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1、LTE物理下行信道精讲华为技术有限公司HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.版权所有侵权必究刖百本文系LTE物理层精讲3篇系列文档中一篇，另外两篇文档分别为LTE物理上行信道精讲和LTE物理层过程精讲。本系列文档，重在提升工程师的理论水平，从“知其然”到“知起所以然”，为LTE工程师从“产品级工程师”走向“网络级工程师”，从“应用型工程师”走向“系统级工程师”，提供切实的理论基础。本文并不直接针对技术业务实施进行指导，却能大大升华工程师的技术水平。本文以3GPP协议和相关Internet共享资料为参考，然后从一个学习者角度对相应内容进行阐述，力求对整体逻辑编排、文字描述做到清晰简
2、单。学习本文，读者可免去协议中众多的细节，却又不失深度的掌握整个下行信道系统，大大提升学习效率。由于作者水平有限，写作中不免错误之处，敬请指正。Email:关键词LTE，物理信道，参考信号，物理资源标识RBNsc（一个资源块中包含的子载波数）NRDBL（下行链路中包含的资源块数）DLNsymb（下行链路中包含的符号数）NIcDell（物理层小区标识）参考资料36211-a00InternetContents错误!未定义书签 错误！未定义书签1简介(Overview)1.1 物理彳t道1.2 物理彳t号错误！未定义书签2时隙结构和物理资源粒子(Slotstructureandphysicalre
3、sourceelements)错误2.1 资源栅格(Resourcegrid)错误!未定义书签2.2 资源粒子(Resourceelement)错误！未定义书签2.3 资源块(Resourceblocks)错误！未定义书签2.4 资源粒子组(Resource-elementgroups)错误！未定义书签344.14.24.34.44.54.6下行物理信道处理(Downlinkphysicalchannelprocessing).错误！未定义书签下行物理信道(Downlinkphysicalchannels)错误！未定义书签物理下行共享信道(Physicaldownlinksharedchann
4、el)错误！未定义书签物理多播信道(Physicalmulticastchannel)错误！未定义书签物理广播信道(Physicalbroadcastchannel)错误！未定义书签物理控制格式指示信道(Physicalcontrolformatindicatorchannel)错误！未定义书签物理下行控制信道(Physicaldownlinkcontrolchannel)错误！未定义书签物理混合ARQ才旨示信首(PhysicalhybridARQindicatorchannel)错误！未定义书签2.5 参考信号(Referencesignals)错误！未定义书签5.1 小区专用参考信号(Ce
5、ll-specificreferencesignals,CRS)错误！未定义书签5.2 多播单频网参考信号(MBSFNreferencesignals,MBSFN-RS).错误！未定义书签5.3 UE专用参考信号(UE-specificreferencesignals,UE-RS)错误！未定义书签5.4 定位参考信号(Positioningreferencesignals,PRS)错误！未定义书签5.5 信道状态信息参考信号(CSIreferencesignals,CSI-RS)错误！未定义书签6同步信号(Synchronizationsignals)错误！未定义书签6.1 丰同步信号(Pri
6、marysynchronizationsignals,PSS)错误！未定义书签6.2 第二同步信号(Secondarysynchronizationsignals,PSS)错误！未定义书签1总体介绍(Overview)1.1 物理信道下行物理信道对应于一组资源粒子(RE),这些RE承载有来自上层的信息。这些信道包括：PhysicalDownlinkSharedChannel(PDSCH),PhysicalBroadcastChannel(PBCH),PhysicalMulticastChannel(PMCH),PhysicalControlFormatIndicatorChannel(PCFI
7、CH),PhysicalDownlinkControlChannel(PDCCH),PhysicalHybridARQIndicatorChannel(PHICH).1.2 物理信号下行物理信号对应于一组资源粒子(RE),这些RE不承载来自上层的信息。这些信号包括：Referencesignal,Synchronizationsignal在下行参考信号(Referencesignal)中，包括三种类型的下行参考信号(Rel8)：( 1) 小区专用参考信号(cell-specificRS)：小区专用参考信号有下行信道质量测量和下行信道估计(UE以此进行相干检测和解调)两个作用。在每一个非MBSF
8、N的子帧上传输。同时，其放置的位置不同，也会表征不同的antennaport。( 2) MBSFN参考信号：在MBSFN子帧中传送。在多播业务情况下，用于下行测量，同步，以及解调MBSFN数据，。( 3) UE专用参考信号：终端专用参考信号只在分配给传输模式7(transmissionmode)的终端的资源块(ResourceBlock)上传输，在这些资源块上，小区级参考信号也在传输，这种传输模式下，终端根据终端专用参考信号进行信道估计和数据解调。终端专用参考信号一般用于波束赋形(Beamforming)，此时，基站(eNodeB)一般使用一个物理天线阵列来产生定向到一个终端的波束，这个波束代
