LTE物理层
LTE物理层培训
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目录
LTE物理层过程
LTE物理层概述
多址技术
双工方式与帧结构
信道带宽
物理资源概念
LTE物理层信道与信号
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支持的信道带宽（Channel Bandwidth）
，，5MHz，10MHz，15MHz以及20MHz
LTE系统上下行的信道带宽可以不同
下行信道带宽大小通过主广播信息（MIB）进行广播
上行信道带宽大小通过系统信息（SIB）进行广播
信道带宽与传输带宽配置有如下对应关系：
信道带宽
3
5
10
15
20
传输带宽配置（RB数目）
6
15
25
50
75
100
信道带宽
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FDD:
上行传输和下行传输在不同的载波频段上进行；
TDD:
上行传输和下行传输在相同的载波频段上进行；
基站/终端在不同的时间进行信道的发送/接收或者接收/发送 ；
H-FDD:
上行传输和下行传输在不同的载波频段上进行；
基站/终端在不同的时间进行信道的发送/接收或者接收/发送 ；
H-FDD与FDD的差别在于终端不允许同时进行信号的发送与接收，即H-FDD基站与FDD基站相同，但是H-FDD终端相对FDD终端可以简化，只保留一套收发信机并节省双工器的成本。
双工方式
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物理资源概念
无线帧
OFDM符号
天线端口
基本时间单位
时隙-slot
子帧
物理资源
接收机用来区分资源在
空间上的差别，包括三
类天线端口：
CRS： 天线端口0~3
MBSFN：天线端口4
DRS： 天线端口5
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资源单元 (RE)
对于每一个天线端口，一个OFDM或者SC-FDMA符号上的一个子载波对应的一个单元叫做资源单元；
资源块 (RB)
一个时隙中，频域上连续的宽度为180kHz的物理资源称为一个资源块；
物理资源概念
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资源单元组 (REG)
控制区域中RE集合，用于映射下行控制信道
每个REG中包含4个数据RE
控制信道单元（CCE）
36RE，9REG组成
物理资源概念
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FDD帧结构 --- 帧结构类型1，适用于FDD与HD FDD
一个长度为10ms的无线帧由10个长度为1ms的子帧构成；
每个子帧由两个长度为的时隙构成；
帧结构
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TDD帧结构 --- 帧结构类型2，适用于TDD
一个长度为10ms的无线帧由2个长度为5ms的半帧构成
每个半帧由5个长度为1ms的子帧构成
常规子帧：由两个长度为的时隙构成
特殊子帧：由DwPTS、GP以及UpPTS构成
支持5ms和10ms DLUL切换点周期
帧结构
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TDD帧结构－上下行配置
帧结构
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目录
LTE物理层信道与信号
LTE物理层过程
LTE物理层概述
上行物理信道
下行物理信道
下行物理信号
上行物理信号
Page*
下行物理信道
PBCH：物理广播信道
调制方式：QPSK
PDSCH：物理下行共享信道
调制方式：QPSK,
16QAM, 64QAM
PCFICH：物理控制格式指示信道
调制方式：QPSK
PMCH：物理多播信道
调制方式：QPSK,
16QAM, 64QAM
PDCCH：物理下行控制信道
调制方式：QPSK
下行物
理信道
PHICH：物理HARQ指示信道
调制方式：BPSK
Page*
下行物理信道一般处理流程
下行物理信道
加扰
调制
层映射
预编码
RE映射
OFDM信号产生
Page*
Page*
物理广播信道PBCH：
PBCH传送的系统广播信息包括下行系统带宽（4bit）、SFN子帧号（8bit） 、PHICH （3bit） 指示信息等；
PBCH的RE映射；
常规CP
扩展CP
下行物理信道
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物理控制格式指示信道PCFICH：
PCFICH用于指示在一个子帧中传输PDCCH所使用的OFDM个数
CFI：2bit信息
1/16编码，QPSK调制
PCFICH映射到控制区域的第一个OFDM4个REG上
4个REG之间相差1/4带宽
REG的位置与小区id有关
下行物理信道
Page*
Page*
PHICH信道的RE映射
PHICH group的物理资源映射
PHICH长度分为两个等级，其所占用的OFDM符号个数如下表所示
一个PHICH group由3部分组成，分别映射到一个REG上
PHICH长度
非MBSFN子帧
MBSFN子帧
TDD中子帧1和子帧6
所有其他情况
混合载波承载MBSFN
常规
1
1
1
扩展
2
3
2
具体频域位置取决于
- 小区id
PHICH group序号-
所在OFDM符号中的REG数目
- 以及PHICH扩展长度的大小
下行物理信道
Page*
物理下行控制信道PDCCH：
PDCCH用于承载资源分配信息，包括功率控制信息等;
逻辑映射
一个PDCCH是一个或者几个连续CCE的集合；
根据PDCCH中包含CCE的个数，可以将PDCCH分为如下图四种格式；
物理映射
多个用户的PDCCH进行复用和加扰等操作，映射到没有用于传输PCFICH和PHICH的REG上。
下行物理信道
PDCCH格式
CCE个数
REG个数
PDCCH比特数目
0
1
9
72
1
2
18
144
2
4
36
288
3
8
72
576
Page*
Page*
Page*
Page*
物理下行共享信道PDSCH:
PDSCH用于承载Unicast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port 5 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;
物理多播信道PMCH：
用于承载Multicast数据信息；
对于混合载波（PMCH+PDSCH）时，PMCH在MBSFN子帧传输；
MBSFN子帧概念
前1 or 2 符号可以用于unicast;其他符号用于Multicast业务
下行物理信道
Page*
目录
LTE物理层信道与信号
LTE物理层过程
LTE物理层概述
上行物理信道
下行物理信道
下行物理信号
上行物理信号
Page*
确定唯一的物理小区id；
下行信道质量测量；
下行信道估计，用于UE端的相干检测和解调；
小区搜索；
同步信号
参考信号
主同步信号
辅同步信号
小区专用参考信号
MBSFN参考信号
