第5章LTE物理层协议ppt课件.ppt

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1、第5章 LTE物理层协议,5.1 物理层概述,5.2 帧结构与系统参数,5.3 资源映射与调度,5.4 物理信号,5.5 物理信道,5.1 物理层概述,LTE的物理层协议由如下 5个规范构成。（1）TS 36.201物理层概述。（2）TS 36.211物理信道与调制。（3）TS 36.212复用与信道编码。（4）TS 36.213物理层过程。（5）TS 36.214物理层测量。,5.1 物理层概述,TS 36.201是概述性文档，而其他4个文档为具体的规范文档，这4个文档所描述的内容与高层的关系如图5-1所示。,5.1.1 物理层协议结构,图5-1给出了物理层周围的E-UTRA无线接口协议结构

2、。物理层与层2的媒体接入控制（Media Access Control，MAC）子层和层3的无线资源控制（Radio Resource Control，RRC）层具有接口。其中的圆圈表示不同层/子层间的服务接入点（Service Access Point，SAP）。物理层向MAC层提供传输信道（Transport Channel）。MAC提供不同的逻辑信道给层2的无线链路控制（Radio Link Control，RLC）子层。,5.1.2 物理层相关功能,为了提供数据传输服务，物理层将提供如下功能。（1）传输信道的错误检测并向高层提供指示。（2）传输信道的前向纠错（Forward Error

3、 Correction，FEC）编码解码。（3）混合自动重传请求（Hybrid Automatic Repeat-reQuest，HARQ）软合并。（4）编码的传输信道与物理信道之间的速率匹配。（5）编码的传输信道与物理信道之间的映射。（6）物理信道的功率加权。（7）物理信道的调制与解调。（8）频率和时间同步。（9）射频特性测量并向高层提供指示。（10）多输入多输出（Multiple Input Multiple Output，MIMO）天线处理。（11）传输分集。（12）波束赋形。（13）射频处理。,5.1.3 物理层协议规范简介,1物理层概述对于LTE的物理层的多址方案，在下行方向上采用基

4、于循环前缀（Cyclic Prefix，CP）的正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM），在上行方向上采用基于循环前缀的单载波频分多址（Single Carrier-Frequency Division Multiplexing Access，SC-FDMA）。,5.1.3 物理层协议规范简介,2物理信道与调制下行定义的物理信道包括物理下行共享信道（Physical Downlink Shared Channel，PDSCH）、物理多播信道（Physical Multicast Channel，PMCH）、物理下行控制信道（

5、Physical Downlink Control CHannel，PDCCH）、物理广播信道（Physical Broadcast CHannel，PBCH）、物理控制格式指示信道（Physical Control Format Indicator CHannel，PCFICH）以及物理HARQ指示信道（Physical HARQ Indicator CHannel，PHICH）。,5.1.3 物理层协议规范简介,3复用与信道编码LTE传输块的信道编码方案为Turbo编码，编码速率为R=1/3，它由两个8状态子编码器和一个Turbo码内部交织器构成。在Turbo编码中使用栅格终止（Trell

6、is Termination）方案。4物理层过程LTE操作中涉及多个物理层过程，这些过程包括小区搜索、功率控制、上行同步和上行定时控制、随机接入相关过程、HARQ相关过程。5物理层测量无线特性在终端和基站进行测量，并在网络中向高层报告。这包括用于同频和异频切换的测量，用于不同无线接入技术（Radio Access Technology，RAT）之间切换的测量，定时测量，用于无线资源管理（Radio Resource Management，RRM）的测量。,5.2 帧结构与系统参数,1后向兼容性2带宽扩展性3无线接入网（RAN）延迟4高数据率5多普勒频移和相位噪声6支持广域覆盖7E-MBMS系统

