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。
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