终端专用的参考信号
下行物理信号
Page*
Page*
Page*
Page*
同步信号序列
主同步信号使用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；
下行物理信号
共有168组SSS序列，与小区ID组序号 一一对应
5
ms
6
2
子
载
波
7
2
子
载
波
(2)
ID
(1)
ID
cell
ID
3
N
N
N
+
=
主同步序列
辅同步序列
Z
a
d
o
f
f
-
C
h
u
Z
a
d
o
f
f
-
C
h
u
S
c
r
a
m
b
l
i
n
g
S
c
r
a
m
b
l
i
n
g
m
s
e
q
u
e
n
c
e
m
s
e
q
u
e
n
c
e
两个半帧不同
两个半帧相同
Page*
小区专用参考信号
常规CP
下行物理信号
0
=
l
0
R
0
R
0
R
0
R
6
=
l
0
=
l
0
R
0
R
0
R
0
R
6
=
l
O
n
e
a
n
t
e
n
n
a
p
o
r
t
T
w
o
a
n
t
e
n
n
a
p
o
r
t
s
Resource element
(
k
,
l
)
Not used for transmission on this anten
n
a port
Reference symbols on this antenna port
0
=
l
0
R
0
R
0
R
0
R
6
=
l
0
=
l
0
R
0
R
0
R
0
R
6
=
l
0
=
l
1
R
1
R
1
R
1
R
6
=
l
0
=
l
1
R
1
R
1
R
1
R
6
=
l
0
=
l
0
R
0
R
0
R
0
R
6
=
l
0
=
l
0
R
0
R
0
R
0
R
6
=
l
0
=
l
1
R
1
R
1
R
1
R
6
=
l
0
=
l
1
R
1
R
1
R
1
R
6
=
l
F
o
u
r
a
n
t
e
n
n
a
p
o
r
t
s
0
=
l
6
=
l
0
=
l
2
R
6
=
l
0
=
l
6
=
l
0
=
l
6
=
l
2
R
2
R
2
R
3
R
3
R
3
R
3
R
even
-
numbered slots
odd
-
numbered slots
Antenna port
0
even
-
numbered slots
odd
-
numbered slots
Antenna port
1
even
-
numbered slots
odd
-
numbered slots
Antenna port
2
even
-
numbered slots
odd
-
numbered slots
Antenna port
3
Page*
MBSFN参考信号
扩展CP，15kHz
扩展CP，
下行物理信号
Page*
目录
LTE物理层信道与信号
LTE物理层过程
LTE物理层概述
上行物理信道
下行物理信道
下行物理信号
上行物理信号
Page*
PUSCH：物理上行共享信道
调制方式：QPSK, 16QAM, 64QAM
PRACH: 物理随机接入信道
调制方式：QPSK
PUCCH：物理上行控制信道
调制方式：QPSK
上行物
理信道
上行物理信道
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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：
上行物理信道
加扰
调制
传输预编码
RE映射
SC-FDMA信号产生
Page*
上行物理控制信道PUCCH：
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
上行物理信道
PUCCH格式：
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Page*
Page*
Page*
Page*
Page*
Page*
Page*
Page*
Page*
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它SC-FDMA符号不同
Preamble format 0~3：1250Hz
Preamble format 4: 7500Hz
Preamble format 0~3
Preamble format 4
上行物理信道
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目录
LTE物理层信道与信号
LTE物理层过程
LTE物理层概述
上行物理信道
下行物理信道
下行物理信号
上行物理信号
Page*
上行物理信号
上行信道估计，用于eNodeB端的相干检测和解调；
上行信道质量测量；
参考信号
解调用参考信号(DRS)
探测用参考信号(SRS)
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PUSCH 解调用参考信号
常规CP
扩展CP
上行物理信号
Page*
PUCCH 解调用参考信号
上行物理信号
Page*
探测用参考信号
上行物理信号
对上行信道质量进行估计，用于上行信道调度
主要作用
对于TDD，可以利用信道对称性获得下行信道质量；
Page*
探测用参考信号
--主要参数
上行物理信号
符号位置
子帧偏移
是否同时传输SRS与ACK/NAKC
持续时间
子帧位置
周期
时域参数
Page*
通过广播信息获
得小区允许的带宽信息；
4. UE通过RRC信令获得具体的带宽配置；
5. UE通过RRC信令获知其是否进行RS跳频；
3. UE通过RRC信令获知其使用的Comb信息
2. UE通过RRC信令获得具体的SRS传输PRB位置；
上行物理信号
带宽配置
频域位置
Comb信息
跳频信息
SRS带宽
探测用参考信号
--频域参数
Page*
目录
LTE物理层信道与信号
LTE物理层过程
LTE物理层概述
随机接入
小区初搜
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小区搜索过程
为什么要进行小区搜索
小区搜索
完成UE与基站之间的时间和频率的同步，并识别小区id；
完成小区初搜后，UE接收基站发出系统信息；
小区搜索是UE接入系统的第一步，关系到能否
快速，准确的接入系统。
Page*
5ms 定时，获得
10ms 定时，获得
计算得到
读取MIB
读取SIB
主同步信号
辅同步信号
PBCH
DBCH
其他系统信息
公共天线端口数目（盲检）
SFN
下行系统带宽
PHICH配置信息
小区初搜流程
小区搜索过程
Page*
目录
LTE物理层信道与信号
LTE物理层过程
LTE物理层概述
随机接入
小区初搜
Page*
随机接入
为什么要进行随机接入过程
随机接入过程
UE通过随机接入与基站进行信息交互，完成后续如呼叫，资源请求，数据传输等操作；
实现与系统的上行时间同步；
随机接入的性能直接影响到用户的体验，能够适应各
种应用场景、快速接入、容纳更多用户的方案；
Page*
随机接入过程
随机接入前导(Preamble)的发送
随机接入响应
随机接入过程
Preamble
当UE收到eNB的广播信息需要接入时，从序列集中随机选择一个
preamble序列发给eNB,然后根据不同的前导序列来区分不同的UE.
