LTE下行物理层技术原理(3)

LTE下行物理层技术

在一个子帧中，主同步信号与辅同步信号使用相同的天

线端口。 1.3.2 信道映射 上行：

图 7 LTE上行信道映射

下行：

图 8 LTE下行信道映射

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1.3.3 下行基带信号处理

图 9 LTE下行基带信号处理

1.3.3.1 传输信道处理

? CRC

? 码块分割与码块级联，主要用于下行共享信道

此处先在TB块上添加24bit CRC，然后进行码块分段，再在每个CB上添加24bit CRC。

双层CRC结构：TB块CRC --> 码块分段 --> CB块CRC

? 接收端就可以在发现1个CB译错，停止译码，马上要求重传，而不需

要等待整个TB译码完毕后再反馈NACK；

? 避免了无谓的功率消耗，节省了处理时间，减小了HARQ重传延时，

提高单位时间内系统的吞吐量。

? 信道编码

表 2 各下行信道信道编码方式列表

下行信道类型 PDSCH PMCH PHICH PCFICH PBCH PDCCH

编码类型 Turbo coding Turbo coding Repetition coding Block Tail biting convolutional coding Tail biting convolutional coding 编码速率 1/3 1/3 1/3 1/16 1/3 1/3 第12页

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广播信道PBCH和控制信道PDCCH，这些较低数据率的信道采用卷积码是比较明确的，具体是码率为1/3，约束长度为K=7。所用卷积码的具体形式是具有最优距离谱的无尾（Tail Biting）卷积码。 对于数据信道，两种观点：

1. UMTS R6的Turbo码已不能适应高数据率处理方面的新需求，应采用其

他如LDPC（低密度奇偶校验码）； 2. 沿用R6 Turbo码，灵活性和扩展性。 综合灵活性、BLER、复杂度以及对HARQ支持度，最终的决定为以R6 Turbo码为母码，改进其交织器，使其具有类似LDPC的并行解码特点。 ? 速率匹配

? 为了实现各种需要的码率，对CB进行速率匹配操作；

? 速率匹配模块的输入为Turbo编码或卷积编码模块的输出，因此在

PDSCH、PMCH、PDCCH及PBCH的比特级处理中存在速率匹配模块。 ? 速率匹配的实现原理如下图所示，结构上包含：

1. 3个对三路分别处理的交织器（Interleaver）子模块； 2. 1个汇总的比特搜集（Bit Collection）子模块；

3. 1个比特选择和裁剪（Bit Selection and Pruning）子模块。 ? 不同的信道编码方式对应的速率匹配方式也不同，区别在于各子模块的处

理。

(0)dkSub-block interleaver(0)vkvirtual circular buffer(1)dkSub-block interleaver(1)vkBit collectionwkBit selection and pruningek(2)dkSub-block interleaver(2)vk

图 10 速率匹配过程

? 不同的信道编码方式对应的速率匹配方式也不同，区别子模块的处理； ? HARQ Chase合并（软合并）和IR合并（增量冗余） 1.3.3.2 物理信道处理

码字层天线端口加扰调制层映射预编码RE映射OFDM信号产生加扰调制RE映射OFDM信号产生

图 11 物理信道基带信号处理流程

下行物理信道基带信号处理，可以分为以下几步：

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1. 对将在一个物理信道上传输的每一个码字中的编码比特进行加扰； 2. 对加扰后的比特进行调制，产生复值调制符号； 3. 将复值调制符号映射到一个或者多个传输层；

4. 将每层上的复值调制符号进行与编码，用于天线端口上的传输； 5. 将每一个天线端口上的复值调制符号映射到资源粒子上； 6. 为每一个天线端口产生复值的时域OFDM信号。 ? 码字

码字是指来自上层的业务流进行信道编码之后的数据。

(q)一个码字指一串比特流b(q)(0)...b(q)(Mbit?1)；不同的码字区分不同的数据流，

其目的是通过MIMO发送多路数据，实现空间复用；

一个码字对应一个TB，一个子帧中（2个时隙）最多可以传输2个码字，codeword0 and codeword1

同一个TTI上可以传输多个UE的数据，而不同UE在同一个TTI上利用不同TB块的不同RB pair上传输不同数据。

? 加扰

扰码根序列为Gold序列，各个信道其中参数初始值不一样。

(q)(q)?1)，其中Mbit对于每一个码字q，比特块表示为b(q)(0),...,b(q)(Mbit是在一个

子帧中物理信道上传输的码字q中的比特数目，在调制之前需要按照下式进行加

(q)?1)，即 扰，生成加扰的比特块b(q)(0),...,b(q)(Mbit~~~bq(i)?bq(i)?cq(i)mod2

??其中扰码序列 cq(i)，即伪随机序列定义为长度为31的Gold序列。扰码序列发生器在每个子帧的开始初始化, 其中cinit 的初值取决于传输信道类型，即

表 3 各下行信道扰码序列初始值

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? 调制

表 4 各下行信道扰码序列初始值 下行信道类型 PDSCH PMCH PHICH PCFICH PBCH PDCCH 支持的调制方式 QPSK, 16QAM, 64QAM QPSK, 16QAM, 64QAM BPSK QPSK QPSK QPSK

? 层映射

由于码字数量和发送天线数量不一致，需要将码字流映射到不同的发送天线上，因此需要使用层与预编码。

层映射与预编码实际上是“映射码字到发送天线”过程的两个的子过程。

层映射首先按照一定的规则将码字流重新映射到多个层（新的数据流）（注：层的数量小于物理信道传输所使用的天线端口数量P，是方程数大于等于未知数个数才有解的条件）。

预编码再将数据映射到不同的天线端口上。

在各个天线端口上进行资源映射，生成OFDM符号并发射。 ? 单天线方式

对于在单个天线端口上的传输，使用单层, 层数目为 1 ，即??1，且层映射定义为：

x(0)(i)?d(0)(i)

layer(0)并且Msymb?Msymb。

无需预编码处理。 ? 空间复用方式 ? 传输分集方式

表 5 各模式层映射方式

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