一個(gè)物理下行控制信道的有效載荷的信息位序和長(zhǎng)度由其下行控制信息格式及具體內(nèi)容決定。信息比特位順序也就是信息域復(fù)用的順序依照每個(gè)下行控制信息格式所列信息域的順序，每一個(gè)信息域的第一比特對(duì)應(yīng)最高有效位。表8.20列出了TDD模式下一個(gè)物理下行控制信道各種格式的有效載荷。PDCCH傳輸過(guò)程8.3.2PDCCH的有效載荷表8.20一個(gè)物理下行控制信息的有效載荷(TDD)PDCCH傳輸過(guò)程

PBCH信道的傳輸周期TTI=40ms，在每個(gè)10ms無(wú)線(xiàn)幀的第一個(gè)子幀上傳輸，采用盲檢測(cè)技術(shù)來(lái)提取信息。每一個(gè)子幀都是自解碼的，即在信道足夠好的條件下，PBCH可以在接收的單個(gè)子幀內(nèi)進(jìn)行解碼。PBCH信道總共占用4個(gè)連續(xù)的OFDM符號(hào)，在頻域上占用下行頻帶中心為1.08MHz的帶寬。物理下行控制信道(PDCCH)采用QPSK調(diào)制方式。PDCCH在與傳輸物理廣播信道相同的天線(xiàn)端口上傳輸。8.3.3PDCCH物理層過(guò)程PDCCH傳輸過(guò)程

定義一個(gè)資源粒子對(duì)REQ(ResourceElementQuadruplet)表示沒(méi)有被參考信號(hào)、物理控制格式指示信道(PCFICH)或者物理混合重傳指示信道(PHICH)占用的4個(gè)相鄰的資源粒子RE(k,l)，這4個(gè)資源粒子(RE)具有相同的OFDM符號(hào)索引l。映射過(guò)程要經(jīng)過(guò)列交換、循環(huán)移位和資源粒子映射三個(gè)步驟。8.3.3PDCCH物理層過(guò)程PDCCH傳輸過(guò)程8.3.3PDCCH物理層過(guò)程(1)列交換首先以資源粒子對(duì)(REQ)為單位，令天線(xiàn)端口p上的第i個(gè)REQ對(duì)應(yīng)的符號(hào)流表示為，則天線(xiàn)端口p上的符號(hào)流可對(duì)應(yīng)于符號(hào)流，其中，，。然后利用子塊交織方式進(jìn)行列交換，得到。交織器的列重排模式如表8.21所示，表中給出了列數(shù)為32時(shí)其列間置換模式。PDCCH傳輸過(guò)程8.3.3PDCCH物理層過(guò)程表8.21交織器的列重排模式PDCCH傳輸過(guò)程8.3.3PDCCH物理層過(guò)程(2)循環(huán)移位對(duì)符號(hào)流經(jīng)過(guò)循環(huán)移位，得到。

(8.9)(3)資源粒子映射物理下行控制信道(PDCCH)中的映射位置根據(jù)5.4.3小節(jié)資源塊及其映射來(lái)確定。物理下行傳輸一般過(guò)程PDSCH傳輸過(guò)程PDCCH傳輸過(guò)程PCFICH及PHICH傳輸過(guò)程PBCH傳輸過(guò)程下行參考信號(hào)OFDM信號(hào)產(chǎn)生下行資源調(diào)度及鏈路自適應(yīng)限制小區(qū)間干擾的方法E-MBMS第8章物理層下行傳輸過(guò)程PCFICH及PHICH傳輸過(guò)程(1)控制格式指示(CFI)物理控制格式指示信道(PCFICH)總是位于子幀的第一個(gè)OFDM符號(hào)上，用來(lái)指示一個(gè)子幀中PDCCH在子幀內(nèi)占用符號(hào)個(gè)數(shù)，即PDCCH的時(shí)間跨度。PCFICH的大小是2比特，其承載的信息時(shí)控制格式指示(CFI)。8.4.1PCFICH當(dāng)系統(tǒng)帶寬時(shí),PDCCH的符號(hào)數(shù)目為1~3個(gè)符號(hào)，由控制格式指示(CFI)給出；當(dāng)系統(tǒng)帶寬，下行控制信息時(shí)間跨度為2~4，由CFI+1給出，即CFI=1，2或3。