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随机接入过程
UE侧随机接入流程
1.解析传输请求，获得随机接入配置信息；
2.选择preamble序列
1)基于竞争的随机接入：随机选择preamble
2)无竞争的随机接入：由高层指定preamble
3.按照指定功率发送preamble
4.盲检用RA-RNTI标识的PDCCH
--检测到，接收对应的PDSCH并将信息上传；
--否则直接退出物理层随机接入过程，由高层
逻辑决定后续操作；
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随机接入过程
适用于初始接入
端通过在特定的时频资源上，发送可以标识其身份的preamble序列，进行上行同步
2.基站端在对应的时频资源对preamble序列进行检测，完成序列检测后，发送随机接入响应。
端在发送preamble序列后，在后续的一段时间内检测基站发送的随机接入响应
在检测到属于自己的随机接入响应，该随机接入响应中包含UE进行上行传输的资源调度信息
5.基站发送冲突解决响应，UE判断是否竞争成功
竞争的随机接入流程
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随机接入过程
适用于切换或有下行数据到达且需要重新建立上行同步时
1.基站根据此时的业务需求，给UE分配一个特定的preamble序列。（该序列不是基站在广播信息中广播的随机接入序列组）
接收到信令指示后，在特定的时频资源发送指定的preamble序列
3.基站接收到随机接入preamble序列后，发送随机接入响应。进行后续的信令交互和数据传输。
无竞争的随机接入流程
课程名称
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华为技术有限公司 版权所有 未经许可不得扩散
P-*
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课程名称
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P-*
*
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课程名称
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P-*
双工方式是传输的一种方式，相对而言有单工方式，半双工，全双工。数据可以同时在两个方向上进行传输。根据载体的不同又分为FF和TDD，我们一起来看看定义
讲到这里给大家讲讲4G的发展史，在3G里面我们有三大标准，TD-SCDMA以TDD为主，W以FDD为主，LTE的发展目标就是两网融合，并且转向全IP,实现网络的平滑升级。就针对这两种方式设计出两套针结构方案
*
华为技术有限公司 版权所有 未经许可不得扩散
课程名称
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华为技术有限公司 版权所有 未经许可不得扩散
P-*
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LTE使用天线端口来区分空间上的资源。天线端口是从接收机的角度来定义的，即如果接收机需要区分资源在空间上的差别，就需要定义多个天线端口。天线端口与实际的物理天线端口没有一一对应的关系。
由于目前LTE上行仅支持单射频链路的传输，不需要区分空间上的资源，所以上行还没有引入天线端口的概念。
目前LTE下行定义了三类天线端口，分别对应于天线端口序号0~5。
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课程名称
RB为transport block，一个RB包含12个子载波，20M带宽为100个RB，1200个子载波。
最小值是6个RB，最大值是110个RB，但是去掉保护频带，实际可用的应该是100RB
100个RB既要给业务也要给控制,还要给RS。
LTE中RB为承载业务信息的最小的资源调度单位
RB对是两个RB，时域占用一个子帧。一个子帧里两个时隙的频域占用可以不一样。
课程名称
华为技术有限公司 版权所有 未经许可不得扩散
P-*
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课程名称
REG的定义：REG用于控制信道至物理资源的映射。每个 REG由 4 个可分配的频域连续（子载波连续）的 RE 构成，这 4 个RE 位于同一个 OFDM 符号。
REG为PHICH PCFICH设计
CCE为PDCCH设计
课程名称
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P-*
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课程名称
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P-*
它沿用了UMTS系统一直都采用的10MS无线帧的长度，LTE在数据传输延时方面提出了更高的要求并且在调度方面要求更加灵活，小于5MS，所以要采用更加小的时隙传输间隔，以前的是5MS，但是太小了，大家想想会带来什么问题，是不是调度时需要的信令开销更大了，所以权衡下，最后就设计出了下面的FDD帧结构模型。在每一个时隙结构中，有数据符号和CP组成，针对不同的CP，OFDM符号数也不同，用常规CP，每个时隙的符号数为7个，扩展CP每个时隙为6个，这样一种帧结构，每个控制信道应该是占用每个时隙中的几个字符，数量级要更加小一些，具体的分配在后面我们要讲到。
*
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课程名称
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P-*
