LTE学习笔记：物理层过程 二
LTE学习笔记 HARQ、HARQ process、HARQ information、同步异步、自适应非自适应、ACKNACK反馈、上行HARQ1
20140307 （HARQ、HARQ process、HARQ information、同步/异步、自适应/非自适应、ACK/NACK反馈、上行HARQ（1））一、HARQ介绍HARQ（Hybrid Automatic Repeat reQuest），混合式自动重传请求，是一种结合FEC（Forward Error Correction）与ARQ（Automatic Repeat reQuest）方法的技术。
FEC通过添加冗余信息，使得接收端能够纠正一部分错误，从而减少重传的次数。
对于FEC无法纠正的错误，接收端会通过ARQ机制请求发送端重发数据。
接收端使用检错码，通常为CRC校验，来检测接收的数据包是否出错。
如果无错，则发送一个肯定的确认（ACK）；如果出错，则接收端会丢弃数据包，并发送一个否定的确认（NACK）给发送端，发送端收到NACK后，会重发相同的数据。
前面介绍的ARQ机制采用丢弃数据包并请求重传的方式。
然而，虽然这些数据包无法被正确解码，但其中还是包含了有用的信息，如果丢弃了，这些有用的信息就丢失了。
通过使用HARQ with soft combining，接收到的错误数据包会保存在一个HARQ buffer中，并与后续接收到的重传数据包进行合并，从而得到一个比单独解码更可靠的数据包。
然后对合并后的数据包进行解码，如果还是失败，则再请求重传，再进行软合并。
根据重传的bit信息与原始传输是否相同，HARQ with soft combining 分为Chase combining和incremental redundancy（IR，增量冗余）两类。
Chase combining中重传的bit信息与原始传输相同；增量冗余中重传的bit信息不需要与原始传输相同。
这里我们只介绍增量冗余，因为LTE中使用的是这种机制。
在增量冗余中，每一次重传并不需要与初始传输相同。
相反，会生成多个coded bit的集合，每个集合都携带相同的信息。
LTE学习笔记：物理层过程 二
转LTE学习笔记：物理层过程二2019年06月05日10:37:14 Zimri阅读数476.测量过程物理层的测量过程一般是由高层配置和控制的，物理层只是提供测量的能力而已。
根据测量性质的不同，测量可分为同频测量、异频测量、异系统测量；根据测量的物理量不同，可分为电平大小测量、信道质量测量、负荷大小测量等。
根据测量报告的汇报方式，可分为周期性测量、事件测量等。
协议中一般根据测量的位置不同，将测量分为UE侧的测量、eUTRAN侧的测量。
6.1 手机侧测量UE侧的测量有连接状态的测量和空闲状态的测量。
手机处于连接状态的时候，eUTRAN给UE发送RRC连接重配置消息，这个消息相当于eUTRAN对UE进行测量控制命令。
这个命令包括：要求UE进行的测量类型及ID，建立、修改、还是释放一个测量的命令，测量对象、测量数量、测量报告的数量和触发报告的方式（周期性报告、事件性汇报）等。
手机处于空闲状态的时候，eUTRAN的测量控制命令是用系统消息（System Information）广播给UE的。
UE侧测量的参考位置是在UE的天线连接口处。
UE可以测量的物理量包括：RSRP（Reference Signal Received Power，参考信号接收电平）：一定频带内，特定小区参考信号RS的多个RE的有用信号的平均接收功率（同一个RB内的RE平均功率）。
RSSI（Received Signal Strength Indicator，接收信号强度指示）：系统在一定频带内，数个RB内的OFDM符号的总接收功率的平均值，包含有用信号、循环前缀干扰、噪声在内的所有功率。
eUTRAN内的RSSI主要用于干扰测量。
RSRQ（Reference Signal Received Quality，参考信号接收质量）：是一种信噪比，即RSRP 和RSSI的比值RSRP一般是单个RB的功率，RSSI可能是N个RB的功率，所以RSRQ=（N*RSRP）/RSSI。
第二章 LTE物理层解析---上行物理信道
−
i)e
j
2πik
M
PUSCH sc
i=0
k
=
0,...,
M
PUSCH sc
−1
