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1、-LTE下行物理层技术原理-第 39 页LTE下行物理层技术目 录1LTE下行物理层原理与概述4帧结构4资源映射5资源单位5REG资源的映射原则7资源块RB分类与映射8物理信道和信号9信道分类9信道映射11下行基带信号处理12传输信道处理12物理信道处理13下行物理信号与信道22下行参考信号DL RS23同步信号PSS和SSS29物理广播信道 PBCH33物理下行控制信道 PDCCH36物理控制格式指示信道 PCFICH40物理HARQ指示信道 PHICH43物理下行共享信道 PDSCH47物理多播信道 PMCH48物理信道定时关系49下行相关物理层过程49开机通讯连接建立过程49小区搜索50
2、下行HARQ过程51下行功控51下行MIMO技术53传输分集-空时/频编码SFTD54传输分集-循环延时分集CDD56开环空间复用传输57闭环空间复用传输58多用户MIMO58总结59附录A：LTE SI阶段标准演进过程错误！未定义书签。附录B：LTE vs WiMAX错误！未定义书签。附录C：LTE TDD vs LTE FDD错误！未定义书签。1 LTE下行物理层原理与概述1.1 帧结构 FDD图 1 FDD LTE下行帧结构 FDD LTE上下行均采用简单的等长时隙帧结构，上行为DFT-S-OFDM符号，下行为OFDM符号； LTE沿用UMTS一直采用的10ms无线帧长度； 时隙划分：L
3、TE在数据延迟方面提出高要求（单向延迟小于5ms），因此系统必须采用很小的发送时间间隔（TTI），最小的TTI通常等于子帧的长度。弊端：过小的TTI虽然可以支持非常灵活的调度和很小的传输延迟，却会带来过大的调度信令开销，反而造成系统频谱效率下降；1. 现在：TTI = 1 ms = 2 slots TDD图 2 TDD LTE下行帧结构LTE TDD帧结构是基于TD-SCDMA结构修改而成的，保留了原帧结构中的特殊时隙：下行导频时隙（DwPTS）、保护间隔（GP）和上行导频时隙（UpPTS），同时采用了统一的1ms子帧长度。DwPTS：发送下行控制信道和数据信道；GP：下行到上行转换的保护时间
4、间隔；UpPTS：发送上行Sounding导频，用于上行信道测量。1.2 资源映射1.2.1 资源单位资源栅格 RG 一个时隙的传输信号可以用一个资源栅格Resource Grid来表示： 资源粒子 RE 资源栅格中的最小单元资源块 RB 用于描述某些物理信道（主要是数据信道）到资源粒子的映射 资源粒子组 REG 用于定义控制信道（PDCCH、PHICH、PCFICH）到资源粒子的映射 控制信道粒子CCE PDCCH的资源单位；1个CCE包括若干个REG图 3 下行资源栅格 RB数的确定与下行传输带宽有关：表 1 LTE带宽分配与参数配置Channel BW1.4 MHz3 MHz5 MHz1
5、0 MHz15 MHz20 MHzSubcarrier spacing15 KHzNo. of resource blocks615255075100Slot duration0.5 msNo. of OFDM symbols(Normal CP)7No. of OFDM symbols(Extended CP)6FFT size128256512102415362048Sampling rate (MHz)图 4 LTE系统带宽分布 为了支持最大带宽20MHz，协议定义了1200个子载波，即有效带宽为 ； 850协议中定义了110RB资源，即 为了最近FFT点数的需要，离1200最近的，就是
6、2048点，即代表了2048子载波，因此得最低采样信号带宽为：按照单倍采样速率，则采样频率也为30.72MHz，对应时域采样间隔为，即一个RB的子载波数及OFDM符号数由CP长度和子载波间隔决定。配置FDD帧结构应用场景CP长度常规CP127160for144forfor for常规小区单播系统扩展CP6512for大小区单播或MBMS系统2431024for独立载波MBMS系统1.2.2 REG资源的映射原则图 5 REG资源映射 资源粒子组REG：用于定义控制信道（PDCCH、PHICH、PCFICH）到资源粒子的映射； 他的划分在RB的一个OFDM符号中进行，即12子载波*1OFDM符号