接下来看TDD，这个结构大家应该很面熟，与TD-SCDMA的帧结构有几分相似的地方，GP为保护时隙，不传输任何数据，防止上下行交叉干扰。子侦一和六传输特殊子帧，每一个子帧是14个符号，特殊子侦也一样，特殊子帧由三个部分组成，也就是三个部分加起来的符号数为14，那么这就存在一个组合问题，LTE可以根据传输环境不同而选择对应的特殊时隙配置方案。对于常规CP，一般有9中配置方案，扩展CP只有7种。一般UPPTS配置1到两个符号，比较固定，其他两个相对较灵活。这里给大家提个问题，GP的设置与我传输的远近有关系吗，肯定是有，GP长度越大，则意味传输 距离越远，是这个道理吧。大家还记不记得TDD有个非常强的优势，就是灵活分配上下行业务，因为有时隙转换点，当然我们LTE肯定也沿用了这个技术。我们一起来看看集中配置方案。
DWPTS GP UPPTS里承载的内容和TS是不一样的
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课程名称
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P-*
首先简单介绍一下，特殊时隙肯定是在 一共7种配置
这里分为两大类：五毫秒的周期，子帧1和6，子帧0和5一定走下行，
上下行的转换点，是在
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课程名称
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P-*
*
LTE的信道发生了大的变化，不仅数量少了，而且信道处理流程也便了，为什么会这样呢？就是为OFDMA与MIMO服务的。为他们打好底层的实体基础。大家看到目录就会看到一个新的名词物理信号，者在以前3G里面是没有的，为什么要这样分呢？减少信道的开销，用一些信号来代替信道，这些信号用的是为随机码或者ZCHU码组成，完成同步等功能
华为技术有限公司 版权所有 未经许可不得扩散
课程名称
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P-*
下行信道共有6个，在后面我会给大家一一介绍他的结构以及功能，在这里大家可以把每个信道的名字好好记一下。
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课程名称
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P-*
这个过程和以前TD也是完全不同的。
在物理层传输的信号都是OFDM符号，从传输信道映射到物理信道的数据，经过一系列的底层的处理，最后把数据送到天线端口上，进行空口的传输。
1、加扰：这个加扰放在调制的前面，是对BIT进行加扰，每个小区使用不同的扰码，是小区的干扰随机化。减小小区间的干扰。
2、调制：是吧BIT变为复值符号，（应该是为QPSK这类做准备）
3、层映射：每一个码字中的复值调制符号被映射到一个或者多个层上；根据选择的天线技术不同，而采用不同的层映射
单天线端口层映射：选择单天线接受或者采用波束赋性技术。只对应一个天线端口的传输
空间复用的层映射：天线端口有4个可用，那么就是把2个码字的复制符号映射到4个天线端口上
传输分集映射：是把一个码字上的复制符号映射到多个层上，一般选择两层或四层
4、预编码：就是把层映射后的矩阵映射到对应的天线端口上，理所当然预编码对应也有3中类型
单天线端口的预编码：物理信道只能在天线端口序号为0、4、5的天线上进行传输
空间复用的预编码：两端口，使用天线序列号为0、端口的为0-3
传输分集预编码：同上
5、资源粒子映射：就是把预编码后的复制符号映射到虚拟资源块上没有其他用途的的资源例子上。
大家可以发现采用层映射和预编码的技术就是我们所谓的MIMO技术的核心。
*
华为技术有限公司 版权所有 未经许可不得扩散
课程名称
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P-*
PBCH传MIB
MIB里有帧号、频宽、PHICH配置、
占用第一时隙的前4个ofdm符号，占用72个子载波。
PBCH每40MS传不同的值，每40ms里每10ms传的内容是一样的。也就意味着，40ms里正确接收到一个10ms就可以了。
扰码和cell－id有关。
PBCH上面发送的主要是广播信息（Master Information Block），PBCH采用QPSK调制，采用单天线或者发射分集方式发送，PBCH采用盲解。
PBCH映射到每1帧的第1个子帧的第2个时隙的前4个符号，根据CP长度的不同，PBCH对应的编码之后的信息比特程度为1920或者1728比特，PBCH映射的时候都假设基站有4天线。其中，PBCH的发送周期为40ms。
MIB信息为24 bits，经过crc(包括crc mask)之后为40bits，再经过1/3 CC后为120 bits，经过速率匹配后为1920bits（normal cp，extended cp为1728 bits），这些比特加扰后通过4个无线帧发射出去. 关于一个无线帧的RE数目，在normal cp时为240 RE，extended cp时为216 RE,两种情况下导频的开销不同。 PBCH不会和PDCCH冲突，因为两者是时分的，永远不会冲突。
SFN的高8bit 通过PBCH传输 低2bit通过盲检测PBCH 40ms 定时获得。
dl-bandwidth, 3位, 表示 6, 15, 25, 50, 75, 100 六种带宽.
phich-duration, 1位, 表示Normal or Extend
phich-resource, 2位, 对应PHICH的参数Ng, ={1/6, 1/2, 1, 2}
SFN帧号高8位
spare预留比特10位.
PBCH编码
CRC16位, 并根据天线的个数进行Mask.
1/3码率的CC
对NormalCP而言, 速率匹配输出1920比特, 相当于重复16倍.
PBCH调制和映射
加扰, 扰码与Cell_ID有关.
QPSK调制.
分层和预编码, 多天线只有发送分集(TD)方式, 无空间复用(SM)方式.
物理资源映射, subframe0的slot1中前四个OFDM符号的72个子载波. 注意天线端口为1,2,3,4的cell-special RS要保留.
40ms, 每10ms发送一个可以自解码的PBCH. (其实10ms的数据相当于将circle buffer重复了4次)
对Normal CP而言, 40ms的物理资源共4*(4*72-4*12)=960个子载波, 每个子载波上传输一个QPSK符号, 因此传输1920比特.
PBCH的接收: 主要要解决三个问题.
