LTE学习笔记4之物理层信道与信号

1、物理下行共享信道PDSCH：用于承载Unicast（单播）数据信息。

没有专用导频时，按照PBCH同样的端口映射：Port组合{0}，{0,1}，{0,1，2,3}

发射专用导频时，按照port5映射

PDSCH资源分配优先级最低，只能占用其他信道/信号不用的RB。

2、物理多播信道PMCH：用于承载Multicast（多播）数据信息。

对于混合载波（PMCH+PDSCH）时，PMCH在MBSFN子帧（前1或2个符号可以用于Unicast，其他符号用于Multicast业务）传输

UE需要先收听PCFICH信道，PCFICH信道用于描述PDCCH控制信息放置位置和数目，然后UE去接收PDCCH的信息，进而接收PDSCH的信息。

PMCH不能在子帧0和子帧5中传输。

3、下行物理信道：

一个基站存在504个物理层小区ID，分为168组，每组3个

1、子载波间隔15kHz，在0-3天线端口上传输；

2、MBSFN参考信号：在天线端口4上传输；

3、单天线端口的PDSCH传输，在天线端口5。

（1）同步信号序列：

主同步信号序列使用Zadoff-Chu序列；

共有3个PSS序列，每个对应一个小区ID

辅同步信号使用的序列由两个长度为31 的二进制序列通过交织级联产生，并且使用由主同步信号序列决定的加扰序列进行加扰，长度为31的二进制序列以及加扰序列都由m序列产生；

共有168组SSS序列，与小区ID序号一一对应

（2）小区专用参考信号

a、MBSFN参考信号

4、上行物理信道

为RE的集合，用于承载高层的信息，学习这一部分我们要结合下行的来学习，但要清楚一点的是：上下行调制方式是不同的，分别为单载波和多载波。

上行信道的复用比下行信道的复用要复杂的多，下行利用时频域的复用结构，很容易把控制信道和数字信道复用在一起。

（1）上行物理共享信道PUSCH

用于承载上行业务数据；

上行资源只能选择连续的PRB，并且PRB个数满足2,3,5的倍数；

在RE映射时，PUSCH映射到子帧中的数据区域上；

PUSCH的基带信号产生的流程：

没有层映射，因为是单天线传输。

在LTE中共有3种上行物理控制信息，即“调度请求”，“ACK/NACK”和“CQI（信道质量指示）反馈“，其中”ACK/NACK“和”CQI反馈“可在PUCCH上传输，也可以与数据复用在PUSCH上传输。

Format1在系统L3信令配置给Schedule Request的资源上传输；
Format 1a/1b在与下行PDCCH CCE相对应的PUCCH ACK/NACK资源上传输；

当SR和上行ACK/NACK需要同时传输时，在L3信令配置给SR的资源上传输上行ACK/NACK。

上行ACK信道位置与下行VRB之间存在固定的对应关系，具体来说，即相应的PDCCH的最小CCE Index可以推导出其上行ACK/NACK信道的位置信息（RB位置+Cyclic Shift+Othogonal Cover）。

PUCCH格式：

PUCCH格式

用途

调制方式

比特数

1

SR

N/A

N/A

1a

ACK/NACK

BPSK

1

1b

ACK/NACK

QPSK

2

2

CQI

QPSK

20

2a

CQI+ACK/NACK

QPSK+BPSK

21

2b

CQI+ACK/NACK

QPSK+QPSK

22

为了保证单载波的特性，PUCCH和PUSCH一定不会同时传输。

PUCCH在频域的两边发送

PUCCH在两个时隙会调频，做了干扰离散

包含周期性和非周期性的CQI/PMI/RI上报；

可以使用PUCCH或者PUSCH进行上报消息的传输，其中PUCCH仅支持周期性的上报，PUSCH仅支持非周期性的上报

确认消息先有ZC码加扰，加扰的ZC码和参考信号加扰的ZC码是一样的

再用扩频码扩频

中间红色的是PUCCH相关的信道估计RS

CQI不扩频的原因是不需要复用

SRI可以和ACK/NACK公用一个时频资源

因为上行DFT-SOFDMA单载波的特性，因此一个终端在同一时刻不能同时传输PUSCH和PUCCH。

当有数据PUSCH传输时，如果有控制信令需要传输，那么该控制信令将在PUSCH上与数据复用传输。

根据不同优先级的内容复用到时频资源上。

确认消息优先级最高，调度信息第二，业务和CQI最低。

优先级最低的先覆盖，如果同时有优先级高的内容要传，可以占用优先级低的时频资源来发送

对不同信道RS的位置是不同的。

SRS在不同频点以跳频的方式发送，如果全频段都发射，那功率会很高。

PRACH在频域上占用6个RB。

在FDD情况下，每个Subframe中最多传送一个PRACH，即没有频分。PRACH的时间密度、频率位置、可用序列等以系统信息的形式在系统内广播。

决定PRACH信道格式支持的覆盖半径的因素

1）Preamble长度，Preamble长度越长，覆盖性能越好

2）GT长度，GT长度越长，覆盖性能越好

 

几种格式支持的覆盖半径分别为15km，30km，100km

Format 0 15km

Format 1 30-100km（50-70km）中等覆盖

Format 2 30km 中等覆盖，并且功率受限（穿透损耗更严重）

Format 3 100km

Format 4 支持1km左右的场景

由于Format4PRACH在UpPTS上传，UpPTS时间单位里就有可能传两类东西：PRACH和SRS。为了让这个东西在频域上不冲突，PRACH的发送格式是在平移台上跳变的。

序列产生

Preamble使用Zadoff-Chu序列产生

序列长度

Preamble format 0-3:839

Preamble format 4:139

频域结构

一个PRACH占用6个RB

Preamble信号采用的子载波间隔与上行其他SC-FDMA符号不同

Preamble format 0-3:1250Hz

Peamble format 4:7500Hz

时域上长度为一个OFDM符号（子载波间隔与数据不同），序列映射在频域

PRACH资源映射

TDD：一个上行子帧（包括UpPTS）中可以同时存在多个PRACH信道；当存在多个上行PRACH信道时，优先考虑占用不同的子帧，如果时间上分配不开，再考虑一个子帧中支持多个PRACH信道；不同小区的PRACH信道在时域尽量错开；对于Format 0-3，Preamble与PUCCH相邻，对于多于一个PRACH时，分别与频带两侧的PUCCH相邻；

对于Format 4，Preamble放置在频带边缘，并且根据系统帧号变换是高频的一侧，还是低频的一侧。

ZC序列由64个。

手机在发数据前要发Preamble。