7、中进行； 本质包含4个数据块，根据天线配置和当前RS资源的分布，划分REG大小（6RE或者4RE）；1.2.3 资源块RB分类与映射 物理资源块PRB时域上个连续的OFDM符号，及频域上个连续的子载波。RB大小如上所述。 虚拟资源块VRB VRB和PRB大小相同。包含集中式（Localized）和分散式（Distributed）Localized VRB (LVRB)将若干个连续子载波分配给一个用户，系统可以通过频域调度选择较优的子载波组进行传输，且信道估计复杂度也比较低；但是频域分集增益不大；Distributed VRB (DVRB)分配给一个用户的子载波分散在整个带宽，获得频域分集增益；
8、但是信道估计比较复杂。 VRB映射方式由于最小TTI是1ms，而RB为0.5ms为单位，则映射的时候，VRB和PRB也是成对映射的。图 6 下行物理资源映射方式集中式虚拟资源块 LVRB 直接映射到物理资源块上；分布式虚拟资源块 DVRB 按照函数关系映射到物理资源块上，在一个子帧中的两个时隙上虚拟到物理资源块的映射是不同的。一个时隙里面可以同时进行LVRB和DVRB的传输。eNodeB可以分配多个VRB给一个UE。1.3 物理信道和信号1.3.1 信道分类信道分为逻辑信道、传输信道、物理信道。） 逻辑信道：MAC 以逻辑信道的形式向RLC层提供数据传输服务。根据逻辑信道承载的信息类型，将逻辑
9、信道分为控制信道与业务信道。 控制信道包括：l BCCH(Broadcast Control Channel) 广播控制信道，下行信道；l PCCH(Paging Control Channel ) 寻呼控制信道，下行信道；l CCCH(Common Control Channel) 公共控制信道，上行、下行信道；l MCCH(Multicast Control Channel) 多播控制信道，下行信道；l DCCH(Dedicated Control Channel) 专用控制信道，上行、下行信道； 业务信道包括：l DTCH(Dedicated Traffic Channel) 专用业务信
10、道，上行、下行信道；l MTCH(Multicast Traffic Channel) 多播业务信道，下行信道。） 传输信道：物理层以传输信道的形式向MAC层提供服务。 传输信道是根据无线接口上传输的信息特征与传输方式定义的。分为： 下行传输信道l BCH(Broadcast Channel) 广播信道；l PCH(Paging Channel ) 寻呼信道；l DL-SCH(Downlink Shared Channel)下行共享信道；l MCH(Multicast Channel) 组播信道。 上行传输信道l UL-SCH(Uplink Shared Channel) 上行共享信道；l R
11、ACH(Random Access Channel) 随机接入信道；） 物理信道与物理信号：物理信道用于承载高层的信息；物理信号不承载高层的信息，仅供物理层使用。 上行物理信道l PUSCH（Physical Uplink Shared Channel）物理上行共享信道； l PUCCH (Physical Uplink Control Channel) 物理上行控制信道；不会与PUSCH同时传输。l PRACH (Physical Random Access Channel ) 物理随机接入信道；l 上行物理信号u 上行参考信号 解调用参考信号，与PUSCH或者PUCCH传输有关与PUSCH
12、或者PUCCH同时传输。 探测用参考信号，与PUSCH或者PUCCH传输无关u 物理层随机接入前导（Preamble）每个小区中有64个可用的前导，称为前导序列集合，由一个根Zadoff-Chu序列的所有循环移位组成，其根Zadoff-Chu序列对应的逻辑序号RACH_ROOT_SEQUENCE由系统消息广播。在频域上，随机接入前导占用个资源块（72个子载波）的带宽。 下行物理信道l PDSCH（Physical Downlink Shared Channel）物理下行共享信道；l PBCH (Physical Broadcast Channel) 物理广播信道；l PMCH (Physica