l = 0,..., M symb
M
PUSCH sc
−1
得到了一个复数符号块
z(0),..., z(M symb
−1)
。其中
M
PUSCH sc
=
M
PUSCH RB
⋅
N
RB sc
，而
M
PUSCH RB
为
eNB
分配给
UE
的
PUSCH
(k, l)
N sRcB
RB sc
N
×
UL RB
N
l=0
k =0 l = NsUymL b −1
图 3 上行资源栅格
2.5.2.2 资源粒子
资源栅格中的每个元素为一个资源粒子（RE），并且在一个时隙中被 (k,l) 唯一标识，其
中
k
=
0,...,
N
UL RB
N
RB sc
− 1 ，l
=
0,...,
N
UL symb
LTE 协议解读
subcarrier s
subcarrier s
One uplink slot Tslot
N
UL symb
SC-FDMA
symbols
k
=
N
UL RB
N
RB sc
−1
Resource
block
N
UL symb
×
N
RB sc
resource elements
第二章 LTE物理层解析---参考信号
原文地址：第二章 LTE物理层解析---参考信号作者：LTE通信人家2.3 参考信号【完整内容，请点击这里】参考信号（Reference Signal，RS），就是常说的“导频”信号，是由发射端提供给接收端用于信道估计或信道探测的一种已知信号。
2.3.1 下行参考信号下行参考信号有以下目的。
（1）下行信道质量测量。
（2）下行信道估计，用于UE端的相干检测和解调。
下行参考信号由已知的参考信号构成，下行参考信号是以RE为单位的，即一个参考信号占用一个RE。
这些参考信号可分为两列：第1参考信号和第2参考信号。
第1参考信号位于每个0.5ms时隙的第1个OFDM符号，第2参考信号位于每个时隙的倒数第3个OFDM符号。
第1参考信号位于第1个OFDM符号有助于下行控制信号被尽早解调。
在频域上，每6个子载波插入一个参考信号，这个数值是在信道估计性能和RS开销之间求取平衡的结果，RS过疏则信道估计性能无法接受；RS过密则会造成RS开销过大。
每6个子载波插入一个RS既能在典型频率选择性衰落信道中获得良好的信道估计性能，又能将RS控制在较低水平。
RS的时域密度也是根据相同的原理确定的，每个时隙插入两行RS既可以在典型的运动速度下获得满意的信道估计性能，RS的开销又不是很大。
在参考信号的设置上的考虑主要是基于对高速移动性的支持，有兴趣大家可以参考【3】这本书里面的推算。
另外，第0参考信号和第1参考信号在频域上是交错放置的。
而且，下行参考信号的设计还必须有一定的正交性，以有效地支持多天线并行传输（最多需支持4个并行流），实际上通过在时域上错开放置第2与第3参考信号来解决这个问题。
如图：图2.3.1-1 天线端口对应的参考信号下图是摘自3GPP 36.211，不过它那个图有点问题，在单天线的时候，其实它也假设是同时存在天线端口0，1的，因此，对应到天线端口1的资源粒子是空着的，不能使用。
这有个好处就是不会对其它系统配置，比如说另外同时存在的支持两天线端口的系统的参考信号造成干扰，因此单天线端口的图应该画成如下：图2.3.1-2单天线端口资源栅格图虽然图画的有点问题，不过在协议里面有明确说明，在天线端口0的情况下，它必须假设同时存在天线端口0，1。
LTE物理层总结二-2
4.3.3 其他上下行信道的调制/解调处理4.4 传输预编码Transform precoding （DFT ）将数据依次作串并转换，变成并行的PUSCHSCM 点数据，再依次送入作PUSCHSCM 点的DFT变换。
这里指的传输预编码主要是做一个 DFT 变换，将数据变成频域数据。