7、的数据率8控制选项数量,5.2.1 FDD帧结构（FS1）,一个子帧定义为两个相邻的时隙，其中第i个子帧由第2i个和2i+1个时隙构成，如图5-2所示。,5.2.1 FDD帧结构（FS1）,1FDD下行帧结构（FS1）FDD LTE上、下行均采用简单的等长时隙帧结构。如图5-3所示，LTE系统沿用了UMTS系统一直采用的10ms无线帧长度。,5.2.1 FDD帧结构（FS1）,2FDD上行帧结构（FS1）FDD LTE的上行帧结构在时隙以上层面完全和下行相同（如图5-4所示）。,5.2.2 TDD帧结构（FS2）,帧结构类型2适用于TDD模式。每一个无线帧由两个半帧构成，每一个半帧长度为5ms

8、。每一个半帧由8个常规时隙和DwPTS、GP和UpPTS三个特殊时隙构成。1个常规时帧的长度为0.5ms。DwPTS和UpPTS的长度是可配置的，并且要求DwPTS、GP以及UpPTS的总长度等于1ms。具体配置如表5-1所示。,5.2.2 TDD帧结构（FS2）,子帧1包含DwPTS、GP以及UpPTS，子帧6在表5-1所列的配置0、1、2和6中包含DwPTS、GP以及UpPTS。所有其他子帧包含两个相邻的时隙，其中第i个子帧由第2i个和第2i+1个时隙构成，如图5-5所示。,5.2.2 TDD帧结构（FS2）,LTE TDD支持5ms和10ms的上/下行子帧切换周期。具体的配置参见表5-2

9、，其中D表示用于下行传输的子帧，U表示用于上行传输的子帧，S表示包含DwPTS、GP以及UpPTS的特殊子帧。,5.2.2 TDD帧结构（FS2）,5ms周期FS2如图5-6所示，将一个10ms无线帧分为两个5ms的“半帧”（Half Frame）。,5.2.2 TDD帧结构（FS2）,10ms周期FS2如图5-7所示，和5ms周期FS2不同，这种帧结构在一个10ms无线帧中只包含一个特殊子帧，位于子帧1，其余子帧均为常规子帧。,5.2.2 TDD帧结构（FS2）,5ms周期FS2支持的上/下行子帧比例如图5-8所示。,5.2.2 TDD帧结构（FS2）,10ms周期FS2支持的上/下行子帧比

10、例如图5-9所示。,5.2.2 TDD帧结构（FS2）,例如，FS1的主同步信道（PSCH）和辅同步信道（SSCH）分别位于时隙0的倒数第1个和倒数第2个符号。而在FS2中，PSCH放置在DwPTS的第3个符号，SSCH则放置在时隙1的最后一个符号（如图5-10所示）。,5.2.3 发送时间间隔（TTI）长度,较大的TTI可以更有效地支持低数据率业务、优化QoS、降低调度开销、提高系统效率。而针对延迟比较敏感的实时业务，则应该采用尽可能小的TTI，以降低传输延迟。可以考虑采用半静态（Semi-static）方式或动态（Dynamic）方式改变TTI的长度。在采用半静态TTI时，可以通过高层信令

11、来调整TTI。在采用动态TTI时，系统可以直接通过物理层动态地将若干个连续的时隙连起来组成一个TTI。,5.2.4 子载波间隔,OFDM系统的子载波间隔选择取决于频谱效率和抗频偏能力的折中。在一定的CP长度（取决于小区大小和多径信道特性）下，子载波间隔越小，OFDM符号周期越长，系统频谱效率越高。,5.2.5 循环前缀（CP）长度,如图5-11所示，多径延迟在OFDM系统中的影响首先是造成符号间干扰（lSI）和载波间干扰（ICI）。,5.2.5 循环前缀（CP）长度,LTE系统支持的3种符号结构如图5-12所示，常规小区的单播系统采用4.687 5s的CP和66.67s的符号；大小区的单播系统

12、或单播/MBMS混合载波的E-MBMS系统采用16.67s的CP和66.67s的符号；DC-/MBMS系统采用33.33s的CP和133.33s的符号。,5.3 资源映射与调度,5.3.1 资源单位的定义1下行RB的定义（1）物理资源块 物理资源块的定义。如果将1个符号1个子载波定义为一个资源粒子（Resource Element，RE），则一个PRB包含MN个RE，如图5-13所示。物理资源块的大小。,5.3.1 资源单位的定义,（2）虚拟资源块如图5-14所示，集中式分配方式将若干连续子载波分配给一个用户，这种方式下系统可以通过频域调度选择较优的子载波组进行传输，从而获得频域上的调度增益和

