LTE(FDD)下行物理层协议解析

1、2021/8/1412021/8/142LTE FDD下行物理层协议解析下行物理层协议解析LTE系统部系统部 杨卓杨卓 200807252021/8/1432021/8/144基本概念 OFDM原理（略） 帧结构 物理资源 LTE的带宽2021/8/1452021/8/146物理资源物理资源问题：什么是资源？问题：什么是资源？（时间、频率、功率、（时间、频率、功率、码字、空间）码字、空间）DLsymbNRBscN2021/8/147RBscNDLsymbNkHz 15fkHz 15fkHz 5 . 7fConfigurationNormal cyclic prefix127Extended c

2、yclic prefix62432021/8/148LTE的带宽DLmax,RBDLRBDLmin,RBNNNDLmax,RBDLRBDLmin,RBNNN6DLmin,RBN110DLmax,RBN信道带宽信道带宽 BWChannel （MHz）1.43 5101520NRB615 2550751002021/8/149下行信道概述LTE下行链路主要包括如下几种物理信道：物理控制格式指示信道（PCFICH）物理广播信道（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协议暂不支持）以及两个物理层信号：RS（

3、导频信号）P（S）-SCH（同步信号）2021/8/1410固定位置的信道RSP（S）SCHPBCHPCFICH（相对固定）信道映射的顺序固定位置信道（RS、P（S）SCH、PBCH、PCFICH）PHICHPDCCHPDSCH下行信道概述2021/8/14112021/8/1412说明：本图为了显示资源分配的效果，每个小方格表示的是一个符号的时域长度12个子载波的资源，不是RE也不是RB2021/8/1413为什么要分组？分组的原则是什么？资源分组的概念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资源单元组（resource-

4、element group）用来定义控制信道到资源单元的映射 2021/8/14152021/8/1416 CCE用于PDCCH的分配 PDCCH的分配在PCFICH和PHICH之后 一个CCE对应9个REG，CCE编号从0开始累加向上 CCE的总个数由PDCCH占用符号数确定 2021/8/1417 RBG用于业务信道的资源分配 一个RBG是一组RB组成 分组的大小和系统带宽有关 主要用于Type0的资源分配 用bitmap表示DLRBNSystem BandwidthRBG Size(P)10111 26227 63364 11042021/8/1418控制信道和信号（RS） 物理广播信道

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的频域位置为直流附近的72个子载波。实际上只占了62个子载波，其他10个不放同步序列。P-SCH在一个无线帧中有两个，这两个是完全一样的。时域位置为第0个slot的倒数第一个符号；第10个slot的倒数第一个符号。S-SCH在一个无线帧中也有两个，而这两个同步符号是有差别的。时域位置为第0个slot的倒数第二符号；第10个slot的倒数第二个符号。2021/8/1420PSCH2021/8/

6、1421 SSCH (1)IDN决定SSCH的码字，(1)IDN共有168个小区ID (2)ID(1)IDcellID3NNN小区ID 个数168*35042021/8/1422 23161,.,0 ,RBscDLRB,NNnknndalk66,.63,62, 1,.,4, 5231RBscDLRBnNNnkSCH的映射2021/8/1423SCH的作用：UE的小区搜索时域示意图问题：为什么主同步码的标识比副同步码的标识个数要少很多？2021/8/1424（RS）下行定义了三种参考信号： 小区参考信号（Cell-specific Reference Signals），对应非MBSFN传输。 M

7、BSFN参考信号（MBSFN Reference Signals），对应MBSFN传输。 UE参考信号（UE-specific Reference Signals）。2021/8/1425 2021/8/1426Normal CP下单天线口下单天线口的导频图样的导频图样 Normal CP下下两天线口的导两天线口的导频图样频图样 2021/8/1427Normal CP下四天线口的导频图样下四天线口的导频图样 2021/8/1428 导频用于信道估计 问题：导频为什么在时频域散布？（无线信道的频率选择性和时间选择性）2021/8/1429物理广播信道(PBCH) BCH的内容 ： PBCH承载

8、BCH包含的系统信息，系统信息包括下行系统带宽、系统帧序号(SFN)、PHICH持续时间以及资源大小指示信息 PBCH的传输 4 OFDM symbols per PBCH burst in each sub-frame #0 PBCH TTI ： 40ms2021/8/1430物理广播信道(PBCH)一些数据传输的概念： TTI（ transmission time interval ） 传输块（TB) 无线帧映射2021/8/1431物理广播信道资源单元映射2021/8/1432PBCH数据量大小的计算举例一个10ms内占用RE的个数为： 2407242424 40ms内占用RE的个数为：

9、 9602404加绕前数据块大小为： 19209602传输块集合：TBS2021/8/1433物理控制格式指示信道(PCFICH) 每个子帧中都发射PCFICH，eNodeB通过PCFICH将一个子帧中PDCCH占用的OFDM符号数通知给UE，这个OFDM符号数由CFI来指示 ，CFI可以取值为CFI = 1,2,3,4（4保留）处理过程：2021/8/1434PCFICH物理资源单元映射 2021/8/1435物理HARQ指示信道(PHICH) PHICH承载eNodeB对上行发射信号做出的NAK/ACK响应信息 在一个子帧中，PHICH持续时间主要有两种，一是短PHICH，另一种是长PHI

10、CH。这个持续时间在PBCH中利用1bit来指示 在下行的每个子帧中，都需要发射PHICH，而且可以同时发射多个PHICH组。定义一个PHICH组由多个映射到相同RE中的PHICH 2021/8/1436PHICH的组织结构 组的概念),(seqPHICHgroupPHICHnn2021/8/1437PHICH处理流程2021/8/1438物理下行控制信道(PDCCH) PDCCH承载调度以及其他控制信息，具体包含传输格式、资源分配、上行调度许可、功率控制以及与上行传输相关的ACK/NACK等信息。这些信息可以组成多种控制信息(DCI)格式，被映射到每个子帧的最先的前n（n 4）个OFDM符号

11、中，n的具体取值由PCFICH信道中的CFI来指示。 在一个子帧中，可以同时传输多个PDCCH，一个UE可以监听一组PDCCH。每个PDCCH在一个或者多个控制信道单元(CCE)中发射，通过集成不同数目的CCE可以实现不同的PDCCH编码码率。 PDCCH支持4种物理层格式，分别占用1、2、4、8个CCE2021/8/1439PDCCHDCI格式和内容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处理流程图2021/8/1441DCI Format02021/8/1442DCI format12021/8/1443DCI的使用UE的传输模式 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处理流程2021/8/1446PDSCH资源分配DLRBNSystem BandwidthRBG Size(P)10111 26227 63364 11042021/8/1447多天线 发射分集2021/8/1448发射分集层映射发射分集的codeword为1层数等于天线数2021/8/1449发射分集预编码两天线：2021/8/1450发射分集预编码4天线2021/8/1451空间复用空间复用Codeword个数等于1或者2层数小于等于天线数2021/8/1452空间复用层映射2021