PCFICH及PHICH傳輸過(guò)程8.4.1PCFICH表8.22PDCCH所占符號(hào)數(shù)PCFICH及PHICH傳輸過(guò)程(2)PCFICH的物理層處理物理控制格式指示信道(PCFICH)采用QPSK調(diào)制，物理控制格式指示信道(PCFICH)與物理廣播信道(PBCH)是在相同的天線(xiàn)端口上進(jìn)行傳輸?shù)摹?.4.1PCFICH

在單天線(xiàn)端口情況下，層映射和預(yù)編碼參考8.1.3節(jié)和8.1.4節(jié)。多天線(xiàn)端口的情況下，PCFICH只能采用發(fā)射分集傳輸模式，只傳輸一個(gè)碼字，層映射和預(yù)編碼參考8.1.3節(jié)和8.1.4節(jié)。PCFICH及PHICH傳輸過(guò)程8.4.1PCFICH

預(yù)編碼模塊的輸出，以資源粒子組(REG)的形式被映射到一個(gè)下行子幀的第一個(gè)OFDM符號(hào)中，REG在頻域上是4個(gè)連續(xù)的沒(méi)有被參考符號(hào)占用的資源粒子。第p個(gè)天線(xiàn)端口的第組REG可以表示為，每個(gè)天線(xiàn)端口上REG的映射都按照以序號(hào)從小到大的順序。PCFICH及PHICH傳輸過(guò)程8.4.1PCFICH

具體映射方式如下：被映射到頻率資源起始為的REG上；被映射到頻率資源起始為的REG上；被映射到頻率資源起始為的REG上；被映射到頻率資源起始為的REG上。PCFICH及PHICH傳輸過(guò)程8.4.1PCFICH

其中，。表示物理層小區(qū)ID，按照以下方式給出：總共有504個(gè)物理層小區(qū)ID，這些小區(qū)ID被分成168組，每組包含3個(gè)小區(qū)ID，每組中的每個(gè)小區(qū)ID都是相互獨(dú)立的，每個(gè)小區(qū)ID只能隸屬于一個(gè)小區(qū)ID組。因此，一個(gè)物理層小區(qū)ID可以記作，其中,表示物理層小區(qū)ID組號(hào)，表示每個(gè)小區(qū)ID組中的小區(qū)ID序號(hào)。PCFICH及PHICH傳輸過(guò)程(1)HARQ指示LTE中，物理HARQ指示信道(PHICH)承載的是1比特PUSCH信道的HARQ的確認(rèn)/非確認(rèn)(ACK/HACK)應(yīng)答信息，其承載的信息稱(chēng)為HARQ指示(HI)。HI=1表示ACK，HI=0表示NACK。8.4.2PHICH多個(gè)PHICH信道可以映射在同一組資源粒子中，形成PHICH組，同一PHICH組中的各個(gè)PHICH由不同的正交序列區(qū)分。PHICH資源用來(lái)表示，是PHICH組數(shù)，是組內(nèi)的正交序列的索引號(hào)。PCFICH及PHICH傳輸過(guò)程8.4.2PHICH(2)PHICH傳輸過(guò)程PHICH采用BPSK調(diào)制。調(diào)制符號(hào)在進(jìn)行層映射和預(yù)編碼之前，首先要分配資源粒子組大小，然后得到符號(hào)塊。對(duì)于常規(guī)循環(huán)前綴，c=1，；對(duì)于擴(kuò)展循環(huán)前綴，c=2，有，。

PCFICH及PHICH傳輸過(guò)程8.4.2PHICH(2)PHICH傳輸過(guò)程然后，符號(hào)塊被映射到層，通過(guò)預(yù)編碼，得到序列。最后映射到資源粒子上，得到從天線(xiàn)端口p發(fā)送的符號(hào)，。物理下行傳輸一般過(guò)程PDSCH傳輸過(guò)程PDCCH傳輸過(guò)程PCFICH及PHICH傳輸過(guò)程PBCH傳輸過(guò)程下行參考信號(hào)OFDM信號(hào)產(chǎn)生下行資源調(diào)度及鏈路自適應(yīng)限制小區(qū)間干擾的方法E-MBMS第8章物理層下行傳輸過(guò)程PBCH傳輸過(guò)程