13、时域上的多用户分集增益。,5.3.1 资源单位的定义,2上行RB的定义（1）RB的定义上行RB也可以分为LRB（Localized RB）和DRB（Distributed RB）两种，如图5-15所示。（2）RB的大小RB的大小应该和上行数据的最小载荷相匹配。一个RB的时域大小为一个时隙，即0.5ms。一个时隙在常规CP情况下包含7个SC-FDMA块，在扩展CP情况下包含6个SC-FDMA块。,5.3.1 资源单位的定义,3控制信道资源单位的定义LTE定义了两个专用的控制信道资源单位：RE组（RE Group，REG）和控制信道粒子（Control Channel Element，CCE）。1

14、个REG由4个频域上并排的RE组成，即4个子载波1个OFDM符号。一个CCE由若干个REG构成，一个PDCCH又由若干个CCE构成。,5.3.2 业务信道资源映射与调度,1下行业务信道资源映射这些RE可以以FDM、TDM、跳频等方式分布在各PRB中，如图5-16所示。,5.3.2 业务信道资源映射与调度,（1）NDPRB的值。（2）对某个UE是否使用DVRB方式发射。（3）此DVRB的Nd。（4）此DVRB映射到哪Nd个PRB上。（5）映射到这Nd个PRB上的具体时频位置。,5.3.2 业务信道资源映射与调度,例如，在图5-17所示的情况中，一个DVRB对的第1个DVRB映射到一个PRB对的第

15、1个PRB，第2个DVRB映射到另一个PRB对的第2个PRB。,5.3.2 业务信道资源映射与调度,如图5-18所示，2阶分集映射即将两个DVRB对映射到两个PRB对上，这两个PRB对完全由这个UE占用，这样该UE只能获得两个PRB的频率分集效果（即2阶分集），但这种映射方式可以保证每个PRB都充分利用。,5.3.2 业务信道资源映射与调度,2上行业务信道资源映射在如图5-19所示（这里假设TTI=1ms）的例子中，假设HARQ的RTT为5个TTI，则Inter-TTI FH就是每隔5个TTI跳频一次，而Intra-TTI FH是在一个TTI的两个时隙之间跳频一次。,5.3.2 业务信道资源映

16、射与调度,3资源调度和CQI测量这些操作依据的信息可能包括以下几方面。QoS（服务质量）参数和测量。eNode B缓存中等待调度的负载量。在队列中等待的重传任务。UE的CQI反馈。UE的能力（Capability）。UE睡眠周期和测量间隔/周期。系统参数，如系统带宽和干扰水平/干扰结构等。,5.3.2 业务信道资源映射与调度,（1）CQI测量和反馈方法CQI的测量是针对PRB组（包含n个连续的PRB）进行的，n可以等于系统带宽内的PRB总数（即整个系统带宽只测量一个CQI），也可以是明显小于PRB总数的值。（2）周期性和非周期性CQI测量/反馈周期性CQI和PMI（预编码矩阵指示符）测量/反馈

17、的最小周期为一个子帧。一般情况下，CQI反馈的时域位置如图5-20所示。,5.3.2 业务信道资源映射与调度,（3）宽带CQI反馈和多频带CQI反馈从反馈的频域密度上分，CQI可以分成下列三种类型。宽带CQI 由eNode B配置的多频带CQI 由UE选择子带反馈CQI（4）用于SU-MIMO的CQI/PMI测量/反馈用于SU-MIMO的多频带CQI/PMI测量/反馈由eNode B配置在PUSCH上，进行SU-MIMO CQI/PMI测量/反馈的子带尺寸应与单天线发送和TxD模式保持一致。,5.3.3 下行控制信道资源映射,1下行控制信道的时频结构物理下行控制信道在一个资源块（RB）的复用可