9、表一个不同的信道，因此需要根据终端专用参考信号进行信道估计和数据解调。2 时隙结构和物理资源粒子(Slotstructureandphysicalresourceelements)2.1 资源栅格(Resourcegrid)在每个时隙(slot)中传送的信号由ND：*N詈个子载波和NsDmb个OFDM符号中的一个或者多个资源格(resourcegrid)表示。min,DLDLmax,DLmin,DLmax,DLNRmBin,DLNRDBLNRmBax,DL(NRB6andNRB110)DownlinkresourcegridConfigurationNormalcyclicprefix127E
10、xtendedcyclicprefix6243Physicalresourceblocksparameters.天线端口(Antennaport)概念：传输的逻辑端口，它可以对应一个或者多个实际的物理天线。天线端口是从接收机角度来定义的，即，如果接收机区分来自不同空间位置的信号，就需要定义多个天线端口；相反，如果接收机对来自不同空间位置(如多个物理天线)的信号不加以区分(也就是说多个物理天线同时传输相同内容的数据，对于终端来看，它不会去区分来自哪个或者哪几个物理天线，而认为是一个逻辑天线端口发射的数据)，就只需定义一个天线端口。每个天线端口使用一个Resourcegrid用于传送参考信号。天线
11、端口使用的参考信号就标识了这个天线端口。天线端口的使用取决于小区中参考信号的配置，具体如下：(1) 小区专用参考信号(Cell-specificreferencesignals)可分别在1、2、4个天线端口配置(p0,p0,1,p0,123)下传送。LTE(Rel.8)中支持至多4个小区专用参考信号，天线端口0和1的参考信号位于每个Slot的第1个OFDM符号和倒数第3个OFDM符号。天线端口2和3的参考信号位于每个Slot的第2个OFDM符号上。在频域上，对于每个天线端口而言，每6个子载波插入一个参考信号，天线端口0和1以及天线端口2和3在频域上互相交错，正常CP情况下，1,2和4个天线端口
12、的RS分布如下图所示。一个时隙中的某一资源粒子，如果被某一天线端口上用来传输参考信号，那么其他天线端口必须将此资源粒子设置为0,以降低干扰。在频域上，参考信号密度是在信道估计性能和系统开销之间求平衡，参考过疏则信道估计性能(频域的插值)无法接受；参考过密则会造成RS开销过大。参考信号的时域密度也是根据相同的原理确定的，即，需要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。从上图还可以看到，参考信号2和3的密度是参考信号0和1的一半，这样的考虑主要是为了减少参考信号的系统开销。较密的参考信号有利于高速移动用户的信道估计，所以，如果小区中的存在较多的高速移动用户，则不太可能使用4
13、个天线端口进行传输。(2) 多播单频网参考信号(MBSFNreferencesignals)在天线端口(p4)上传送。(3) UE专用参考信号(UE-specificreferencesignals)在天线端口(p5,p7,p8,或者oneorseveralofp7,8,91011121314)传送。(4) 定位参考信号(Positioningreferencesignals)在天线端口(p6)上传送。(5) 信道状态信息参考信号(CSIreferencesignals)支持1、2、4、8个天线端口的配置，在天线端口(p15,p15,16,p15,18andp15,，22)上传送。2.2 资源
14、粒子(Resourceelement)在资源栅格中，每一个天线端口P的单元被称作资源粒子(resourceelement),用k,l在一个slot中来唯一标识，其中，k0,.,NDBNscB1andl0,.,NsD*1,分别表示频域和时域。天线端口P上的资源粒子用复合数ak,p)来表示，通常去掉P。2.3 资源块(Resourceblocks)资源块用以物理信道向资源粒子(RE)的映射，包括物理资源块(PRB)和虚拟资源块(VRB)。物理资源块在时间域上用NDLmb个连续的OFDM符号和频域上NscB个连续的子载波来表示。一个物理资源块就是NsyLmbXNRB,通常对应一个slot和180kH
15、z频宽。在频域上，物理、，0、-rr_，一一一rClk资源块从谕3到Nrb1,其与resourceelement(k,l)的关系为：piprb-rb。Nsc虚拟资源块包括两种类型：Virtualresourceblocksoflocalizedtype(集中式虚拟资源块)和Virtualresourceblocksofdistributedtype(分布式虚拟资源块)。虚拟资源块编号nVRB表示一个子帧中两个时隙上的一对虚拟资源块。集中式虚拟资源块直接映射到物理资源块上,所以，nPRBnVRB,nVRB从0到Nvrb1,其中NvrbNrb。分布式虚拟资源块通过以下表格向物理资源块进行映射(图示中，当系统带宽在50RB以下时，系统只有一种Gap选择;当系统带宽在50RB及其以上时，系统可以有两种Gap选择，具体选用哪种Gap,将有下行调度指配中指定。)。Gap是指一个编号下的第一个虚拟资源块映射到第一个slot的PRB后，第二个虚拟资源块在向第二个slot上的PRB映射时，选取具备Gap（一定间隔）的资源块。这样做可以得到频率分集增益