根據(jù)第六章可知，終端搜索并同步到一個(gè)小區(qū)后，必須獲得小區(qū)系統(tǒng)信息，系統(tǒng)信息包括有關(guān)下行鏈路和上行鏈路帶寬信息、TDD模式下的上下行時(shí)隙配置信息和隨機(jī)接入相關(guān)參數(shù)。由于第六章已經(jīng)對(duì)PBCH做了描述，在本節(jié)我們僅給出對(duì)第六章PBCH相關(guān)內(nèi)容的補(bǔ)充，包括PBCH承載的信息和PBCH物理層傳輸過(guò)程。PCFICH及PHICH傳輸過(guò)程

物理廣播信道(PBCH)承載廣播信道(BCH)包含的系統(tǒng)信息。BCH包含的信息位于系統(tǒng)信息塊(SIB)的主信息塊(MIB)中，并且按照預(yù)先定義好的固定格式在整個(gè)小區(qū)覆蓋范圍內(nèi)廣播。8.5.1物理廣播信道承載信息

主信息塊在物理廣播信道上傳輸，包含了接入LTE系統(tǒng)所需的最基本信息，包括有限個(gè)基本的且頻繁傳輸?shù)膮?shù)，以便從小區(qū)獲得其他信息。其中關(guān)于物理層的參數(shù)有下行系統(tǒng)帶寬、發(fā)射天線(xiàn)數(shù)、物理混合重傳指示信道(PHICH配置)和系統(tǒng)幀序號(hào)(SFN)等。具體內(nèi)容如表8.23所示。PCFICH及PHICH傳輸過(guò)程8.5.1物理廣播信道承載信息表8.23

BCH包含的基本信息參數(shù)PCFICH及PHICH傳輸過(guò)程8.5.2PBCH物理層過(guò)程

物理廣播信道采用QPSK調(diào)制，調(diào)制后數(shù)據(jù)被送入層映射模塊，映射到不同的天線(xiàn)端口。用于傳輸物理廣播信道的天線(xiàn)端口數(shù)目可以取值為，物理廣播信道對(duì)應(yīng)一個(gè)碼字，相應(yīng)的層數(shù)與實(shí)際用于物理信道傳輸?shù)奶炀€(xiàn)端口數(shù)目p相等，即。

PCFICH及PHICH傳輸過(guò)程8.5.2PBCH物理層過(guò)程

一個(gè)無(wú)線(xiàn)幀中只有子幀#0中時(shí)隙#1的前4個(gè)OFDM符號(hào)用于PBCH的傳輸，頻域位置為傳輸帶寬中間的72個(gè)子載波。每個(gè)天線(xiàn)端口對(duì)應(yīng)的符號(hào)流在連續(xù)的4個(gè)無(wú)線(xiàn)幀中傳輸，起始的無(wú)線(xiàn)幀滿(mǎn)足，其中為核心系統(tǒng)幀號(hào)。以開(kāi)始，映射到子幀#0的時(shí)隙#1中沒(méi)有被參考符號(hào)占用的RE(k,l)中。映射的順序是先頻域子載波數(shù)k，然后是時(shí)域OFDM符號(hào)l，最后是無(wú)線(xiàn)幀數(shù)。PCFICH及PHICH傳輸過(guò)程8.5.2PBCH物理層過(guò)程

頻域索引k和時(shí)域索引l的取值為

(8.10)

其中為系統(tǒng)帶寬對(duì)應(yīng)的資源塊數(shù)，為頻域上資源塊大小，以載波的形式表示。計(jì)算時(shí)需要除去其中用來(lái)承載參考信號(hào)的資源粒子。PCFICH及PHICH傳輸過(guò)程

映射操作時(shí)無(wú)論實(shí)際配置情況如何都需要假設(shè)天線(xiàn)端口0-3的小區(qū)參考信號(hào)都存在，這些沒(méi)有被參考符號(hào)映射但卻被保留的資源粒子將不承載任何物理信號(hào)符號(hào)。8.5.2PBCH物理層過(guò)程表8.24不同帶寬下對(duì)應(yīng)的子載波映射位置信道傳輸帶寬(MHz)1.435101520615255075100物理下行傳輸一般過(guò)程PDSCH傳輸過(guò)程PDCCH傳輸過(guò)程PCFICH及PHICH傳輸過(guò)程PBCH傳輸過(guò)程下行參考信號(hào)OFDM信號(hào)產(chǎn)生下行資源調(diào)度及鏈路自適應(yīng)限制小區(qū)間干擾的方法E-MBMS第8章物理層下行傳輸過(guò)程下行參考信號(hào)