18、以采用FDM和TDM方式，如图5-21所示。,5.3.3 下行控制信道资源映射,物理下行控制信道（PDCCH）放置在一个子帧的前n个（n3）OFDM符号。数据最早可以在PDCCH的最后一个OFDM符号开始，如图5-22所示。,5.3.3 下行控制信道资源映射,（1）PDCCH的资源映射方法可能影响到PDCCH的只有放置在位于第1个和第2个OFDM符号的RE的参考符号，如图5-23所示，即使当参考符号不占用位于第2个OFDM符号的RE时（如对于单天线发送情况），PDCCH也不会在这些RE中传输。,5.3.3 下行控制信道资源映射,从灵活分配PDCCH资源的角度考虑，PDCCH应具有各种可能的尺寸

19、，但从节省信令开销的角度考虑，最终还是确定只支持2的n次幂，即将PDCCH分为0、1、2、3四种格式，分别对应PDCCH的尺寸为1、2、4、8个CCE（见表5-3）。,5.3.3 下行控制信道资源映射,（2）PDCCH的分级指示方法分级指示方法就是需要在原有的几类控制信令（见表5-4）之外，增加一类控制信令，用于指示PDCCH的结构。,5.3.3 下行控制信道资源映射,（3）PDCCH的盲检测方法进一步的问题是要对各种系统带宽定义一种统一的规则，明确表5-3中所列各种大小的CCE组的可能位置。,5.3.3 下行控制信道资源映射,（4）ACK/NACK信令的时频结构PDCCH信道内部各种信令的位

20、置是下一个需要明确的问题。下行ACK/NACK由于其和上行数据之间联系紧密，其使用的资源可以采取半静态配置。,5.3.3 下行控制信道资源映射,2PCFICH（物理格式指示信道）信道为了获得尽可能大的频率分集增益，PCFICH的16个QPSK符号分布在4个离散的REG中，相邻PCFICH REG之间相隔4个REG，以尽可能均匀地分布在6个PRB（LTE最小系统带宽支持的PRB数量）所在的带宽内，如图5-25所示。,5.3.3 下行控制信道资源映射,3PHICH（物理HARQ指示符）信道设立独立的PHICH的出发点是使ACK/NACK的传输独立于PDCCH的配置。在这种假设下，PHICH占用的O

21、FDM符号数可能采用两种配置：一是将PHICH固定在第1个OFDM符号，但这种方法可能影响PHICH的覆盖性能；二是采用静态可配的PHICH长度。,5.3.3 下行控制信道资源映射,4控制信令的调制与编码每个PDCCH承载一个MAC ID的信息，采用卷积编码，控制信令可以采用两种编码方式：Cat 1、Cat 2和Cat 3联合编码（Joint Coding），或循环冗余码校验（CRC）；Cat 1、Cat 2和Cat 3分别编码。关于下行资源分配信息的编码方式，考虑两种方法。位图（bitmap）方法。这种方法是将所有RB分成若干组（通常一个组包含一对RB），然后对每个RB组用1bit表示是否分

22、配此RB组给UE。基于块（Block-based）的方法。这种方法的出发点是考虑到很多资源实际上是连续分配的，如一次性分配5个连续的RB。,5.3.4 上行控制信道资源映射,1上行控制信令设计（1）Data-associated控制信令在LTE早期研究中，考虑了传送Data-associated控制信令的必要性。Data-associated控制信令可能与UE的上行数据同时发送，上行Data-associated控制信令的分类见表5-5。,5.3.4 上行控制信道资源映射,（2）Non-data-associated控制信令CQI和ACK/NACK属于Non-data-associated控制

23、信令。CQI用于向eNode B的调度器指示UE的信道质量，ACK/NACK指示对下行数据发送的HARQ反馈。（3）上行控制信令的传输质量目标为了指导L1/L2信令的设计，在LTE研究中明确了控制信令的传输质量目标。上行目标见表5-6。,5.3.4 上行控制信道资源映射,2上行控制信道设计针对一个UE在一个子帧内的上行参考符号、数据和L1/L2控制信令的传输，有以下3种可能的复用组合。（1）参考信号、数据和Data-associated信令复用在一起。（2）参考信号、数据、Data-associated信令和Non-data-associated信令复用在一起。（3）参考信号和Non-data