The block of complex-valued symbols )1(),...,0(symb -M d d is divided into PUSCHsc symb M M sets, each corresponding to one SC-FDMA symbol. Transform precoding shall be applied according to1,...,01,...,0)(1)(PUSCH sc symb PUSCHsc 12PUSCHsc PUSCHscPUSCHsc PUSCH sc sc-=-=+⋅=+⋅∑-=-M M l M k ei M l d M k M l z M i M ikjπresulting in a block of complex-valued symbols)1(),...,0(symb -M z z . Thevariable RB scPUSCH RB PUSCH sc N M M ⋅=, where PUSCHRB M represents the bandwidth of the PUSCH in terms of resource blocks, and shall fulfilULRBPU SCH RB 532532N M ≤⋅⋅=ααα where 532,,ααα is a set of non-negative integers.输入：)1(),...,0(symb -M d d ，经过复值调制后的符号序列输出：DFT 后的symb M 点数据，以PUSCHSC M 点为一个并行单元4.5 层映射层映射和接下来的与编码过程都与MIMO 有关MIMO 技术是LTE 中采用的关键技术之一，在LTE 系统中，MIMO 传输方案大致可分为两大类：发送分集和空间复用。
LTE协议学习总结2 - 物理层
物理信道的功率加权
物理信道的调制与解调 频率与时间的同步 无线特性测量并指示给高层
多输入多输出（MIMO）天线处理
传输分集(TX diversity) 波束赋型 射频处理 (注：射频处理部分在TS 36.100系列规范中有定义)
物理层概述_总体描述
LTE物理层搜索
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 通过在频域，时域和功率域进行物理资源控制，LTE隐式地支持干扰协调。
物理层测量
UE和eNode-B对无线特性进行测量，并且上报网络中的高层。这些包括，例如用于同频和异 频切换的测量，不同无线接入技术间（RAT）切换的测量，定时测量和无线资源管理（RRM） 的测量并且支持定位。 不同RAT切换的测量用于支持GSM，UTRA FDD，UTRA TDD，CDMA2000 1x RTT 和 CDMA2000 HRPD的系统间切换。
DwPTS 和 UpPTS的长度是可配置的。
支持5ms和10ms上下行切换点，如果和TD同一个频点，就用5ms，避免干扰
帧结构_上下行配比方式
“D”代表此子帧用于下行传输，“U” 代表此子帧用于上行传输，“S”是由DwPTS、 GP和UpPTS组成的特殊子帧。
物理层概述_文档结构
Multiplexing and channel coding
36.212 复用及信道编码
Physical channels and modulation
36.211 物理信道及调制
Physical layer procedures
36.213 物理层过程
Physical layer – Measurements
LTE层2知识点总结
业务量测量报告
Radio Bearers
通过HARQ纠错ROHC
ROHC
对单PD个CPUE的逻Se辑curi信ty 道优S先ecu级rity处理
多个UE间的优先级处理（动态调度）
传输格式选择
RLC
Segm. ARQ etc
...
Segm. ARQ etc
填充
Logical Channels
ROHC Security
Radio Bearers
ROHC Security
ROHC Security
层2的主要功能
头压缩，加密 分段/串接，ARQ 调度，优先级处理，复用/解复用，HARQ
上行层2结构
PDCP
ROHC Security
ROHC Security
Radio Bearers
RLC MAC
多个SDU的串接（Concatenation） ROHC
PDCP
顺序传递上层PDU （除切换外） Security
ROHC Security
协议流程错误侦测和恢复
副本侦测 SDU丢弃
RLC
Segm. ARQ etc
.Hale Waihona Puke .Segm. ARQ etc
复位
Scheduling / Priority Handling
Radio BeaRreLrCs header RLC PDU
RLC PDU结构
RLC层结构
Logical Channels
Page 4
RLC header
