LTE下行物理层技术原理

LTE下行物理层技术

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目 录

1 LTE下行物理层原理与概述 ................................................................................ 4

1.1 1.2

帧结构 .......................................................................................................... 4 资源映射 ...................................................................................................... 5 1.2.1 1.2.2 1.2.3 1.3

1.3.1

资源单位............................................................................................ 5 REG资源的映射原则....................................................................... 7 资源块RB分类与映射 .................................................................... 8 信道分类............................................................................................ 9

物理信道和信号 .......................................................................................... 9 1.3.2 信道映射.......................................................................................... 11 1.3.3 下行基带信号处理.......................................................................... 12

1.3.3.1 传输信道处理........................................................................... 12 1.3.3.2 物理信道处理........................................................................... 13 1.3.4 下行物理信号与信道...................................................................... 22

1.3.4.1 下行参考信号DL RS .............................................................. 23 1.3.4.2 同步信号PSS和SSS .............................................................. 29 1.3.4.3 物理广播信道 PBCH .............................................................. 33 1.3.4.4 物理下行控制信道 PDCCH ................................................... 36 1.3.4.5 物理控制格式指示信道 PCFICH........................................... 40

1.3.4.6 1.3.4.7 1.3.4.8 1.3.4.9

物理HARQ指示信道 PHICH ............................................... 43 物理下行共享信道 PDSCH .................................................... 47 物理多播信道 PMCH ............................................................. 48 物理信道定时关系................................................................... 49

1.4 下行相关物理层过程 ................................................................................ 49 1.4.1 1.4.2 1.4.3 1.4.4

开机通讯连接建立过程.................................................................. 49 小区搜索.......................................................................................... 50 下行HARQ过程 ............................................................................ 51 下行功控.......................................................................................... 51 传输分集-空时/频编码SFTD ........................................................ 54 传输分集-循环延时分集CDD ....................................................... 57 开环空间复用传输.......................................................................... 58 闭环空间复用传输.......................................................................... 58 多用户MIMO ................................................................................. 58 总结.................................................................................................. 59

1.5 下行MIMO技术 ....................................................................................... 53 1.5.1 1.5.2 1.5.3 1.5.4 1.5.5 1.5.6

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附录A：LTE SI阶段标准演进过程 ........................................ 错误！未定义书签。 附录B：LTE vs WiMAX .......................................................... 错误！未定义书签。 附录C：LTE TDD vs LTE FDD .............................................. 错误！未定义书签。

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1 LTE下行物理层原理与概述

1.1 帧结构 ? FDD

图 1 FDD LTE下行帧结构

? FDD LTE上下行均采用简单的等长时隙帧结构，上行为DFT-S-OFDM符

号，下行为OFDM符号；

? LTE沿用UMTS一直采用的10ms无线帧长度；

? 时隙划分：LTE在数据延迟方面提出高要求（单向延迟小于5ms），因

此系统必须采用很小的发送时间间隔（TTI），最小的TTI通常等于子帧的长度。

1. 早期：考虑TTI = 0.5ms

弊端：过小的TTI虽然可以支持非常灵活的调度和很小的传输延迟，却会带来过大的调度信令开销，反而造成系统频谱效率下降； 2. 现在：TTI = 1 ms = 2 slots

? TDD

图 2 TDD LTE下行帧结构

LTE TDD帧结构是基于TD-SCDMA结构修改而成的，保留了原帧结构中的特殊时隙：下行导频时隙（DwPTS）、保护间隔（GP）和上行导频时隙（UpPTS），同时采用了统一的1ms子帧长度。

DwPTS：发送下行控制信道和数据信道；

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GP：下行到上行转换的保护时间间隔；

UpPTS：发送上行Sounding导频，用于上行信道测量。 1.2 资源映射 1.2.1 资源单位

资源栅格 RG 一个时隙的传输信号可以用一个资源栅格Resource Grid来表示：

资源粒子 RE 资源栅格中的最小单元

资源块 RB 用于描述某些物理信道（主要是数据信道）到资源粒子的映射

资源粒子组 REG 用于定义控制信道（PDCCH、PHICH、PCFICH）到资源粒子的映射

控制信道粒子CCE PDCCH的资源单位；1个CCE包括若干个REG

符符符符符符TslotDLNsymbOFDM 符符DLRBk?NRBNsc?1符符符DLRBNsymbNsc符符符符符resource elements符DLRBNRB?Nsc符符符BNsRc符符符RE(k,l)符Resource element符k?0l?0DLl?Nsymb?1

图 3 下行资源栅格

DLNRB RB数的确定与下行传输带宽有关：

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