24、-associated信令复用在一起。早期LTE研究认为，对于SC-FDMA技术，为了保持单载波的低PAPR特性，应采用时分复用（TDM）进行上述三种复用，如图5-26所示。,5.3.4 上行控制信道资源映射,每个资源块内的参考信号、数据和控制信令复用如图5-27和图5-28所示（图中均以集中式资源分配方式为例）。,5.3.4 上行控制信道资源映射,如图5-28所示，Non-data-associated控制信令的传输需要考虑以下两种场景。（1）控制信令和上行数据同时发送。（2）单独发送控制信令。,5.3.4 上行控制信道资源映射,在LTE的深入研究中，除了前期考虑的在DFT（离散傅里叶变换）

25、之前将上行控制信令和数据TDM复用在一起的方案（如图5-27、图5-28和图5-29所示）之外，还提出了另一种方案，即为PUCCH保留固定的频带，如图5-30所示。,5.3.4 上行控制信道资源映射,最终确定的子帧内PUCCH结构如图5-31所示。PUCCH位于一个UE发送带宽的高、低两端，宽度为N个子载波，为12个子载波的整数倍。,5.3.4 上行控制信道资源映射,（1）多个UE的Non-data-associated控制信令之间的复用方法经过讨论，决定采用序列调制方法。如图5-32所示，CQI信息和12位的频域CAZAC序列相乘后，经过IFFT调制到时域上，其中参考信号所在的位置留出不用。

26、,5.3.4 上行控制信道资源映射,（2）一个UE内部控制信令的复用方法 多个ACK/NACK和CQI之间正交传输。具有充足的覆盖性能。有效抑制小区间干扰。很低的ACK/NACK误判概率。（3）上行信令调制编码方式ACK/NACK的调制方法确定为：1bit ACK/NACK采用BPSK传输；2bit ACK/NACK采用QPSK传输；动态调度采用BPSK或QPSK调制。,5.3.4 上行控制信道资源映射,（4）PUSCH的上行信令设计最后决定采用如图5-34所示的复用结构，ACK/NACK放置在参考符号两侧，从频谱的低端开始放置。,5.4 物理信号,5.4.1 下行物理信号与功能下行参考信号由

27、已知的参考符号构成，如图5-35所示。,5.4.1 下行物理信号与功能,1小区专用参考信号小区专用参考信号将在支持非MBSFN传输的小区中的所有下行子帧中传输。2MBSFN参考信号MBSFN参考信号只在分配给MBSFN传输的子帧中传输。MBSFN参考信号在天线端口4上传输。3终端专用参考信号终端专用参考信号用于支持单天线端口的PDSCH传输。4同步信号存在504个唯一的物理层小区ID。,5.4.2 下行物理信号资源映射,1下行参考信号时频结构在图5-35所示的方法中，由于后一时隙的第1列RS也用于本时隙的信道估计（支持RS之间的时域内插），因此这种新方法并不会提高信道估计性能。2MIMO参考信

28、号复用在图5-35所示的基本RS结构基础上，形成了图5-36所示的2发射天线MIMO RS结构。,5.4.2 下行物理信号资源映射,首先明确了4天线MIMO的RS开销不能高于15%。初步确定的4天线MIMO RS结构如图5-37所示。,5.4.2 下行物理信号资源映射,这种RS结构如图5-38所示，与图5-37中的结构不同的是天线0和天线1只保留第1列RS，而将第2列导频中原本使用的RE让给了天线2和天线3。,5.4.2 下行物理信号资源映射,4天线MIMO RS结构的修改是由RS跳频和RS Shifting技术引起的。LTE考虑采用跳频或Shifting（最终只采用了Shifting）技术抑