AM: Acknowledge Mode UM: Un-acknowledge Mode TM: Transparent Mode TB: Transport Block SDU: Service Data Unit PDU: Protocol Data Unit
LTE完整培训资料(第六章)TD-LTE系统物理层基本过程
第六章 TD-LTE 系统物理层基本过程6.1小区搜索与同步小区搜索过程是指UE 获得与所在eNodeB 的下行同步（包括时间同步和频率同步），检测到该小区物理层小区ID 。
UE 基于上述信息，接收并读取该小区的广播信息，从而获取小区的系统信息以决定后续的UE 操作，如小区重选、驻留、发起随机接入等操作。
当UE 完成与基站的下行同步后，需要不断检测服务小区的下行链路质量，确保UE 能够正确接收下行广播和控制信息。
同时，为了保证基站能够正确接收UE 发送的数据，UE 必须取得并保持与基站的上行同步。
6.1.1配置同步信号在LTE 系统中，小区同步主要是通过下行信道中传输的同步信号来实现的。
下行同步信号分为主同步信号（Primary Synchronous Signal,PSS ）和辅同步信号（Secondary Synchronous Signal,SSS)。
TD-LTE 中，支持504个小区ID ，并将所有的小区ID 划分为168个小区组，每个小区组内有504/168=3个小区ID 。
小区ID 号由主同步序列编号 和辅同步序列编号共同决定，具体关系为。
小区搜索的第一步是检测出PSS ，在根据二者间的位置偏移检测SSS ，进而利用上述关系式计算出小区ID 。
采用PSS 和SSS 两种同步信号能够加快小区搜索的速度。
下面对两种同步信号做简单介绍。
)1(ID N )1()2(3ID ID cell ID N N N +=)2(ID N 1) PSS 序列为进行快速准确的小区搜索，PSS 序列必须具备良好的相关性、频域平坦性、低复杂度等性能，TD-LTE 的PSS 序列采用长度为63的频域Zadoff-Chu （ZC ）序列[1]。
ZC 序列广泛应用于LTE 中，除了PSS ，还包括随机接入前导和上行链路参考信号。
ZC 序列可以表示为 ]2/)1(2exp[ZCq N nl n n q j a ++−=π 其中，是ZC 序列的根指数，l N l N n ZC ,},1,...1{∈−∈}1,...1{−∈ZC q N a 可以是任何整数，为了简单在LTE 中设置l=0。
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转LTE学习笔记：物理层过程二2019年06月05日10:37:14 Zimri阅读数476.测量过程物理层的测量过程一般是由高层配置和控制的，物理层只是提供测量的能力而已。
根据测量性质的不同，测量可分为同频测量、异频测量、异系统测量；根据测量的物理量不同，可分为电平大小测量、信道质量测量、负荷大小测量等。
根据测量报告的汇报方式，可分为周期性测量、事件测量等。
协议中一般根据测量的位置不同，将测量分为UE侧的测量、eUTRAN侧的测量。
6.1 手机侧测量UE侧的测量有连接状态的测量和空闲状态的测量。
手机处于连接状态的时候，eUTRAN给UE发送RRC连接重配置消息，这个消息相当于eUTRAN对UE进行测量控制命令。
这个命令包括：要求UE进行的测量类型及ID，建立、修改、还是释放一个测量的命令，测量对象、测量数量、测量报告的数量和触发报告的方式（周期性报告、事件性汇报）等。
手机处于空闲状态的时候，eUTRAN的测量控制命令是用系统消息（System Information）广播给UE的。
UE侧测量的参考位置是在UE的天线连接口处。
UE可以测量的物理量包括：RSRP（Reference Signal Received Power，参考信号接收电平）：一定频带内，特定小区参考信号RS的多个RE的有用信号的平均接收功率（同一个RB内的RE平均功率）。
RSSI（Received Signal Strength Indicator，接收信号强度指示）：系统在一定频带内，数个RB内的OFDM符号的总接收功率的平均值，包含有用信号、循环前缀干扰、噪声在内的所有功率。
eUTRAN内的RSSI主要用于干扰测量。