天线配置未知。发送天线配置不同则接收端MIMO检测的操作不同, 并且CRC的Mask也不同. 简单的方法是轮流试发送天线为1，2，4的情况；复杂的方法是根据cell-special RS进行发送天线估计，估计后再进行MIMO检测。
接收下来的10msPBCH是40ms中哪一段未知, 因此解扰用的扰码是哪一段也未知. 简单的方法是轮流用4段中的一段，直到CRC正确为止。
PBCH没40MS传不同的值，每40ms里每10ms传的内容是一样的。也就意味着，40ms里正确接收到一个10ms就可以了。
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PBCH上面发送的主要是广播信息（Master Information Block），PBCH采用QPSK调制，采用单天线或者发射分集方式发送，PBCH采用盲解。
PBCH映射到每1帧的第1个子帧的第2个时隙的前4个符号，根据CP长度的不同，PBCH对应的编码之后的信息比特程度为1920或者1728比特，PBCH映射的时候都假设基站有4天线。其中，PBCH的发送周期为40ms。
MIB信息为24 bits，经过crc(包括crc mask)之后为40bits，再经过1/3 CC后为120 bits，经过速率匹配后为1920bits（normal cp，extended cp为1728 bits），这些比特加扰后通过4个无线帧发射出去.
关于一个无线帧的RE数目，在normal cp时为240 RE，extended cp时为216 RE,两种情况下导频的开销不同。 PBCH不会和PDCCH冲突，因为两者是时分的，永远不会冲突。
SFN的高8bit 通过PBCH传输 低2bit通过盲检测PBCH 40ms 定时获得。
dl-bandwidth, 3位, 表示 6, 15, 25, 50, 75, 100 六种带宽.
phich-duration, 1位, 表示Normal or Extend
phich-resource, 2位, 对应PHICH的参数Ng, ={1/6, 1/2, 1, 2}
SFN帧号高8位
spare预留比特10位.
PBCH编码
CRC16位, 并根据天线的个数进行Mask.
1/3码率的CC
对NormalCP而言, 速率匹配输出1920比特, 相当于重复16倍.
PBCH调制和映射
加扰, 扰码与Cell_ID有关.
QPSK调制.
分层和预编码, 多天线只有发送分集(TD)方式, 无空间复用(SM)方式.
物理资源映射, subframe0的slot1中前四个OFDM符号的72个子载波. 注意天线端口为1,2,3,4的cell-special RS要保留.
40ms, 每10ms发送一个可以自解码的PBCH. (其实10ms的数据相当于将circle buffer重复了4次)
对Normal CP而言, 40ms的物理资源共4*(4*72-4*12)=960个子载波, 每个子载波上传输一个QPSK符号, 因此传输1920比特.
PBCH的接收: 主要要解决三个问题.
天线配置未知。发送天线配置不同则接收端MIMO检测的操作不同, 并且CRC的Mask也不同. 简单的方法是轮流试发送天线为1，2，4的情况；复杂的方法是根据cell-special RS进行发送天线估计，估计后再进行MIMO检测。
接收下来的10msPBCH是40ms中哪一段未知, 因此解扰用的扰码是哪一段也未知. 简单的方法是轮流用4段中的一段，直到CRC正确为止。
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P-*
PCFICH放置在第1个OFDM符号中，PCFICH的2bit信息通过4个每个长16个QPSK符号的序列承载。CFICH承载的信息非常重要，实际上划分了每个子帧中控制信令区域和数据区域的边界，所以必须采用可以有效抑制干扰的传输方式。因此，一个PCFICH序列的16个符号被分散到整个系统带宽，不同小区放置在不同的子载波组上。另外，PCFICH也进行小区特定加扰(Cell-specific Scrambling)。PCFICH采用和PDCCH相同的发射分集技术。
TDLTE中子帧1 6中的pdcch最多只能占用2个ofdm符号.
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PHICH信息含义: eNodeB是否成功解析PUSCH的反馈, ACK/NACK. 1比特.
PHICH编码过程: 重复3倍, 编码输出为3比特.
PHICH调制映射过程: 主要有几个参数,
PHICH_duration: 这个可以是normal or extended, 在MIB中指示. 用来表示PHICH持续多少个OFDM符号, 取值可以是1, 2, 3.
PHICH_group: 这个由CP模式, Ng和N_RB_DL决定, 在MIB中指示.
mi: 这个是TDD特有参数, 由上下行配置模式决定, 在SIB1中指示.
PHICH_seq: 由于PHICH有扩频操作, NormalCP扩频码长度为4, 支持8组复数扩频码, ExtendCP扩频码长度为2, 支持4组复数扩频码.
具体调制映射过程是将编码输出的3比特进行BPSK调制, 加扰和扩频, 以NormalCP为例, 经过调制加扰扩频后, 输出为12个符号, 然后进行分层和Precoding, 其中4天线的Precoding在ExtendCP模式下和PBCH略有不同. 接下来将不同PHICH_Seq的序列相加, 并根据上述几个参数计算物理资源映射的具体位置, 最后将相加的结果放入相应的物理资源中.
PHICH接收过程: 这里主要存在一个鸡生蛋 or 蛋生鸡问题的解决.
因为解PHICH需要已知mi, 而mi又在SIB1中, SIB1又在PDSCH中, 而解析PDSCH之前, 需要先解析对应的PDCCH, 在解PDCCH之前, 又需要排除PHICH所占用的资源, 这又需要知道mi. 好像右转右转右转右转, 最后发现是一个圈一样.
解决方法是mi一共有0,1,2三种, 因此在解析SIB1之前的第一次解PDCCH可以尝试解三种可能.
