TD-LTE_下行物理信道

LTE-FDD全双工 LTE-FDD半双工:类似GSM
LTE-TDD
LTE帧结构
TDD帧结构（与FDD基本相同）
一个无线帧为10ms，包括两个半帧half-frame； 一个半帧有5个子帧(1ms)，一个无线帧有10个子帧subframe； 子帧分为普通子帧和特殊子帧（子帧1和子帧6是特殊子帧）。 一个子帧有两个Slot，（一个帧有20个slot）
Normal CP：一个Slot有7个Symbol Extended CP：一个Slot有6个Symbol Extended CP因为每个Symbol前的CP保护时长较大，更抗干扰； MCC要求使用Normal CP
Subframe
LTE帧结构－Symbol
在时间轴上的最小传输单元
数据流 b
加扰
扰码 c
LTE下行物理信道处理－调制
调制
QPSK、16QAM、64QAM 越高阶调制，需要的信噪比越要好
LTE下行物理信道处理－层映射
层映射Layer Mapping
把调制后的数据流（codeword）分配到不同的层上。 体现MIMO功能
LTE下行物理信道处理－预编码
LTE帧结构
7种TDD帧类型
从0-6一共7种帧类型（类似TD-SCDMA） MCC要求使用类型1、2。（即2:2和3:1）（即每半帧5ms一次 重复）
LTE帧结构
Slot格式（Normal CP、Extended CP）
每个子帧有两个Slot， Slot有两种方式：Normal CP、Extended CP
LTE下行物理信道处理－以及三个概念
LTE的下行处理：
将输入的codeword（码字）处理－－－》映射到层－－－－》 在不同的天线port上发射
Code word
层
天线端口
LTE下行物理信道处理－加扰
扰码
是信号随机化，在接收端用相同方式解扰； 经过基站侧加扰、UE侧解扰，让UE只解本小区和自身相关的 数据； PDSCH扰码使用了金码（Gold Code，良好自相关性，三值特 性） 在扰码公式中有UE的RNTI（UE临时标示号）、小区的小区识 别码504个：168个基站，每个基站3个小区（进行复用，小区 规划时候使用）。
下行同步信号－PSS
主同步信号PSS在资 源格中的位置
在频率中心（DC）位置 两边：一共占6个RB的频 带宽度（两边空5个RE）， 62个子载波 在时间轴上位置： subframe1(slot2)， subframe6(slot 12)的第 三个symbol。（在特殊 子帧的DwPTS位置）
RE、RB、每个RB的大小
RE （一个Symbol、 1个子载波组成的资 源块的最小单元）
一个RB占的时间是一个slot， 即7个symbol
一个RB占的频带是 12X15=180k
RB（12个子载波、7个symbol （1slot）组成的单元）
RB pair：一个用户传输数 据的最小单元；一个RB pair中只能有一个用户的数 据
特殊子帧
DwPTS：下行发送（数据、或控制信息） GP：上下行的保护间隔 UpPTS：上行发送
LTE帧结构－特殊子帧配置
特殊子帧配置
GP长度不同，覆盖距离不同； MCC要求使用第5、7两种方式；（不同配置影响：1、GP长度 不同（覆盖范围不同）2、下行数据容量不同）
LTE资源方格Resource Grid
在使用UE specific RC的时候，完全可以在所有的物理天线上都是用相同的RS，这 样在UE侧通过信道估计就只会分辨出一个antenna port 5
eNB有一个天线，上面的参考信号如下图所示。 UE通过参考信号可以知道这个基站有一个天线。 这个基站的天线就是Port 0
eNB有二个天线，上面的参考信号如下图所示。 UE通过参考信号可以知道这个基站有二个天线。 这个基站的天线端口分别就是Port 0，port 1
预编码－降低误码率，提高精度（分集、MIMO、 波束赋形三种方式的具体实现，包括7种天线传 输模式）
例如天线模式4＝闭环空间复用＝SU-MIMO：在天线发送前， 利用UE的反馈信息，对数据按照信道的情况进行相位、幅度、 延迟等进一步处理，采用矩阵的算法。－能够提高系统传输性 能、降低误码；
UE 这样的处理过程就 是”precoding，预编 码“ UE根据RF环境 Codebook中选择一 个相位调整方法， Z1…Z4可以灵活调 整。
天线参考信号 RS PDSCH PDCCH PCFICH PHICH
下行与系统进行同步； PSS主同步信号：使用Zadoff Chu序列产生，用于区别扇区号 SSS次同步信号：使用伪随机序列产生，用于区别基站
下行同步信号
LTE下行物理信道处理－预编码
7种天线模式
发射分集： 提高发射可 靠性
MIMO：提 升数据速率
波束赋形
LTE下行物理信道处理－资源块映射
用户数据如何放置在RB中
先放置频率列，然后放置符号列 在用户数据填充过程中，避开参考信号、控制信道的RE占用；
LTE下行物理信道处理
下行物理信道的产生是一样的，只是在每个过 程具体方式上不同；
1,3,5,7,9…
1,2,3,4,5,6,7,8…
有两个发射天线，采用发射分集方 式。一个天线发送偶数位，另一个 发送奇数位－－这两个天线有2个 Layer。（但是只有一个codeword）
2,4,6,8,10….