下行鏈路參考信號(hào)的目的是對(duì)下行鏈路信道質(zhì)量進(jìn)行測(cè)量，實(shí)現(xiàn)終端相干解調(diào)或檢測(cè)所需的下行鏈路信道估計(jì)以及小區(qū)搜索和初始化信息獲取等功能。LTE在Rel-8中定義了3種參考信號(hào)：小區(qū)指定參考信號(hào)(CRS，Cell-specificReference)，MBSFN參考信號(hào)，用于PDSCH解調(diào)的用戶(hù)指定參考信號(hào)(UE-SpecificReferenceSignal)。在LTE后續(xù)版本中，還陸續(xù)增加了用于定位參考信號(hào)，CSI參考信號(hào)和EPDCCH的解調(diào)參考信號(hào)。下行參考信號(hào)(1)用戶(hù)指定參考信號(hào)在時(shí)域和頻域要設(shè)計(jì)導(dǎo)頻或參考符號(hào)，這些導(dǎo)頻符號(hào)在時(shí)間和頻率上有一定間隔，使得能夠正確地進(jìn)行信道插值。當(dāng)信道條件允許(時(shí)間彌散不大的情況)時(shí)，分別在常規(guī)循環(huán)前綴和擴(kuò)展循環(huán)前綴每個(gè)時(shí)隙的第5和第4個(gè)OFDM符號(hào)處每隔6個(gè)子載波插入主參考符號(hào)。

參考符號(hào)的排列圖案是長(zhǎng)方形的。如果信道條件較差(如時(shí)間彌散較大的情況)，還需要插入輔參考符號(hào)，這兩組參考符號(hào)可以按對(duì)角的方式排列，這樣就能夠獲得接收端用于信道估計(jì)的最佳時(shí)頻參考符號(hào)插入圖案(如圖8.10)。下行參考信號(hào)圖8.10

下行鏈路參考信號(hào)結(jié)構(gòu)(常規(guī)循環(huán)前綴)

對(duì)于高階MIMO的多天線(xiàn)發(fā)送，尤其是波束成形情況下，給定波束應(yīng)該使用專(zhuān)門(mén)的導(dǎo)頻符號(hào)。此外，還要考慮用戶(hù)指定導(dǎo)頻符號(hào)。下行參考信號(hào)(2)MBSFN參考信號(hào)在支持非多播廣播單頻網(wǎng)(MBSFN)發(fā)送的小區(qū)中，所有下行鏈路子幀發(fā)送應(yīng)該使用小區(qū)指定參考信號(hào)。當(dāng)子幀用于MBSFN發(fā)送時(shí)，只在前2個(gè)OFDM符號(hào)發(fā)送使用小區(qū)指定參考信號(hào)。下行參考信號(hào)(3)小區(qū)指定參考信號(hào)小區(qū)指定參考信號(hào)通過(guò)天線(xiàn)端口(0-3)中的一個(gè)或多個(gè)發(fā)送。每個(gè)下行鏈路天線(xiàn)端口都要發(fā)送一個(gè)小區(qū)指定參考信號(hào)。小區(qū)指定參考信號(hào)序列由2維正交序列符號(hào)與2維偽隨機(jī)序列符號(hào)的乘積構(gòu)成：。2維序列是一個(gè)復(fù)數(shù)序列，定義為，，，其中表示參考信號(hào)占據(jù)第幾個(gè)OFDM符號(hào)，是矩陣的第m行第n列的元素，定義為下行參考信號(hào)(8.11)其中

(8.12)分別對(duì)應(yīng)正交序列0，1和2。LTE規(guī)范中有個(gè)不同2維正交序列，個(gè)不同的2維偽隨機(jī)序列。每個(gè)小區(qū)能夠識(shí)別一個(gè)正交序列和偽隨機(jī)序列的惟一組合，這樣可以有個(gè)小區(qū)惟一識(shí)別碼。

物理下行傳輸一般過(guò)程PDSCH傳輸過(guò)程PDCCH傳輸過(guò)程PCFICH及PHICH傳輸過(guò)程PBCH傳輸過(guò)程下行參考信號(hào)OFDM信號(hào)產(chǎn)生下行資源調(diào)度及鏈路自適應(yīng)限制小區(qū)間干擾的方法E-MBMS第8章物理層下行傳輸過(guò)程O(píng)FDM信號(hào)產(chǎn)生