HARQ的确认消息也很重要。而且情况多种多样。所以需要单独设置一条信道。
PHICH是复用的。给不同ue的确认消息可以同时发。一个信道可以同时发8个确认消息。
给多个UE的确认消息PHICH是一个组。组内的确认消息的个数是可变的。有4种情况。上行多个PRB给一个HARQ时（2种情况）、上行一个PRB给一个HARQ时，上行MU-MIMO时一个PRB给多个HARQ时。
在TDD中，还存在一个PHICH上要发送很多确认消息的情况。
UE什么时候知道他的扩频吗？
Multiple ACK/NACK：
由于TDD系统并非在希望反馈ACK/NACK时总能碰到合适的“时隙”，因此需要在将多个ACK/NACK一并发送。
两种方式：
ACK/NACK multiplexing
ACK/NACK Bundling
一个PHICH里的可能有多个UE的确认消息，也有可能有一个UE的多个HARQ的确认消息。
当用了MU-MIMO时一个PHICH时间里会要同时发多个确认.如果一个harq要多个prb承载,那phich里的确认消息可以少点.
一个PHICH组包括3个REG.
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PHICH占用的OFDM符号数可能采用两种配置：一是将 PHICH固定在第1个OFDM符号，但这种方法可能影响PHICH的覆盖性能；二是采用半静态可配的PHICH长度。经过研究决定采用两种长度半静态可配的方式：对MBSFN子帧， PHICH长度在1个和2个OFDM符号之间半静态选择：对非MBSFN子帧，PHICH长度在 1个和3个OFDM符号之间半静态选择。
PHICH包含3个REG，采用QPSK调制。对于2天线情况，一个 ACK／NACK比特采用Walsh序列经过4倍扩频形成一个REG，然后重复3次，形成一个 ACK／NACK信道。由于采用4倍正交码扩频，再加上QPSK的I、Q两路，共可以在一个户HICH内复用8个ACK／NACK信道。在4天线情况下，仍然采用4倍扩频，但要对相应的4天线发送分集方法做一些调整。
和PCFICH一样，PHICH也尽可能均匀分布在6个PRB所在的分别位于3个符号。如带宽内，两个相邻的PHICH REG之间相隔6个REG，另外，在时域上，PHICH也尽可能分散到控制区域所在的所有符号，PHICH长度为3，因此3个PHICHREG果PHICH长度为2，则3个PHICHREG有1个位于第1符号，有2个位于第2符号。
PHICH信令是和上一周期的上行数据紧密联系的，因此PHICH需要占用的资源与一个周期内的上行数据信道资源有一定关联，这就为隐性地表示PHICH资源创造了可能。最后决定，将PHICH使用的资源位置和上行资源分配的第1个PRB之间建立联系。
由于采用了独立的PHICH和PCFICH信道，而且这两个信道使用的资源是相对固定的 (PCFICH资源是静态的，PHICH资源是半静态的)，因此系统会首先分配PHICH和PCFICH信道使用的RE，然后将剩下的RE分配给PDCCH，PDCCH将在这些剩下的RE内进行交织，如图5-46所示。
PCFICH占用的RE是静态的，不会对PDCCH的资源指示造成影响。但PHICH占用的 RE是半静态变化的，占用哪些RE应该由系统信息指示。如果这个系统信息放在PDCCH中，就带来的“鸡生蛋，蛋生鸡”(Chicken-and-Egg)的问题：PDCCH需要获知PHICH占用的 RE才能解调，而PHICH反过来需要PDCCH通知UE它使用了哪些RE。为了解决这个难题，最终决定在PBCH中对PHICH格式进行指示，虽然PBCH的开销本来是应该严格控制的。在PBCH中使用lbit指示PHICH的长度，2bit指示PHICH使用的频域资源，即PHICH组的数量(每个PHICH组包含8个PHICH)。在频域上，PHICH采用等间距放置，即每隔固定数量的子载波放置一个PHICH的REG。为了抑制不同小区PHICH之间的干扰，还采用循环位移的方法使相邻小区在错开的频域资源上发送PHICH。某个小区的PHICH位移可以和它的小区ID对应，因此不需要额外的信令传输。
PHICH占用的时域位置（符号位置），由胶片中的表来定。或者是MIB来决定。目的是要在时域上要尽可能地离散。
PHICH占用的频域位置（子载波位置），由胶片中的项目来决定。其中PHICH group序号代表着和上行承载HARQ的RB的起始标号有关。
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TDM方式的优点是可以降低延迟、减小缓存需求，并有效地支持微睡眠(Micro Sleep)。 FDM方式可以实现数据和控制信令之间的功率平衡(即可以节省部分数据发射功率，增大控制信道的发射功率)，从而获得更大的小区覆盖。
经过研究，决定采用TDM方式复用下行控制信令。具体地说，物理下行控制信道 (PDCCH)放置在一个子帧的前n个(n≤3)OFDM符号。数据最早可以在PDCCH的最后一个OFDM符号开始，
接下来的问题是如何指示PDCCH的内部结构。PDCCH中包含的下行信令是指导UE正确接收和发送数据的信息，但PDCCH本身包含给小区内众多用户的下行控制信令，结构也较复杂，如何使每个UE都能够快速地找到并准确地解调自己的控制信令，同时保持PDCCH具有较低的开销，也是一个难题。因此，首先应该定义PDCCH内部的资源分配单位，然后再设计指示PDCCH内部结构的方法。
一条PDCCH只能携带一个用户的信息。用户是根据解CRC上的RNTI来识别的。
UE在盲检前，只知道CCE的个数，PDCCH的时间范围。或者说只知道PDCCH所拥有的时域和频域的范围，及PDCCH的最大个数。UE不知道PDCCH的具体个数，更不知道哪个PDCCH是我的。
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一个 PDCCH 对应一个 UE 标识（RNTI） ， “UE 标识”的长度为 16 比特，与上图中 CRC 的长度相同，采用与 CRC“异或”的方式在 PDCCH中传输。
根据不同的 DCI format，PDCCH的内容大小可能是 26、43、46、56、72 比特，系统不支持码率大于 3/4的“PDCCH内容大小”和“占用的 CCE 个数”的组合。
UE specific的搜索空间的起点有 “hashing 函数” 给出， 函数的输入包括： UE ID、 Aggregation Level、number of CCEs in this subframe, Subframe number。
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DCI 下行控制信息的量是不确定的。就是同一种DCI编号，它的数据量也是不定的。受频宽和天线数目影响。
3/3A是功控信息。
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UE一般不知道当前DCI传送的是什么format的信息，也不知道自己需要的信息在哪个位置。但是UE知道自己当前在期待什么信息，例如在Idle态UE期待的信息是paging, SI；发起Random Access后期待的是RACH Response；在有上行数据等待发送的时候期待UL Grant等。对于不同的期望信息UE用相应的X-RNTI去和CCE信息做CRC校验，如果CRC校验成功，那么UE就知道这个信息是自己需要的，也知道相应的DCI format，调制方式，从而进一步解出DCI内容。这就是所谓的“盲检”过程。 那么UE是不是从第一个CCE开始，一个接一个的盲检过去呢？这也未免太没效率了。所以协议首先划分了CCE公共搜索空间（Common Search Space）和UE特定搜索空间（UE-Specific Search Space），对于不同的信息在不同的空间里搜索。 另外对于某些format的信息，一个CCE是不够承载的，可能需要多个CCE，因此协议规定了所谓的CCE Aggregation Level取值为1，2，4，8。例如对于位于公共空间里的信息Aggregation Level只有4，8两种取值，那么UE搜索的时候就先按4 CCE为粒度搜索一遍，再按8 CCE为粒度搜索一遍就可以了.