29、制小区干扰，如图5-39所示。,5.4.2 下行物理信号资源映射,决定改变图5-37所示的4天线RS结构，将第2、第3天线RS移到第2列OFDM符号，分别位于第0、第1天线所在的子载波，如图5-40所示。,5.4.2 下行物理信号资源映射,3eNode B间参考信号复用参考信号是数据和控制信令正确解调的基础，因此应比数据信道具有更好的小区间干扰抑制能力。相邻eNodeB的RS之间首先采用FDM复用，即占用不同的子载波组，以抑制小区间干扰。,5.4.2 下行物理信号资源映射,4小区间参考信号复用在LTE的早期研究中，曾考虑一个eNode B内不同小区的RS采用不同的正交掩码（Orthogonal

30、 Covering）实现CDM复用，相应的码设计不仅要支持一个eNode B包含3个小区的情况，也必须满足一个eNode B包含大量小区（6个或更多）的情况。5下行参考信号跳频技术下行RS的跳频技术就是在相邻的时隙或子帧之间采用不同的RS时频图案。RS的跳频从理论上说可能带来两种潜在的好处：一是可以获得更佳的频率选择性分集；二是可以实现相邻小区或eNode B的RS之间的干扰随机化，尤其是可能支持大量小区之间的低干扰RS，而且理论上不需要对跳频图案进行小区规划。,5.4.2 下行物理信号资源映射,6下行参考信号序列设计参考信号的序列设计需要满足下行数据解调、下行信道探测和小区搜索的需要，其最重

31、要的设计就是要减小与相同时频资源上其他参考序列的相互干扰。7下行参考信号的功率增强下行RS可以采用功率增强（Power Boosting）来提高信道估计的性能，但是如果采用RS Power Boosting，UE必须知道RS符号和数据符号功率的比率，只有精确地掌握这个比率，才能将通过RS获得的信道估计值准确地用于数据解调。8MBSFN参考信号设计MBSFN RS的设计有其特殊要求，在混合载波MBSFN系统的一个无线帧中，通常大部分资源用于单播业务，而只有个别子帧被用于MBSFN业务，典型的场景是在连续的单播子帧之内插有一个孤立的MBSFN子帧，这使得接收这个MBSFN子帧的终端无法像接收单播信

32、号时那样在相邻子帧的RS之间进行内插信道估计。,5.4.2 下行物理信号资源映射,由于多小区合并大大增加了多径的数量，使MBSFN信号的频率选择性远远大于单播信号，因而需要更大的RS频域密度。基于上述考虑，经过研究后采纳了图5-42所示的MBSFN RS结构（针对15kHz子载波间隔）。,5.4.2 下行物理信号资源映射,采纳了图5-43所示的7.5kHz子载波间隔DC MBSFN RS结构。从图中可以看出，考虑到子载波和符号长度的变化，这种结构的RS频域密度和时域密度和图5-42中的15kHz结构基本相同。,5.4.2 下行物理信号资源映射,9下行专用参考信号设计下行DRS的设计必须考虑如下

33、因素。（1）对公共RS的影响。（2）DRS的性能和开销。（3）小区边缘用户的性能。（4）对分布式资源分配的影响。决定采用一个PRB对插入12个DRS符号的DRS结构，如图5-44所示。,5.4.2 下行物理信号资源映射,10主同步信号资源粒子映射序列到资源粒子的映射取决于帧结构。规范中没有规定主同步信号的天线端口使用情况。对于帧结构类型1，主同步信号仅仅在时隙0和时隙10中传输。对于帧结构类型2，主同步信号将被映射到子帧1和子帧6的第三个OFDM符号上。11辅同步信号资源粒子映射序列到资源粒子的映射取决于帧结构。在一个子帧中，主同步信号与辅同步信号使用相同的天线端口。,5.4.3 上行物理信号

34、与功能,上行参考信号用于如下两个目的。（1）上行信道估计，用于eNode B端的相干检测和解调。（2）上行信道质量测量。由于上行参考信号发送是在取得上行同步后进行的，因此和下行相似，也可以设计正交的上行参考信号，用于如下目的。（1）支持UE的上行多流MIMO。（2）实现eNode B内不同UE之间的正交参考信号。,5.4.3 上行物理信号与功能,参考信号的正交性可以通过下列方法实现。（1）FDM方法。不同的参考信号在不同的子载波上发送（如图5-45所示）。（2）CDM方法。不同的参考信号在相同的子载波上发送，但采用不同的正交码（如图5-45所示）。例如，可以采用一个CAZAC序列的不同循环位移