一個(gè)時(shí)隙中的OFDM符號(hào)應(yīng)該按照l(shuí)遞增的順序發(fā)送。一個(gè)下行鏈路時(shí)隙中，OFDM符號(hào)l在天線(xiàn)端口p發(fā)送的時(shí)間連續(xù)信號(hào)定義為

(8.13)，子載波間隔時(shí)，N等于2048；子載波間隔時(shí)，N等于4096。OFDM信號(hào)產(chǎn)生表8.25OFDM參數(shù)表8.25列出了用于兩種幀結(jié)構(gòu)的的可能取值。物理下行傳輸一般過(guò)程PDSCH傳輸過(guò)程PDCCH傳輸過(guò)程PCFICH及PHICH傳輸過(guò)程PBCH傳輸過(guò)程下行參考信號(hào)OFDM信號(hào)產(chǎn)生下行資源調(diào)度及鏈路自適應(yīng)限制小區(qū)間干擾的方法E-MBMS第8章物理層下行傳輸過(guò)程下行資源調(diào)度及鏈路自適應(yīng)

用戶(hù)必須用信道質(zhì)量指示(CQI)向基站報(bào)告一個(gè)資源塊或一組資源塊的信道質(zhì)量。CQI是在25或50的倍數(shù)個(gè)子載波帶寬上測(cè)量的，它是影響時(shí)頻調(diào)度選擇、鏈路自適應(yīng)、干擾管理以及下行鏈路物理信道的功率控制的關(guān)鍵參數(shù)。8.8.1下行鏈路物理層測(cè)量下行資源調(diào)度及鏈路自適應(yīng)

在LTE的下行鏈路HARQ使用N通道(N-process)停等式(SW)協(xié)議。下行混合ARQ(HARQ)采用基于增量冗余(IR)的方法，這種HARQ方法每次重傳的信息基本上是不一致的。顯然，這種解決方案要求用戶(hù)設(shè)備有很大的存儲(chǔ)空間。在實(shí)際中，不同重傳間每一次發(fā)送的不同編碼可以“實(shí)時(shí)”完成，也可以同時(shí)進(jìn)行編碼并且保存在緩存中。

8.8.2下行HARQ下行資源調(diào)度及鏈路自適應(yīng)

HARQ可以分為同步和異步兩類(lèi)。理論上同步HARQ在每一時(shí)刻可以有任意個(gè)進(jìn)程。異步HARQ已經(jīng)支持了在每一時(shí)刻上任意個(gè)進(jìn)程。異步HARQ可以根據(jù)空中接口條件提供靈活的調(diào)度重傳機(jī)制。8.8.2下行HARQ

同步HARQ指的是對(duì)于某個(gè)HARQ進(jìn)程來(lái)說(shuō)其重傳時(shí)刻是固定的。由于可以從子幀號(hào)中推導(dǎo)出的信道號(hào)，因此不需要額外的HARQ信道號(hào)的信令。按照發(fā)送的屬性，HARQ方案可以進(jìn)一步分為自適應(yīng)和非自適應(yīng)HARQ。下行資源調(diào)度及鏈路自適應(yīng)

采用同步HARQ發(fā)送時(shí)，系統(tǒng)必須按照預(yù)先定義好的重傳分組格式和時(shí)刻進(jìn)行發(fā)送。與異步操作相比較時(shí)，同步HARQ能夠降低控制信令開(kāi)銷(xiāo)(不需要HARQ信道號(hào))，且可以通過(guò)不同重傳間的軟合并來(lái)增強(qiáng)譯碼性能。8.8.2下行HARQ

與第一次發(fā)送相比，自適應(yīng)意味著發(fā)送機(jī)可以在每一次重傳時(shí)改變其中一些或所有的發(fā)送屬性(例如由于無(wú)線(xiàn)信道條件改變)。因此，有關(guān)控制信息需要與重傳信息一起發(fā)送?？梢愿淖冋{(diào)制方案、資源塊分配和發(fā)送周期等屬性。下行資源調(diào)度及鏈路自適應(yīng)總的來(lái)說(shuō)，LTE下行鏈路ARQ主要包括如下幾點(diǎn)：①HARQ處理發(fā)送錯(cuò)誤，使用1比特同步反饋信息；②HARQ重傳單元是一個(gè)透明的傳輸塊，包含來(lái)自多個(gè)無(wú)線(xiàn)承載(MAC復(fù)用)的數(shù)據(jù)；③ARQ處理HARQ錯(cuò)誤，即ARQ重傳HARQ處理失敗的數(shù)據(jù)；④ARQ重傳單元是一個(gè)RLC的PDU；8.8.2下行HARQ下行資源調(diào)度及鏈路自適應(yīng)⑤RLC按照調(diào)度器的判決來(lái)實(shí)現(xiàn)分段(segment)或串聯(lián)(concatenation)，一個(gè)RLCPDU可以包含整個(gè)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)單元(SDU，ServiceDataUnit)的一個(gè)分段，也可以包含幾個(gè)SDU的數(shù)據(jù)(串聯(lián))；⑦在沒(méi)有MAC復(fù)用的情況，在HARQ和ARQ間重傳單元是一一映射的；⑧RLC實(shí)現(xiàn)到高層的按需傳輸。8.8.2下行HARQ下行資源調(diào)度及鏈路自適應(yīng)

