3GPP长期演进技术物理层概述

技术分类: 通信  | 2008-04-30
Jim Zyren,Freescale公司: EDN China

  ● 物理下行链路共用通道(PDSCH)
  ● 物理下行链路控制通道(PDCCH)
  ● 公共控制物理通道(CCPCH)

  物理通道与下面1.1.5小节描述的特定传输通道发生映射。传输通道都是供高层使用的SAP。每个物理通道均定义了以下算法:
  ● 加密
  ● 调制
  ● 层映射
  ● CDD预编码
  ● 资源单元分配

  层映射和预编码都与MIMO应用相关,基本上是一层对应一个空间多路复用通道。MIMO系统按照Ntransmitters x Nreceivers的方式定义。对于LTE而言,已定义的配置包括1x1,2 x 2,3 x 2 和 4 x 2几种形式。注意,虽然共有4种发射天线,但接收器最多只有2种,因而最多也只有2种空间多路复用数据流。

  在1 x 1 或 2 x 2系统中,各层和发射天线端口之间是简单的1:1关系。

  但在3 x 2 和4 x 2系统中,仍然只有2个空间多路复用通道,因此,其中有1个或2个数据流出现冗余。层映射准确说明额外使用了多少个发射天线。

表PDSCH层映射


  预编码也可以与空间多路复用同时使用。记住,MIMO就是使用多路径解决独立的空间数据流。换句话说,MIMO系统要求一定程度的多路径技术实现可靠的运营。在多路径轻度失真的有限噪音环境中,MIMO系统实际上可能无法正常发挥作用。

  物理下行链路共用通道

  PDSCH基本上用于数据和多媒体传输,因此,它适合极高的数据速率。调制选项包括QPSK、16QAM 和64QAM几种形式。空间多路复用也适用于PDSCH。实际上,空间多路复用只用于PDSCH。它既不用于PDCCH,也不用于CCPCH。对PDSCH层映射进行了介绍。

  物理下行链路控制通道

  PDCCH运载特定UE的控制信息。因此,它首要考虑的是稳健性而不是最大数据速率。QPSK是唯一可用的调制格式。在子帧的第一个时隙中,PDCCH最多可与前3个OFDM符号的资源单元发生映射。

  公共控制物理通道

  CCPCH运载整个蜂窝的控制信息。与PDCCH类似,首要考虑的因素仍然是稳健性,而不是最大数据速率。因此,QPSK是唯一可用的调制格式。此外,CCPCH以尽可能接近中心的频率发射。CCPCH只在以DC子载波为中心的72个激活的子载波上发射。控制信息与资源单元(k, l) 映射,此处的K代表时隙的OFDM符号,l代表子载波。CCPCH符号以升序与资源单元发生映射,也就是先与K映射,然后与l映射。

  1.1.3物理信号

  物理信号使用已分配的资源单元。但与物理通道不同的是,物理信号不承载进出更高层的信号。物理信号有2种类型:
  ● 参考信号,用来决定通道脉冲响应(CIR)
  ● 同步信号,传输网络时钟信息

  参考信号

  参考信号都是按正交顺序和伪随机数字(PRN)顺序生成的。整体而言,现在可能有510个唯一参考信号。网络中每个小区均分配一个特定参考信号,同时充当特定小区的标识符。

  X 表示未使用过的资源单元

图参考信号的资源单元映射


  如图1.1.4-1所示,在每个时隙倒数第1和第3个OFDM符号中,参考信号在间距相等的子载波上进行发射。UE必须从各个发射天线获得准确的CIR。因此,当参考信号从一个天线端口上发射时,小区中的其他天线端口都处于空闲状态。

  参考信号每到第6个子载波就发送。不承载参考信号的子载波的CIR近似值是按插值法计算而来的。计算时,还应当考虑由伪随机跳频修改的承载参考信号的子载波。

  同步信号

  同步信号与参考信号一样,都采用伪随机正交顺序。根据UE在小区搜索过程中使用同步信号的方式,同步信号可分成主辅同步信号。在帧的0号、10号时隙(记住每个帧内有20个时隙)期间,主辅同步信号都是在以DC子载波为中心的72个子载波上发射的。

  1.1.4传输通道

  传输信道位于LTE PHY层,充当较高层的业务接入点(SAP)。下行链路传输通道有如下四种。

  广播通道(BCH)
  ● 固定格式
  ● 必须在小区的整个覆盖范围上广播

  下行链路共用通道(DL-SCH)
  ● 支持混合ARQ(HARQ)
  ● 根据变化的调制、编码和发射功率,支持动态链路自适应功能
  ● 适合整个小区覆盖区域的发射
  ● 适合与波束形成同时使用
  ● 支持动态和半静态资源分配
  ● 支持不连续接收(DRX),以节约电源

图DL传输通道和物理通道发生映射


  分页通道(PCH)
  ● 支持UE DRX
  ● 要求在整个小区覆盖范围广播
  ● 与动态分配的物理资源映射

  组播通道(MCH)
  ● 要求在整个小区覆盖范围广播
  ● 支持MB-SFN
  ● 支持半静态的资源分配

  1.1.6 下行链路物理通道与传输通道映射

  传输通道与物理通道映射如图3.1.6-1所示。支持的传输通道有:
  1.广播通道(BCH)
  2.寻呼通道(PCH)
  3.下行链路共用通道(DL-SCH)

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