35、来实现正交的参考信号。（3）TDM方法。不同的参考信号占用不同的时域单元。（4）上述几种方法的合并。,5.4.4 上行物理信号资源映射,1上行参考信号时频结构在LTE早期研究中设计的基于SB的RS结构如图5-46所示，即一个SC-FDMA时隙中包含6个长块（LB）和两个短块（SB）。LB用于传送数据和信令，SB用于传送RS。,5.4.4 上行物理信号资源映射,所以LTE最终决定修改前期的上行帧结构，改成图5-47所示的帧结构。,5.4.4 上行物理信号资源映射,PUSCH RS的时频结构如图5-48所示。在RS所处时隙的第4个块中，RS占满UE所有的发射带宽。,5.4.4 上行物理信号资源映射

36、,2多用户上行参考信号复用和下行在一个小区内主要采用公共RS不同，上行的多点对点网络结构导致只能采用用户专用的RS。对于那些进行集中式发送的UE，其数据是采用FDM方式在不同频带传输的，而其DM RS和数据占有相同的频带，因此不同上行集中式用户的DM RS之间天然是FDM复用的。3小区间上行参考信号复用上行参考信号除了要考虑多用户之间的复用以外，也要考虑多小区之间的复用，如果采用CDM方式来区分小区，则需要大量的序列才能满足要求。,5.4.4 上行物理信号资源映射,4MIMO上行参考信号复用LTE上行MIMO多天线的RS之间采用CDM复用。除了与单天线情况一样由于CP较短造成的性能差异外，CD

37、M可以支持对UE来说“透明的”MU-MIMO（多用户MIMO）传输，即UE不需要知道此时是单独传输，还是和另一个UE正在进行MU-MIMO配对传输。,5.4.4 上行物理信号资源映射,5信道探测参考信号（Sounding RS，SRS）（1）SRS的时频结构确定将SRS放置在一个子帧的最后一个块中。SRS的频域间隔为两个等效子载波。SRS的时频结构如图5-49所示。,5.4.4 上行物理信号资源映射,（2）SRS的频带跳频可以采用频带跳频的方式以较小的探测带宽实现整个带宽内的信道质量测量，即在某一时刻仅对一个较小的频带发送SRS进行探测，而在下一个时刻则跳到另一个频带进行探测，（3）SRS的参

38、数配置和PUSCH DM RS一样，SRS也支持循环位移版本跳转，只不过PUSCH DM RS的循环位移版本跳转总是开启的，而SRS的循环位移版本跳转功能可以开启或关闭。（4）SRS的天线选择最后，还存在一个“天线选择”问题。,5.4.4 上行物理信号资源映射,6上行参考信号序列设计（1）RS序列的产生方法关于如何将RS序列适配在有限的UE传输带宽内，考虑过多种可能的方法，包括以下几种（假设UE发射带宽内包含N个等效子载波，N为偶数）。直接使用长度为N的ZC序列。把长度为N+1的ZC序列截短成长度为N的序列。把长度为N-1的ZC序列通过循环位移形成长度为N的序列，即将N-1长度序列的第1个比特

39、复制到第N个。,5.4.4 上行物理信号资源映射,（2）RS序列跳转 序列组跳转。具体方法如图5-50所示。,5.4.4 上行物理信号资源映射,双层序列组Hopping/Shifting结构的一种典型应用场景如图5-51所示。,5.4.4 上行物理信号资源映射,序列组内的序列跳转。同一个小区内部的UE可以在分配的序列组内的两个基序列（如果系统含有6个RB以上）之间进行序列跳转，即在一个子帧的两个时隙分别使用这两个序列。循环位移跳转。循环位移跳转即在某一个基序列的循环位移版本之间进行循环位移跳转。,5.4.4 上行物理信号资源映射,（3）PUCCH RS设计基于PUCCH中的ACK/NACK信道