13、l Multicast Channel) 物理多播信道；l PCFICH (Physical Channel) 物理控制格式指示信道；承载一个子帧中用于PDCCH传输的OFDM符号的个数（1、2、3）。l PDCCH (Physical Downlink Control Channel) 物理下行控制信道；承载调度分配和其它控制信息。l PHICH (Physical Channel) 物理HARQ指示信道。l 下行物理信号u 下行参考信号； 小区专用的参考信号，与非MBSFN传输关联；在支持非MBSFN小区的所有下行子帧中传输，在天线端口的03中的一个或者多个端口上传输。 MBSFN参考信号
14、，与MBSFN传输关联；只在分配给MBSFN传输的子帧中传输，在天线端口4上传输。 终端专用的参考信号。用于支持单天线端口的PDSCH传输。在天线端口5上传输。由高层通知UE是否存在终端专用的参考信号，若存在，并且是有效的PDSCH解调相位参考，UE此时可以忽略在天线端口2和3上的传输。u 下行同步信号（SCH）用于同步和获得504个物理层小区ID中的一个。注：LTE的504个小区ID，分为168个物理层小区ID组，每组包含三个小区ID，小区组ID、小区ID唯一。 主同步信号PSCH对于FDD帧结构，仅在时隙0和时隙10传输。 辅同步信号SSCH。在一个子帧中，主同步信号与辅同步信号使用相同的
15、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n CRCn 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CRCl 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；l 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。n 信道编
16、码表 2 各下行信道信道编码方式列表下行信道类型编码类型编码速率PDSCHTurbo coding1/3PMCHTurbo coding1/3PHICHRepetition coding1/3PCFICHBlock1/16PBCHTail biting convolutional coding1/3PDCCHTail biting convolutional coding1/3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：
17、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。n 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）
18、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。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：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
19、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。n 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。一个码字指一串比特流；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。n 加扰扰码根序
