LTE物理层详解--- 基本介绍

1.机制的来源 ---- 哲学

• • 想出来的，协议或规定，特别是‘恰当（中庸的思想），极端就是毁灭. 就像TDD没有沿用3G的上下行随便配置的方法，但也不能只有一种配置，这样太死板，所以折中之后提取出了七种比较有意义的帧结构模型。
  • 具体问题具体分析。不能生搬硬套，要根据具体的情况订出具体的策略。后面介绍每种信道的时候就能看出来，每种信道的处理几乎都不一样，没有一种完全统一的方式。
  • 就像数学推论一样，当问一个为什么，不断问下去的时候？最后要不是规定或者设计思想；就要不是‘公理，定理’，根本没法证明。
  • 任何事情都没有完美的，有利有弊，只是看你有没有发现而已。
  • 配置出来的
  • 潜规则，这是一种规则但并没有显示表示（在代码中也有同样的。由于潜规则不容易发现而且难于理解，最好少用）

• 只涉及TDD-LTE，TDD比较复杂些，想清楚了它,FDD自然也好理解
• 只涉及子载波是15kz的情况
• 只讨论‘一个时隙有7个symbol的情况’，也就是normal循环前缀（Normal cyclic prefix）的情况。不讨论Extended cyclic prefix的情况
• 不讨论半静态调度，也许偶尔会涉及到
• 不讨论MIMO的情况
• 看的都是860的协议，分别是36211-860,36212-860,36213-860
  • 注：调制之后也产生符号，而一个资源块RB也是时域上也是有符号的概念。所以为了两者区别，‘调制符号’就是指‘调制之后也产生符号’；而正常的‘符号’就是指‘时域的符号’的概念。

• 加扰：由于enodeb和每个UE谈话的时候，都不想别人听得懂它们之间的谈话的内容。所以enodeb和每个UE谈话的时候，都用一种不同的语言，这也就相当于别的人虽然听到了，但是听不懂。相当于通讯中加扰。
• 功控：由于enodeb和多个UE都在一个环境谈话。如果一个UE讲得太小，enodeb听不到，enodeb就会让那个UE说话声音大点；如果UE说话声音太大了，又吵着了enodeb和其他人谈话，所以太大了又会让那个UE说话小声点。就这样不停的根据环境变化说话声音的大小，这也就是‘通讯中的功控了’，当然enodeb肯定也会控制自己说话的音量的。
• 编码率（CQI决定）：enodeb和UE之间谈话，觉得UE说话太快了，听不清楚，就会跟UE说，你说话慢点；这样UE每一个分钟说的话也就少了，表达的意思就少了，当然这也是根据环境不断变化的；反过来也一样。这也就是通讯中‘编码率’，表达了选择到的那块资源（时间+频域）所能携带的，由CQI（channel quality indication）决定的。由于只能让听的人来决定说话是否快慢，所以：通讯中下行就是通过UE上报的CQI—channel quality indication决定下行编码率，因为UE是听者；上行enodeb自己来判断CQI—channel quality indication决定上行编码率，因为enodeb是听者。
• ASN编码方式：就像人说话是否精练一样。同样的字数能传递的信息数是不一样的，像电报就要求比较精炼。无线侧的ASN编码就像人说话很干练；而有线侧TLV的ASN编码模式就相当于说话比较啰嗦。
• 资源位置的选择（CQI决定）：enodeb可以让UE站在不同的地方，看看它听enodeb说话的效果怎么样，或者让UE站在各个地方说‘事先订好大家都知道的话’。哪里enodeb听得最清楚，最后enodeb就说你就站在那里说话吧，那里说话听得最清楚。这也就是通讯中‘资源位置的选择’，就是通过‘不同资源上返回的CQI，去选择CQI最好的资源进行分配，当然这只是理想情况’。此时说话的内容都是事先订好的，这也就是通讯中的RS（参考信号的作用），RS还有个作用‘相干解调’，后面会介绍。
• 资源数目的选择：用说话不好做比喻。就用货物运送吧。UE说我有很多货要送。Enodeb说我就给你多拍几辆车来送货把。这就是资源数目的意思了。
• 调度：一个enodeb和多个UE之间对话，每个人都有话要说，每个人可能要说好几件事，每件事重要程度也是不一样的（这也就是通讯中DRB的优先级），每件事说多少话也是不一样。而且有些UE的话重要，有些不太重要（这也就是UE的调度优先级）。但enodeb又忙不过来，它就去决定什么时候和某个UE对话，什么时候又听UE说话，分配多少时间给某个UE，分配多少车辆给UE送货（因为总的车辆数是一定的，也就是上下行带宽），最后调度就决定最后怎么去做。
• 正交：想到一个比喻但不是太恰当。就像一盘有各种颜色的珠子混在一起，然后你用自己对应的颜色，就能从混在一起的珠子中选出你自己想要的颜色的珠子。颜色就相当于正交码；用想要的颜色去匹配的动作就是正交运算。