RSRQ（Reference Signal Received Quality，参考信号接收质量）：是一种信噪比，即RSRP 和RSSI的比值RSRP一般是单个RB的功率，RSSI可能是N个RB的功率，所以RSRQ=（N*RSRP）/RSSI。
RSRQ测量用于基于信道质量的切换和重选预判。
UE处于空闲状态时，进行小区选择或重选一般使用RSRP；而UE处于连接状态进行切换时，通常需要比较RSRP和RSRQ。
如果仅比较RSRP可能导致频繁切换，仅比较RSRQ 虽可减少切换次数，但可能导致掉话。
RSTD（Reference Signal Time Difference，参考信号时间差）：UE接收到的两个相邻小区发送的、同一子帧的时间差。
6.2 基站侧测量参考位置在天线的接口处，一般会指明是发射天线还是接收天线。
总结如下表7.共享信道物理过程LTE的物理共享信道是业务数据承载的主体。
他还顺便帮忙携带一些寻呼消息，部分广播消息，上下行功控消息等。
物理共享信道主要包括PUSCH和PDSCH。
这两个共享信道的物理层过程主要做三件事：数据传输、HARQ和链路自适应。
数据传输过程中出错了怎么办？这就需要HARQ过程来解决；数据传输过程还需要根据无线环境自适应调制传输方式。
7.1 数据传输过程数据传输就是把要传送的数据，放到LTE视频资源上，通过天线发射出去，然后接收端在特定的时、频资源上将这些数据接收下来。
不管是下行还是上行数据传输，干活的人不一样，分别是PDSCH、PUSCH，但负责协调调度的人是一样的，都是PDCCH。
PDCCH携带的信息有时、频资源的位置，编码调制方式，HARQ的控制信息等。
基站是上下行资源调度的决策者，他通过PDCCH控制上下行数据传输。
通过PDCCH的格式控制，PDSCH和PUSCH可以传送多种类型的数据。
系统需要配置PDCCH参数来决定如何分配和使用资源，主要依据以下因素：（1）QoS参数（2）在eNodeB中准备调度的资源数据数量（3）UE报告的信道质量指示（CQI）（4）UE能力（5）系统带宽（6）干扰水平下行方向，在长度为1ms的子帧结构中，1~3个符号传送协调调度信息（PDCCH），剩余的符号传送数据信息（PDSCH）。
也就是说调度信息和对应的数据信息可以位于同一个子帧内。
在下行数据接收的时候，终端不断检测PDCCH所携带的调度信息。
发现某个协调调度信息属于自己的，则按照协调调度信息的指示接收属于自己的PDSCH数据信息。
在上行方向，终端需要根据下行的PDCCH的调度信息，进行上行数据的发送。
由于无线传输和设备处理都需要时间，因而下行的PDCCH和上行的PUSCH之间存在时延。
对于FDD，这个时延固定为4ms，即4个子帧，如图所示。
对于TDD模式，时延和上下行时隙的比例有关，但也必须大于等于4ms。
上行数据在发送之前，终端需要等待基站给自己的下行协调调度信息，发现自己允许传输数据，则在PUSCH上发送自己的数据。
对于某些较规律低速业务，如VoIP，在LTE中为了降低PDCCH信令开销，定义了半持续调度（Semi-Persistent Scheduling，SPS）的模式。
半持续调度的主要思想是对于较规则的低速业务，不需要每个子帧都进行动态资源调度。
可以按照一次指令的方式，工作较长时间，从而节省信令开销。
7.2 盲检测过程eNodeB针对多个UE同时发送PDCCH，终端如何保证接收到属于自己的控制信息，又不给系统带来过多开销？答案是终端需要不断检测下行的PDCCH调度信息。
但在检测之前，终端并不清楚PDCCH传输什么样的信息，使用什么样的格式，但终端知道自己需要什么。
有哪些我不知道，有哪些需要我知道，在这种情况下只能采用盲检测的方式。
了解盲检测之前先了解两个概念：RNTI和DCI。
RNTI（Radio Network Temporary Identifier，无线网络临时标识）是高层用来告诉物理层，需要接收或者发送什么样的控制信息。
根据不同的控制消息，RNTI可以表示为X-RNTI。
（1）SI-RNTI（System Information RNTI）：基站发送系统消息的标识。
（2）P-RNTI（Paging RNTI）：基站发送寻呼消息的标识。
（3）RA-RNTI（Random Access RNTI）：基站发送随机接入响应的标识，用户用来发送随机接入的前导消息。
（4）C-RNTI（Cell RNTI）：基站为终端分配的用于用户业务临时调度的标识。