20、列为Gold序列，各个信道其中参数初始值不一样。对于每一个码字，比特块表示为，其中是在一个子帧中物理信道上传输的码字中的比特数目，在调制之前需要按照下式进行加扰，生成加扰的比特块，即其中扰码序列 ，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 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n 调制表 4 各下行信道扰码序列初始值下行信道类型支持的调制方式PDSCHQPSK, 16QAM, 64QAMPMCHQPSK, 16QAM, 64QAMPHICHBPSKPCFICHQPSKPBCHQPSKPDCCHQPSKn 层映射由于码字数量和
21、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，且层映射定义为：并且。 无需预编码处理。 空间复用方式 传输分集方式 表 5 各模式层映射方式分层单天线方式v = p = 1空间复用
22、方式传输分集方式Layer 3Q1(2i+1)Q0(4i+3)Layer 2Q1(2i+1)Q1(2i)Q0(4i+2)Layer 1Q1Q1(2i)Q0(2i+1)Q0(2i+1)Q0(4i+1)Layer 0Q0Q0Q0Q0Q0(2i)Q0(2i)Q0(4i)n 预编码预编码也分单天线发射、空间复用、发射分集三种预编码模式。 单天线方式 无需预编码处理。 对于在一个天线端口上进行的传输，预编码定义为： 其中， 是物理信道传输所使用的单天线端口序号，并且, 。 空间复用方式 空间复用的预编码仅仅与空间复用的层映射结合起来使用。空间复用支持 2 或者 4 天线端口，即可用的天线端口集合分别为或
23、者。 分无延迟CDD和大延迟CDD两种预编码模式。无延迟CDD 大延迟CDD 其中，是预编码矩阵，和是支持大延迟CDD的矩阵1. 无延时CDD不使用 CDD（ 循环延时分集cyclic delay diversity），空间复用的预编码定义为：其中，预编码矩阵的维数为，并且, 。对于空间复用， 的取值应在eNodeB和 UE 配置的码本的预编码单元表 7和表 8中选取。2. 大时延 CDD对于大时延 CDD，空间复用的预编码定义为：其中，预编码矩阵的维数为，并且,。维数为的对角矩阵用来支持循环延时分集，矩阵的维数为。对于不同的层数目，和的取值参见表 6。预编码矩阵的取值应在eNodeB和 UE
24、 配置的码本的预编码单元中选取。eNodeB可以使用码本子集限制，进一步限制 UE 侧的预编码器在码本中的预编码单元的子集中进行选择。可配置的码本应从预编码码本表 7和表 8中选择。 对于 2 天线端口情况下的传输，根据 选择预编码器，其中表示在预编码码本表 7中预编码器序号0 对应的预编码矩阵。 对于 4 天线端口情况下的传输，UE 可以假设eNB为下述PDSCH上的不同向量循环得分配不同的预编码器。每个向量使用一个不同的预编码器，其中表示空间复用时的传输层的数目。在特殊情况下，根据 选择预编码器，其中预编码器序号k由给出，在表 8中分别表示对应预编码器序号12、13、14和15的预编码矩阵
25、。表 6 大时延情况下的循环延时分集（ CDD ）层数目234预编码码本对于 2 天线端口上的传输，预编码矩阵 应从表8或者其子集中选择。表 7 天线端口传输所使用的码本.码本序号层数目120123-对于4天线端口上的传输，预编码矩阵应该从表 8或者其子集中选择。表示由集合指示的从矩阵中选择的不同的列构成的矩阵，其中I为的单位矩阵，且向量由表给出。表 8 天线端口传输所使用的码本.码本序号层数目12340123456789101112131415举例：假设索引为14，层数为4，则查表得到对应矩阵带入下式：用的到矩阵，即把第1列和第3列调换，就是所要的矩阵了这样做的好处是节省空口信令，这样的矩阵
26、用4个bit就可以表示出来了。 传输分集的预编码传输分集的预编码仅仅与传输分集的层映射结合起来使用。传输分集的预编码操作分别对 2 天线端口和 4 天线端口进行定义。对于 2 天线端口上的传输， ，预编码操作的输出, 定义为：其中 且。对于 4天线端口上的传输， ，预编码操作的输出, 定义为：其中 且n 资源映射向天线端口上没有预留为其他用途的资源粒子上映射，从一个子帧中的第一个时隙开始，按照每一个维度的增序进行，优先考虑分配的物理资源块上的维度 ，然后是维度。 主辅同步信号、导频信号、广播信息映射位置是固定的，控制格式指示信息的位置可以估算出，也基本上是固定的。一般来说，先映射以上固定信息；