盲检次数不是22而是44，是因为对于每种transmission mode, 都有需要检测两种不同size 的DCI format，比如对于transmission mode 1, UE 需要检测DCI0/1A，和DCI1。0/1A是相同的size，而DCI1 与DCI 0/1A的size是不一样的，所以UE这两种Size都要检测一次，才能确定到底收到的是DCI0/1A，还是DCI1。而DCI0/1A可以通过一个 flag来区别。所以因为是两种size，22就需要乘2 ..
为了减少 format 1C带来的额外的盲检测数目，对它在 common space 中的起始位置进行了限制即
对于 DBCH的调度信息总是从 CCE 0 开始（包括 aggregation level 等于4 或者8） ；
对于 RACH response 的调度信息总是从 CCE8 开始（包括 aggregation level等于 4 或者8）
在资源分配信令中，使用“5bits MCS指示”结合“分配的 RB数目” ，即可得到传输块大小（TBS） ，
由此确定了数据格式。 是不是间接地算出PDSCH将会采用的调制方式？
下行使用单独的表项是因为重传不改变码率，只是可能因为信道情况而使用不同的调制方式。
上行使用同步 HARQ机制，重传与初传使用相同的调制方式。
胶片中不是22次，而是44次的原因大概是：根据不同的资源分配方式，UE要收两遍。
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UE需要先收听PCFICH信道,PCFICH信道用于描述PDCCH Physical downlink control channel的控制信息的放置位置和数，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。
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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.
RS还要为MIMO服务
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通过了解SCH结构就可以知道是FDD还是TDD.
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TDD是先SCH同步还是用Dwpts同步？
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3 4天线密度稀疏些，因为4天线时信道比较好。
不同小区间RS可以跳频。Common 导频子载波在频域的绝对位置与cell ID 相关，因此形成cell specific 的频域shift，有利于在网络轻负载情况下，降低导频干扰
如果是4天线，RS的开销是24/12/14=14％
专用RS优先级会比较低，会被其它信息覆盖；公共的RS优先级会比较高。
RS和RE功率可以不一样。一般通过一个高层设置的比值来定义。RS的功率一般比RE高。
在发送UE specific 的专用导频时，保持cell specific 的公用导频不变，在如下图红色方格所示位置插入专用导频。（支持专用导频Beam forming 操作）
对于所有类型的TDD 终端，专用导频的支持是终端的一项必选能力要求。（对于FDD 终端为可选）
- CQI 的测量将始终基于公用导频。
- 在专用导频与PBCH/PSS/SSS 发生位置冲突的时候，对这些位置的专用导频打孔。
- 专用导频子载波在频域的绝对位置与cell ID 相关，因此形成cell specific 的频域shift，有利于在网络轻负载情况下，降低导频干扰
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左边的图片有问题，左边为MBSFN参考信号的设计，右边为专用参考信号的设计。它的取舍主要采用是否采用波束赋性。
MBSFN的RS在频域上更密 为什么？
对于所有类型的TDD 终端，专用导频的支持是终端的一项必选能力要求。（对于FDD 终端为可选）
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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，但是要清楚一点的是上下行的调制方式是不同的，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。
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是没有层映射的，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/NAK” 和 “CQI反馈” ， 其中 “ACK/NAK”和“CQI 反馈”可在“上行物理控制信道（PUCCH） ”上传输，也可以与数据复用在“上行物理共享信道（PUSCH） ” 上传输。
format 1 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/NAK 资源上传输；当 SR 和上行 ACK/NAK 需要同时传输时，在 L3 信令配置给 SR 的资源上传输上行 ACK/NAK。
上行的 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/NAK 信道的位置信息（RB位置+Cyclic Shift+Othogonal Cover）
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为了保证单载波的特性，PUCCH和PUSCH一定不会同时传输，
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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。
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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。
在用扩频码扩频
中间红色的是PUCCH相关的信道估计RS
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CQI不扩频的原因是不需要复用。
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SRI可以和ACK\NACK公用一个时频资源。两者用不同是时频资源区分。
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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（ACK/NAK、Rank indicator 或者 CQI）需要传输，那么该控制信令将在 PUSCH 上与数据复用传输。