基站調(diào)度器(對(duì)于單播發(fā)送)在給定時(shí)間內(nèi)動(dòng)態(tài)地控制分配的時(shí)頻資源。下行鏈路信令通知用戶(hù)已經(jīng)分配了什么樣的資源和相應(yīng)的發(fā)送格式。調(diào)度器可以動(dòng)態(tài)選擇最佳的復(fù)用策略，例如集中式或分布式分配。8.8.3下行分組調(diào)度下行資源調(diào)度及鏈路自適應(yīng)在給定子幀內(nèi)采用哪一種發(fā)送復(fù)用方式的依據(jù)主要包括：①最小和最大數(shù)據(jù)速率②移動(dòng)用戶(hù)間可以共享的可用功率③業(yè)務(wù)的BER目標(biāo)需求④業(yè)務(wù)的時(shí)延需求⑤服務(wù)質(zhì)量參數(shù)和測(cè)量⑥緩存在基站中準(zhǔn)備調(diào)度的凈荷⑦重傳⑧來(lái)自用戶(hù)的CQI報(bào)告⑨用戶(hù)睡眠周期和測(cè)量間隔/周期⑩系統(tǒng)參數(shù)，例如帶寬和干擾大小等

8.8.3下行分組調(diào)度下行資源調(diào)度及鏈路自適應(yīng)8.8.3下行分組調(diào)度圖8.11分組調(diào)度框架

圖8.11顯示了基站中與分組調(diào)度有關(guān)的不同實(shí)體間的相互作用，其目的是在較短的往返路徑時(shí)延內(nèi)根據(jù)信道條件實(shí)現(xiàn)快速調(diào)度。下行資源調(diào)度及鏈路自適應(yīng)數(shù)據(jù)發(fā)送的基本可用時(shí)頻資源是物理資源塊(PRB)，由固定數(shù)目的相鄰OFDM子載波組成，表示頻域的最小調(diào)度單位。整個(gè)調(diào)度過(guò)程的控制實(shí)體是分組調(diào)度器，它可以與鏈路自適應(yīng)(LA)模塊進(jìn)行協(xié)商獲得某個(gè)用戶(hù)數(shù)據(jù)速率的估計(jì)。鏈路自適應(yīng)可以利用用戶(hù)的頻率選擇CQI反饋和此前發(fā)送的ACK/NACK，來(lái)保證第一次發(fā)送的數(shù)據(jù)速率估計(jì)能夠滿(mǎn)足一定的誤塊率(BLER)目標(biāo)需求。8.8.3下行分組調(diào)度下行資源調(diào)度及鏈路自適應(yīng)在鏈路自適應(yīng)存在不確定性時(shí)，鏈路自適應(yīng)處理中的偏移計(jì)算模塊可以進(jìn)一步穩(wěn)定誤塊率性能。偏移計(jì)算模塊在以子幀為間隔的CQI報(bào)告中提供基于用戶(hù)的自適應(yīng)偏移，以便降低偏移CQI錯(cuò)誤對(duì)鏈路自適應(yīng)性能的影響。調(diào)度器的主要目標(biāo)是在一定的負(fù)載條件下，在時(shí)間和頻域上使用調(diào)度策略來(lái)優(yōu)化小區(qū)吞吐量。HARQ管理器為接下來(lái)的HARQ重傳提供緩存狀態(tài)信息和發(fā)送格式。8.8.3下行分組調(diào)度下行資源調(diào)度及鏈路自適應(yīng)在各種不同的調(diào)度策略中，有兩種策略經(jīng)常使用，即公平分配方案和比例分配方案。8.8.3下行分組調(diào)度①公平分配方案：在每一個(gè)移動(dòng)終端(在下行鏈路或上行鏈路)分配相同數(shù)目的可用PRB。僅當(dāng)小區(qū)中用戶(hù)的數(shù)目改變(切換)時(shí)，每個(gè)用戶(hù)分配的PRB數(shù)目才會(huì)發(fā)生改變。②比例分配方案：用戶(hù)帶寬根據(jù)信道條件來(lái)自適應(yīng)改變，同時(shí)盡可能地通過(guò)功率控制來(lái)匹配所需信噪比。物理下行傳輸一般過(guò)程PDSCH傳輸過(guò)程PDCCH傳輸過(guò)程PCFICH及PHICH傳輸過(guò)程PBCH傳輸過(guò)程下行參考信號(hào)OFDM信號(hào)產(chǎn)生下行資源調(diào)度及鏈路自適應(yīng)限制小區(qū)間干擾的方法E-MBMS第8章物理層下行傳輸過(guò)程限制小區(qū)間干擾的方法