40、的相关工作确定了ACK/NACK信道的DM RS设计，与PUSCH的DM RS不同，ACK/NACK信道的DM RS在PUCCH所在的频带中占据一个时隙中央的2个或3个块。对于常规CP，DM RS占据7个块中的中央3个块，如图5-52所示。,5.4.4 上行物理信号资源映射,另一种PUCCH是CQI PUCCH。对于常规CP，CQI PUCCH信道的DM RS在PUCCH所在的频带中占据一个时隙中的第2个和第6个块，如图5-53所示。,5.5 物理信道,5.5.1 下行物理信道1概述LTE规范共定义了下述下行物理信道：物理下行共享信道（PDSCH）；物理广播信道（PBCH）；物理多播信道（PM

41、CH）；物理控制格式指示信道（PCFICH）；物理下行控制信道（PDCCH）；物理HARQ指示信道（PHICH）。,5.5.1 下行物理信道,2时隙结构和物理资源粒子（1）资源栅格一个时隙中传输的信号可以用一个资源栅格来描述，其大小为 个子载波和 个OFDM符号，如图5-54所示。,5.5.1 下行物理信道,一个时隙中的OFDM符号个数取决于循环前缀长度和子载波间隔，如表5-7所示。,5.5.1 下行物理信道,（2）资源粒子（3）资源块（4）资源粒子组（5）半双工FDD操作所需要的保护间隔（6）TDD操作所需的保护间隔,5.5.1 下行物理信道,3下行物理信道的一般结构下行物理信道的基带信号处

42、理，如图5-55所示。,5.5.1 下行物理信道,4物理下行共享信道E-UTRA下行共享信道（DL-SCH）的物理模型如图5-56所示。,5.5.1 下行物理信道,5物理多播信道用于承载MBMS业务的多播信道（MCH）可以看做DL-SCH信道的一种简化（其物理模型如图5-57所示），虽然仍然可以支持多层MIMO操作，但由于原则上没有上行反馈，因此只能进行开环的MIMO操作。,5.5.1 下行物理信道,6物理广播信道广播信道（BCH）对可靠性的要求最高（其物理模型如图5-58所示），因此其支持的物理层功能反而最少。,5.5.1 下行物理信道,7物理控制格式指示信道物理控制格式指示信道承载一个子帧

43、中用于PDCCH传输的OFDM符号个数（1个、2个或者3个）的信息。在一个子帧中可以用于传输PDCCH的OFDM符号个数如表5-8所示。,5.5.1 下行物理信道,8物理下行控制信道一个物理控制信道在一个或者多个控制信道粒子（CCE）上传输，其中CCE对应一个RE的集合。系统中的CCE从0开始编号。PDCCH支持表5-9所列的多种格式。,9物理HARQ指示信道PHICH信道承载HARQ的ACK/NACK。多个PHICH映射到相同的资源粒子上，形成PHICH组，其中在同一组中的PHICH通过不同的正交序列来区分，PHICH资源由序号组来表示。,5.5.2 上行物理信道,1概述上行传输使用的最小资

44、源单位叫做资源粒子（Resource Element，RE）。2时隙结构和物理资源粒子（1）资源栅格一个时隙中传输的信号可以用一个资源栅格来描述，其大小为 个子载波和 个SC-FDMA符号，如图5-59所示。,5.5.2 上行物理信道,一个时隙中的SC-FDMA符号个数取决于由高层配置的循环前缀长度，如表5-10所示。,（2）资源粒子（3）资源块,5.5.2 上行物理信道,3物理上行共享信道上行共享信道（UL-SCH）的物理模型如图5-60所示。,5.5.2 上行物理信道,PUSCH的基带信号产生流程如图5-61所示，包含如下几个步骤：（1）加扰；（2）对加扰的比特进行调制，生成复值符号；（3）传输预编码，生成复值调制符号；（4）将复值调制符号映射到RE；（5）为每一个天线端口生成复值时域SC-FDMA信号。,5.5.2 上行物理信道,4物理上行控制信道PUCCH支持多种格式，如表5-11所示。,