LTE中的层映射的主要作用

   最近在看LTE物理层方面的知识,主要是为了接下来的校招做准备

LTE数据处理需要层映射将数据流分成不同的块（层），再通过预编码矩阵将数据映射到天线端口。一直有这样的描述，我的问题是，如果没有层映射，直接将数据用预编码矩阵进行编码对应不是也可以实现数据流的分块和天线端口的对应吗？那到底层映射起一个什么作用，层数（RI）的选择有什么依据？也就是说对于空间复用而言，一个codeword或两个codeword分层方式都有几种可选，每一种选择都可以在后面的预编码中选择矩阵码本获得p个天线端口的数据，这个层的数量（RI）手机是根据什么来选择从而反馈给基站的？

     这边是通信家园的回答:

          因为一个TTI里面最多只能传输两个TB，LTE最多有两个码字，而天线数，可以有1-4个，所以，一般都是用层映射解决不匹配问题。3GPP长期演进那本书里有相关介绍。而层数又可能小于天线端口数，所以需要进行预编码。
还有，在LTE里面，层数等于信道矩阵的秩，也就是说能够独立并行传输的数据流数。

   针对上面的问题,得到的答案如下:

LTE的下行发送过程：

1）对于来自上层的数据，进行信道编码，形成码字；

2）对不同的码字进行调制，产生调制符号；

3）对于不同码字的调制信号组合一起进行层映射；

4）对于层映射之后的数据进行预编码，映射到天线端口上发送。

 

码字、层和天线端口的区分。

1、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。不同的码字q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。

由于LTE系统接收端最多支持2天线，所以发送的数据流数量最多为2。这决定了不管发送端天线数为1、2或者4，码字q的数量最多只为2。

当发送端天线只有一根时，实际能够支持的码流数量也只能为1，所以码字数量最多也只能为1。

如果接收端有两根接收天线，但是两根天线高度相关。如果发送端仍然发送两组数据流（两个码字），则接收端无法解码。因此，在收端信道高度相关的情况下，码字数量也只能为1。

综上，码字q的数量决定于信道矩阵的秩。

2、层

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），参见P68表3-23、3-24。（注：层的数量小于物理信道传输所使用的天线端口数量P）。

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，参见P67页图3-11。

3、天线端口

天线端口指用于传输的逻辑端口，与物理天线不存在定义上的一一对应关系。天线端口由用于该天线的参考信号来定义。等于说，使用的参考信号是某一类逻辑端口的名字。具体的说：p=0，p={0,1}，p={0, 1, 2, 3}指基于cell-specific参考信号的端口；p=4指基于MBSFN参考信号的端口；p=5为基于UE-specific参考信号的端口。

从层到物理天线端口传输是通过预编码来完成的，参见P69的两个公式。由公式可见，无论层数是多少，只要其小于用于物理传输的端口数，即可通过预编码矩阵W(i)将其映射到物理的传输天线上。

对于p=4、5的情况，再P69第4行有介绍。P={0,4,5}都指单天线端口预编码，即使用的发送天线为1。由于层数量必须小于天线端口的数量，所以此时层数为1，适用表3-23第一种情况，层映射前后的码字是相同的。

曾有人指出，p=4、5时，发送端可以使用发送分集。理论上这是可行的，但是在LTE的规范中，p=4、5仅适用于单天线端口的预编码。由P69的预编码中的1 、 2 、 3 小点分别介绍单端口、空间复用、传输分集的三种预编码方式。P=4、5不属于传输分集。

4、总结

码字用于区分空间复用的流；层用于重排码字数据；天线端口决定预编码天线映射。

 

LTE系统支持基于多码字(Multiple Code Word，MCW)的空间复用传输。

    所谓多码字，即用于空间复用传输的多层数据来自于多个不同的独立进行信道编码的数据流，每一个码字可以独立地进行速率控制，分配独立的混合自动重传请求(Hybrid  Automatic Repeat-re Quest，HARQ)进程；而单码字的空间复用传输是指用于空间复用传输的多层数据仅仅来自于一个信道编码之后的数据流。具体情况可以参考图4-47所示的信道编码和串并变换(层映射)的流程，其中Q=1时表示单码字的空间复用传输，Q>1时表示多码字的空间复用传输。

 

    其中L为空间复用传输的层数目，LTE系统支持的最大层数目为L=4(当传输天线数目为4，且空间信道秩为4时)，而LTE支持的最大码字数目则为Q=2，即码字和层存在一对多的映射关系。具体映射关系如表4-1所示。

 

    在空间复用的情况下，支持基于空间信道秩的慢速自适应。目前的工作假设是终端可以反馈一个整个带宽的秩大小，从而决定空间复用传输的层数目。

    目前LTE支持开环的空间复用技术。