抑制小區(qū)間干擾的方法有三種，它們之間并不相互排斥。①小區(qū)間干擾隨機(jī)化：包括小區(qū)指定的加擾(在信道編碼和交織后使用(偽)隨機(jī)加擾)、小區(qū)指定的交織(也稱(chēng)為交織多址接入(IDMA))和不同類(lèi)型的跳頻方法。②小區(qū)間干擾抵消：根本目的是在用戶(hù)上得到比處理增益更能提高性能的干擾抑制。例如，用戶(hù)可以通過(guò)使用多天線(xiàn)進(jìn)行干擾抑制，也可以采用基于檢測(cè)的干擾抵消或小區(qū)間干擾抑制方法。也可以采用小區(qū)指定的交織(IDMA)來(lái)實(shí)現(xiàn)小區(qū)間干擾抵消。限制小區(qū)間干擾的方法③小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)或避免：在用戶(hù)與基站間的測(cè)量的基礎(chǔ)上(CQI、路徑損耗和平均干擾等)，以及在不同網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間(基站間)交換的測(cè)量基礎(chǔ)上，可以達(dá)到更好的下行鏈路分配，從而實(shí)現(xiàn)干擾避免。圖8.12軟頻率復(fù)用限制小區(qū)間干擾的方法(1)IDMA方案

交織多址接入(IDMA)方案是LTE中提出的一種方案，是一種抵消下行鏈路小區(qū)間干擾的方法。IDMA的原理是在鄰小區(qū)間使用不同交織圖案，于是用戶(hù)可以通過(guò)小區(qū)指定交織器來(lái)區(qū)分不同小區(qū)。IDMA與傳統(tǒng)“單用戶(hù)(基站)”采用加擾白化小區(qū)間干擾方案的效果相同。圖8.13描述了在下行鏈路使用IDMA的情況。限制小區(qū)間干擾的方法圖8.13使用IDMA來(lái)抑制小區(qū)間干擾限制小區(qū)間干擾的方法(2)使用迭代交織接收機(jī)的IDMA我們假定用戶(hù)能夠?qū)?lái)自基站1和基站2的信息進(jìn)行迭代譯碼。在單小區(qū)接收的情況下，來(lái)自其他基站的干擾經(jīng)過(guò)被白化為噪聲。當(dāng)使用迭代多用戶(hù)接收機(jī)時(shí)，干擾能夠被有效抵消。限制小區(qū)間干擾的方法迭代多用戶(hù)接收機(jī)采用干擾抵消和迭代譯碼技術(shù)。簡(jiǎn)單考慮一個(gè)2小區(qū)的情況。在第一次迭代中，在小區(qū)1實(shí)現(xiàn)單用戶(hù)譯碼。假定在譯碼后，幀中的某個(gè)信息比特相對(duì)來(lái)說(shuō)不夠可靠(對(duì)數(shù)似然比(LLR)小)。于是，信息比特被重新編碼。這樣，不可靠的信息比特變換到N個(gè)不可靠編碼比特。在經(jīng)過(guò)小區(qū)1的重交織后，N個(gè)不可靠的編碼比特經(jīng)過(guò)加擾并分布到不同的位置。于是通過(guò)從接收信號(hào)中減去小區(qū)1的信號(hào)就可以得到小區(qū)2的信號(hào)。限制小區(qū)間干擾的方法