LTE下行物理信道处理－以及三个概念
天线端口Annenta Port ：天线端口和物理天线不一定是一一对应
LTE下行物理信道处理－以及三个概念
eNB有四个天线，上面的参考信号如下图所示。UE通过参考信号可以知道这个基站 有二个天线。这个基站的天线端口分别就是Port 0，port 1，port2, port 3
下面是智能天线的例子，有四个天线组成智能天线，所有的物理天线上使用相同的参考 信号。那么这个基站有一个port， 定义为port 5（智能天线的端口）
LTE帧结构－总结
1 frame＝2 half frame 1 frame＝10 subframe＝20slot 1 subframe＝2 slot 1 slot＝7 symbol Symbol是在时间域上的最小单元（subcarrier是频率域上最小 单元）
LTE帧结构－特殊子帧
62个子载波 （6个RB）
总LTE带宽
下行同步信号－PSS
PSS作用
UE可以识别扇区号（使用ZC特性） 实现子帧同步和slot同步（利用PSS在子帧、slot的位置）
下行同步信号－SSS
次同步信号（SSS）
SSS利用伪随机码进行扰码（一个码产生168种（即168个基站 号）的偏移），UE侧进行码间计算，信号最强的就是基站ID。 （同CDMA的512个PN的方式） SSS在资源块频带的位置：同PSS SSS在时域位置：slot1和slot11的最后一个symbol上
Symbol结构 Normal CP情况下每个Slot有7个Symbol Symbol前面的CP越长，抗干扰能力越好（码间干扰ISI）
Symbol
LTE帧结构－Symbol
在时间轴上的最小传输单元
Symbol前面的CP越长，抗干扰能力越好（码间干扰ISI） Normal CP中有7个Symbol，Extended CP有6个Symbol。相 比来讲Extended CP 抗码间干扰能力更好，容量会下降；
a,b,c,d,e,f,g,h…
左图的4X2 MIMO方式， 同时也有发射分集。在 这个里面有2个 codeword，4个天线层 （layer）。
LTE下行物理信道处理－层映射
层 layer
层：一个层可以包括几个物理天线，不同的层就是天线上传输 的数据是不同的； 不同的层的天线发送的数据是不同的，如果所有发送的数据相 同，那么都属于一个天线层 一个数据流（码字，codeword）可以使用几个层来传输
RB的数量
不同的LTE带宽有不同的RB频率轴的数量；例如20M有100个 RB，1.4M有6个RB； 按照计算20M应该有20M/180K=110RB数量，10个RB的带宽 作为保护带。
20M带宽， 110RB 1 RB
5个RB保护带
f
LTE下行物理信道处理－以及三个概念 以PDSCH为例介绍下行处理过程，三个 概念
下行同步信号
LTE小区、基站规划：168个基站（SSS来区分基站号），每个 基站3个扇区（PSS区分扇区）。一共504个小区（PCI－ Physical Cell Identifier ），在LTE系统中进行复用。 也就是LTE的扰码（PCI）规划。
下行同步信号－PSS
主同步信号
Zadoff Chu特性：相同根序列自相关良好，互相关为0；不同根 的互相关为0； PSS公式：就是Zadoff Chu的公式（满足ZC的特性） 根序列u是三个扇区的值（即三个扇区号作为根：扇区1根值： 25、扇区2根值为29、扇区3根值为34） UE判断扇区方法：UE分别使用不同三个不同根（25、29、34） 的序列和接收到的PSS进行相关运算，得出最强的信号就能判 断是第几个扇区。
的关系，Port是一个逻辑概念，用于帮助UE区分天线。 天线端口和LTE天线的参考信号RS是对应的：
其实对于UE而言，eNB侧有几根物理天线并不重要，重要的是获得从每一个antenna port到UE的一根天线之间的信道状态信息。 在使用Cell specific RS的时候可以在每一个物理天线上分一个RS，这样在UE侧可以 通过信道估计辨别出antenna port 0, 1, 2, 3
码字codeword：不同的码字区分不同的数据流，如果两个码字就是两个数据