27、再按照广播信息规定的HARQ指示信息位置，映射HARQ指示信息；然后在相应的控制符号内其他的RE上，映射控制信息；最后把业务信息映射到剩余的RE上。 （1）确定系统参数； （2）参考符号的物理资源映射； （3）同步信号的物理资源映射； （4）PBCH符号的物理资源映射；（5）PCFICH符号的物理资源映射； （6）PHICH符号的物理资源映射；（7）PDCCH符号的物理资源映射；（8）PDSCH（PMCH）符号的物理资源映射。n 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
28、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。对于p=4、5的情况，P=0,4,5都指单天线端口预编码，即使用的发送天线为1。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。码字数 层数 天线端口数n 注：用方程式与未知数的概念解释层与天线端口的大小关系概念：假设映射到两层，且两层数据通过预编码映射到4个天线端口上，则其中，映射到两层上的数据为Q1,Q0，而左边为预编码矩阵。相当于未知数有2个，而方程数有4个，这是确保UE能解
29、出两个未知数的条件。因此，层数 天线端口数；且UE侧要将两未知数解出来，则接收天线数必然要大于等于流数，即可将信道衰落矩阵与预编码矩阵看做是一个综合矩阵，则要使预编码后且经过信道后有解，要能解出两个未知数，即此处的两个流，则接收天线数必然要大于等于21.3.4 下行物理信号与信道物理信号 参考信号 RS，即导频信号 同步信号 PSS和SSS对应一系列物理层使用的RE，但是不传递任何来自高层的信息。物理信道 物理多播信道 PMCH 物理下行共享信道 PDSCH 物理广播信道 PBCH 物理下行控制信道 PDCCH 物理控制格式指示信道 PCFICH 物理HARQ指示信道 PHICH图 12 下行
30、物理信号与信道1.3.4.1 下行参考信号DL RS分为三类： 小区专用的参考信号，与非MBSFN传输关联，支持p=1、2和4个天线端口，即0, 0,1, 0,1,2,3； MBSFN参考信号，与MBSFN传输有关，在天线端口p=4上传输； 终端UE专用的参考信号，在天线端口p=5上传输。1.3.4.1.1.1 小区专用的参考信号，与非MBSFN传输关联信号结构参考信号序列 定义为其中 是一个无线帧中的时隙序号，且是一个时隙中的OFDM 符号序号。伪随机序列定义为长度为 31 的 Gold 序列。长度为的输出序列，其中，定义为： 其中，且第一个 m 序列被初始化为 。第二个 m 序列的初始化表
31、示为，其中 为时隙序号，各时隙上导频序列根据时隙变化。传输 仅在支持非MBSFN传输的小区中的所有下行子帧中传输; 在MBSFN传输的子帧中，仅前2个OFDM符号用于传输小区专用参考信号； 仅适用于子载波间隔的情况； 天线端口使用情况：0，0,1，0,1,2,3图 13下行参考信号映射（常规CP )图 14下行参考信号映射（扩展CP )一个子帧内，天线口0,1发8个导频符号；而天线口2，3发4个导频符号。且各个天线口为导频预留的资源位置是一样的，对于天线端口2和3，映射后剩余的资源单元，协议中规定要保留且承载内容为0.注：1. 第1、第2导频在频域上交错放置，密度均为6个子载波, 信道估计和R
32、S开销间的折中； 2. 在一个小区内，多天线之间主要采用FDM（频分复用）方式的正交导频；3. 在不同的小区之间，正交导频在码域实现（CDM），即不同。4. 单天线（p=0）发送的情况下，控制区域需预留天线（p=1）的RS位置，因为REG本来即以6个RE为单位，即4个数据RE；而数据区域则不需预留，数据分配时只需跳过天线0的RS位置即可。1.3.4.1.1.2 MBSFN参考信号，与MBSFN传输有关信号结构MBSFN参考信号序列定义为：其中， 是一个无线帧中的时隙序号， 是这个时隙中的OFDM 符号序号。伪随机序列 定义见。伪随机序列发生器在每个OFDM符号的开始采用进行初始化。序列定义与小