（5）TPC-PUCCH-RNTI（Transmit Power Control PUCCH RNTI）：PUCCH上行功率控制信息标识。
（6）TPC-PUSCH-RNTI：PUSCH上行功率控制信息标识。
（7）SPS C-RNTI（Semi-Persistent Scheduling RNTI）：半静态调度时，基站为终端分配的用于用户业务临时调度的标识，用法和C-RNTI一样。
（8）M-RNTI（MBMS RNTI）：基站为终端分配的用于MBMS业务临时调度的标识。
为提高终端RNTI的效率，根据RNTI属性的不同，将其分在两个不同的搜索空间中：公共搜索空间（Common Search Space）和UE特定的搜索空间（UE Specific Search Space）。
前者每个UE都可以在此查找相应的信息；后者UE只能在属于自己的空间中搜索空间信息。
SI-RNTI、P-RNTI、RA-RNTI属于公共搜索空间的信息；其他RNTI属于UE特定的搜索空间的信息。
UE使用X-RNTI对PDCCH进行盲检测，X-RNTI如同开启PDCCH的钥匙。
UE既要查看公共搜索空间，又要查看UE特定搜索空间。
终端要使用SI-RNTI、P-RNTI、RA-RNTI等公共钥匙查看公共搜索空间；基站为终端分配了C-RNTI、TCP-PUCCH-RNTI等私人钥匙，来开启自己的私人空间。
DCI（Downlink Control Information，下行控制信息）有上行资源调度信息、下行资源调度信息、上行功率控制信息。
一个DCI对应一个RNTI。
每个UE在每一个子帧中只能看到一个下行控制信息（DCI）。
针对不同的用途，物理层设计了不同的DCI格式。
根据调度信息的方向（上行or下行）、调度信息的类型（Type）、MIMO传输模式（Mode）、资源指示方式的不同，定义了不同的DCI格式，如图时、频资源指示是告诉终端，信息被放在了什么位置。
协议定义了3种时频资源的指示方式：Type0、Type1、Type2。
Type0、Type1采用时、频资源分组。
Type2是以资源起始位置，加上连续时、频资源块的长度，来定义时、频资源占用的位置的。
这种方式无须指示RB位置，信令开销小，但只能分配连续的VRB。
X-RNTI和DCI就是PDCCH通过加扰和CRC穿在身上的外衣，携带了很多标识自己特性的信息，可以让终端方便地识别出属于自己的、自己所需的控制信息。
终端就是根据这些控制信息的指示，在PDSCH信道上的特定时、频资源上，把属于自己的下行数据取下来；同时终端按照这些控制信息的要求，在PUSCH相应的时频资源上用一定的功率把上行信息发出去。
基站要寻呼UE，就要通过P-RNTI标识PDCCH，并指示DCI。
UE会用P-RNTI解码PDCCH，并根据DCI的信息，在PDSCH上找到下行寻呼数据。
在随机接入过程中，UE会在特定的时、频资源上发送一个前导码Preamble；基站根据收到PARCH消息（包括前导Preamble）的时、频资源位置推算RA-RNTI，并用该RA-RNTI 标识PDCCH，然后发送随机接入响应，该响应中包含基站为终端分配的临时调度标识号TC-RNTI（Temporal C-RNTI）。
当随机接入成功后，便将TC-RNTI转正为C-RNTI。
基站与终端建立连接后，通过C-RNTI或SPS-RNTI对PDCCH进行标识。
终端对PDCCH 察言观色，进而获得上下行调度信息。
7.3 HARQ重传合并机制HARQ（Hybrid Automatic Repeat reQuest，混合自动重传请求）技术是自动重传请求（ARQ）和前向纠错（Forword Error Correction，FEC）两种技术的结合。
所谓混合（Hybrid），即指重传和合并技术的混合。
LTE知错就改的基站就是基于重传和合并。
ARQ是重传，但系统对错误的忍耐有限度，于是定义了最大重传次数。
不但要重传，收到两次或多次重传的内容还要比对起来看。
合起来看，试图把正确的内容尽快找出来，以便降低重传次数。
这就是FEC技术。
HARQ的重传机制有三种：（1）停止等待（Stop-And-Wait，SAW）（2）回退（3）选择重传。
停止等待协议是发送每一帧数据后，等待接收方的反馈应答ACK/NACK。
一旦接受方反馈数据错误的NACK，发送方就需呀重发该数据，直到接收方反馈确认无误（ACK）后才发送新数据，如图所示。