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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。
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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，那会功率很高。
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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。(为什么呢)
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。在 FDD情况下，每个Subframe 中最多传送一个 PRACH，即没有频分。TDD 情况下，允许一个 Subframe 中存在多个频分的PRACH。
为什么PRACH频域要在PUCCH边上？为了给PUSCH留出更多的空间？
PRACH的时间密度是多少？
PRACH在频域上占用 6个 RB，即 72 个子载波的宽度（）。这样是不是为了应付在不同频宽的小区切换。
同时，对于普通子帧，多个 PRACH 是在上行频段的两边，在与 PUCCH 相邻的频域位置从低到高上下交错排列；而对于 UpPTS, 短 PRACH 在相邻的 UpPTS 的频域上是上下交替映射，同一 UpPTS 上多个PRACH是连续排列的， 即对于UpPTS上的短PRACH， 在时间上采用单边交替映射的方法， 即在某个UpPTS内，从高频向低频映射，在相邻的下一个 UpPTS 内，从低频向高频映射（如下面所示） ，这个是为了使UpPTS 内的 SRS 在 2 次UpPTS 的机会内 sounding 到整个带宽成为可能。
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决定PRACH信道格式支持的覆盖半径的因素
1）Preamble长度，Preamble越长，覆盖性能越好
2）GT长度，GT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。
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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序列有64个。
手机在发数据前要发PREAMBLE。如果前导序列是事先知道的。
为什么PRACH的子载波要小点？
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相对3G来说，上行就新增加了SRS参考信号。这个信号是用来测量异频信号质量的。因为调度需要知道全频段的信道情况。
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前面为传送ACK/NACK的参考信号，后面为扩展CP的传送CQI的参考信号。
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作用：用于子载波频率的选择性调度、链路适配、功率控制和保持山下行同步等。
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时域参数
1.符号位置：位于配置SRS的上行子帧的最后一个SC-FDMA符号；对于UpPTS，其所有符号都可以用于传输SRS；
2.子帧位置：UE通过广播信息获得哪一个子帧中存在SRS。配置了SRS的子帧的最后一个SC-FDMA符号预留给SRS，不能用于PUSCH的传输；
3.子帧偏移：UE通过RRC信令获得SRS所在的具体子帧位置；
4. 持续时间：UE通过RRC信令获知其传输时间是一次性的还是无限期的；
5. 周期：UE通过RRC信令获知其在一个持续时间内传输的周期，支持2、5、10、20、40、80、160ms；
6. 是否同时传输SRS与ACK/NACK：UE通过RRC信令或者其是否允许其同时传输SRS与ACK/NACK，如果是，则使用截断的PUCCH来传输ACK/NACK，即PUCCH的最后一个SC-FDMA符号被打掉。
在上行subframe 中仅有最后一个符号可以配置用于Sounding 导频传输。
TDD 帧结构中的UpPTS 是个例外，在UpPTS 长度为两个符号的情况下，两个符号都可以配置用于
Sounding 导频传输。支持3 种传输情况：
终端在UpPTS 第一个符号上传输sounding 导频；（UpPTS＝1 或者2）
终端在UpPTS 第二个符号上传输sounding 导频；（UpPTS＝2）；
终端在UpPTS 两个符号上都传输sounding 导频。
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频域参数
1、SRS带宽配置（SRS bandwidth configuration）：UE通过广播信息获得小区允许
的SRS的带宽信息；
2、SRS带宽（SRS-bandwidth）：UE通过RRC信令获得具体的带宽配置；
3、 频域位置（Frequency-domain position）：UE通过RRC信令获得具体的SRS传输PRB位置；
4、 跳频信息（Frequency-hopping information）：UE通过RRC信令获知其是否进行
SRS跳频；
5、Transmission comb：UE通过RRC信令获知其使用的Comb 频谱梳 信息。
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小区初搜基本流程
1）通过PSS获得5ms定时，并通过序列相关得到小区ID号N_ID(2)
2）通过SSS获得10ms定时，并通过序列相关得到小区ID组号N_ID(1)
3）按照以上两步的结果经过计算得到CELL_ID
4）在固定的时频位置上接收并解码PBCH，得到主信息块MIB
5）在下行子帧内接收使用SI-RNTI标识的PDCCH信令调度的系统信息块SIB
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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
随机接入目的是获得TA。
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64－x（非竞争要的前导序列）
Preamble和RA-RNTI一一对应。
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随机接入响应消息承载于PDSCH，使用RA-RNTI标识的PDCCH进行调度，其中包含的内容：
随机id
TA
UL grant
Temporary C-RNTI
冲突解决消息承载T于PDSCH，使用-C-RNTI标识的PDCCH调度
具体是UE判断冲突解决消息中包含的ID号与本地ID号是否相同，如果相同则竞争成功
PDCCH里有RA-RNTI,PDSCH里有TA C-RNTI。
第3步通过RRC CON REQ发S-TMSI。
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