33、区专用的参考信号一致，仅随机序列的初始值不一样。传输 只在分配给MBSFN传输的子帧中传输，且参与MBSFN合并的多个小区采用相同的参考信号； 天线端口使用情况：4； 仅仅定义了采用扩展 CP 情况下的MBSFN 参考信号图 15 下行MBSFN参考信号时频分布（扩展CP，频率间隔15kHz）图 16 下行MBSFN参考信号时频分布（扩展CP，频率间隔7.5kHz）MBSFN： 相互同步的多个小区共同发送MBMS信号，然后在空中自然形成多小区信号的合并，这种合并因为发生在同一个频率上，因此又称为单频网合并MBSFN； 接收端无需增加任何额外复杂度，按照接收单播信号方法接收即可； 但此时多个小区
34、的eNode B发送的信号均被看做有用信号，这种情况下CP需要覆盖多个小区信号的时延扩展，需要更长的CP（扩展CP或是超长扩展CP）。1.3.4.1.1.3 终端UE专用的参考信号信号结构UE专用参考信号序列 定义为：其中表示PDSCH传输对应的资源块的传输带宽（资源块个数）。伪随机序列 由给出。伪随机序列在每个子帧的开始采用 进行初始化，其中 对应PDSCH传输的RNTI值，例如C-RNTI、SPS C-RNTI等。 UE ID根序列，是长度为31的Gold序列； 在UE ID根信号基础上，由UE专用的RNTI信号，小区ID，OFDM符号序号和时隙号决定。RNTI信号：调度信息的指示信号。在
35、LTE中上下行的资源调度信息（MCS, Resource allocation等等的信息）都在PDCCH上发，所以要在PDCCH上区分到底这个调度信息是关于PCH，BCH，还是DL-SCH或者UL-SCH,就需要这些RNTI来指示。一般来讲，这些RNTI都隐含在PDCCH的CRC校验位里，即PDCCH做完16位的CRCAttach以后，就把这些校验位同RNTI进行异或运算。那UE收PDCCH时就把RNTI和CRC进行demask，解出来这个PDCCH到底是给PCH，BCH还是其他。所以P-RNTI，对应PCH；SI-RNTI,对应BCH，C-RNTI对应DL-SCH和UL-SCH。功能： 用于
36、支持单天线端口的PDSCH传输，做信道估计用；通常适应于TDD系统，采用BF发射； 可在天线端口5,7,8上传输，其中端口7,8是R9中新定义的； Port 5：支持R8 UE的PDSCH单流BF; Port 7或Port 8，Port 7和Port 8：支持R9 UE的PDSCH单流BF，或者双流BF； 高层会通知终端是否有终端专用参考信号，以及是否是一个有效的相位参考。如果高层通知了，则UE可以忽略任何在天线端口2和3上的传输； 终端专用参考信号仅仅在PDSCH对应的资源库中传输。图 17下行UE专用参考信号时频分布（常规CP）图 18下行UE专用参考信号时频分布（扩展CP）1.3.4.2
37、 同步信号PSS和SSS1. 主同步信号 PSS由频域Zadoff-Chu序列按照下式产生，长度为62位，即： 其中Zadoff-Chu根序列序号由下给出。表 9 主同步信号根序号.1.2. 根序号3. 04. 255. 16. 297. 28. 342. 辅同步信号SSS用于辅同步信号的序列是由两个长度为 31 的二进制序列交织级联产生。级联的序列使用扰码序列进行加扰，扰码序列由主同步信号给出。两个长度为 31的序列组合按照下式定义了子帧0和子帧 5 （即前半帧与后半帧）之间不同的辅同步信号，即：其中。S序列两个序列和按照下式定义为m序列的两个不同的循环移位，即：其中, , 定义为：且初始条
38、件为。序号m序号和由物理层小区 ID 组按照下式得到，即： 扰码序列c两个扰码序列和取决于主同步信号，且按照下式定义为m序列的两个不同的循环移位，即：其中 是物理层小区 ID 组 内的物理层小区 ID，且, ,定义为：且初始条件为。扰码序列z扰码序列和按照下式定义为m序列的循环移位，即：其中和由表 .1-1获得 ，且, , 定义为：且初始条件为。3. 资源映射时域：图19 主辅同步信号在FDD帧的位置图20 主辅同步信号在TDD帧的位置资源映射：Type1 FDD 时域：主同步信号和辅同步信号，映射到相同的天线口，而且只在每个无线帧的时隙0和时隙10中最后一个OFDM符号的RE上传输；Type
39、 2 TDD 时域：主同步信号在DwPTS的第3个OFDM符号中传输。辅同步信号在slot0和slot11的最后一个OFDM符号中传输。FDD&TDD 频域：序列 将按照下式映射到资源粒子上，即：注： 首先，上述PSS和SSS的位置差异，正好可以用来识别系统是TDD的还是FDD的； 关于用SSS检测CP：在确认PSS情况下，可以计算出两种CP情况下SSS的理论位置，则可以做个SSS自相关检测，确认两个理论位置上的SSS序列哪个才是真正的SSS，则也就知道了CP是normal还是extend了 另外，UpPTS可以用来专门放置物理随机接入信道PRACH，这是TDD LTE特有的一种“短RACH”
40、结构（只有1-2个符号长），相对而言，FDD的PRACH不短于1ms。短RACH是一种对半径较小的小区的优化，可以在不占用正常时隙的情况下，利用很少的资源承载PRACH信道； TDD下完全可以在常规子帧中采用1ms以上的PRACH信道，与FDD一样支持大半径小区能力。频域：中间1.08MHz （6RBs）；图21 主辅同步信号映射 主辅同步信号在频域6RB中，只占62个子载波，剩下10个子载波资源被预留且不用于主辅同步信号传输。一共504个物理层小区ID。这些小区ID被分为168个ID组，每个组包含3个组内ID。一个物理层小区 ID：（范围是0 167）表示物理层小区 ID 组的编号；（由SS
41、S信号检测得到） （范围是0 2）表示物理层小区 ID 组中的物理层小区 ID的编号。（由PSS信号检测得到）1.3.4.3 物理广播信道 PBCH广播信息分为两块：Master Information Block（MIB），包含了非常少的系统参数，并且发送的频率非常频繁，承载在PBCH上；System Information Blocks (SIBs), 这些信息复用到一块，在物理层使用下行共享信道发送。基本序列比特块，其中是物理广播信道上传输的比特数目，对于常规 CP ，其数目为1920；对于扩展 CP ，其数目为1728。图 22 传输层-物理层信号处理过程功能： 系统带宽；系统帧序列；
42、天线信息（隐藏在CRC的校验位上）; 对可靠性要求最高，其支持的物理功能最少。采取可靠的调制（QPSK），编码和多天线分集发送； 物理层配置完全是静态的，不需要支持任何自适应功能。保证可靠性接收： PBCH在40ms里面重复4次，速率匹配时产生了用于4个无线帧的PBCH的编码块，然后统一加扰调制。但是4段编码块所用的扰码段不同，即采用不同的扰码，实现干扰随机化； 每一次都是自解码，也可以合并解码，因此在40ms里面都丢失的可能性比较低。层映射和预编码单天线端口和传输分集的模式；用于cell-specific参考信号的天线端口数目。资源粒子映射每一个天线端口对应的复值符号块在每个满足的无线帧开始
43、，采用4 个连续的无线帧进行传输，并且将从开始依序映射到资源粒子上。向没有用于传输参考信号的资源粒子上映射，按照每一个维度的增序进行，优先考虑维度，然后是子帧0时隙1中的维度，最后是无线帧序号。资源粒子序号由下式给出： 其中，用于参考信号传输的资源粒子排除在外。在映射时假设天线端口 0 3 上的cell-specific参考信号都存在，而不管实际的配置。在映射操作中假设被预留给参考信号的，而实际上并没有用于传输参考信号的资源粒子，UE会假设这些资源粒子不可用于PDSCH传输。UE对这些资源粒子将不会作任何其他假设。图 23 物理广播信道信号映射1.3.4.4 物理下行控制信道 PDCCH物理下行控制信道承载：调度分配和其他控制信息，包括资源映射，上下行调制解调方案，空分复用相关的控制信息，上行功控信息；一个物理控制信道在一个或者多个连续的控制信道粒子(control channel elements， CCEs) 的一个集合上传输，其中一个CCE相当于9个REG。没分配给PCFICH 或 PHICH的REG的数目是。系统中的CCEs从 0 开始编号到，其中。PDCCH支持下表所列的多种格