• 为了防止小区间干扰，通常通用的会通过PCI（physical cell id）进行偏移计算或者‘参与加扰计算’来防止干扰；如果和时间（时隙0~19）的变化相关，还加上‘时间’参与加扰。
• 为了防止小区内不同UE的干扰或者决定UE的资源分配位置，通过一个与无线侧UE相关的唯一标识--‘RNTI’进行加扰或者定位资源分配的位置。考虑到，如果资源分配的位置还有冲突，可能还会加入一个系统内相对的子帧号（0~9）或者时隙号（0~19）来解决这种资源冲突，让这种冲突再下一个时间点能得到解决，也就是资源分配的位置由RNTI和子帧号/时隙号共同决定。当然也会加上PCI来区分不同小区之间的不同UE。
• 为了‘离散化’数据，一般喜欢‘横放列取’的方法。
• 由于‘空口最大的一个缺陷就是资源少’，所以为了尽量节省资源，产生了很多潜规则，而且也有时会‘1bit当2bit用，就是说不同的外部条件下，该1bit代表不同的意思’。这样虽然节省了资源，但这样的不利就是‘算法和限制条件太多了太烦了’。
• 要是‘没有了TDD’，也许思路该清净/清晰很多了。看物理层协议，TDD由于上下行配置的多样性和不对称性，产生了非常多的额外的处理问题，特别是HARQ ACK/NACK的处理。

3.3      基准时间单位-----规定
Ts = 1/30,720,000 S
这个的意思就是说‘每1秒，每个天线端口都会发送出30 720 000个‘调制符号’出去’。


3.4 FDD和TDD的帧结构  -- 规定
3.4.1  FDD帧的结构
FDD的配置,对称的(上下行不同的频点)

• 思想（折中）：就像TDD没有沿用3G的上下行随便配置的方法，但也不能只有一种配置，这样太死板，所以折中之后提取出了七种比较有意义的帧结构模型。
• 参看：36211的Table 4.2-2

• 0和5这两个子帧都必须是下行，2必须是上行。
• 0和5这两个子帧都必须是下行，2必须是上行。
• 帧结构的配置可以改变，但不能改变得太快，不能每个系统帧都变一下
• 为了防止小区间干扰，相邻小区的上下行配置最好一样
• 特殊子帧只有下行转换到上行之间才有
• 帧结构和特殊指针的DWPTS/GP/UPPTS的时长都是由系统信息通知给手机的
• 使用那种时隙结构，是基于每个子帧都可以变化的。一般’扩展的CP’就是给MBMS子帧用的。
• 
  后面就能知道由于‘一个帧内的上下行子帧的数目不一样’这种不对称的配置，最后导致很多特殊的处理出来。也许现在还不太了解，看完后面的说明应该就了解了。
  •    3.4.2.2 配置
•      RRC::SystemInformationBlockType1 à TDD-Config à subframeAssignment

• RRC::SystemInformationBlockType1 àTDD-Config à specialSubframePatterns决定特殊子帧的配置。

3.4.3-1.jpg (62.58 KB)

2012-2-20 16:05

• 注意上表的红色部分，对应到的符号symbol数，因为PDCCH要占用1~3（normal）符合，所以‘也就会明白，后面提到的为什么特殊子帧配置为0,5的时候，为什么不能传输下行数据了，因为如果PDCCH占3个符号就没有资源给PDSCH用了（设计的人也是以PDCCH占最大情况来考虑的，一刀切。没有根据PCFICH来判断，如果根据PCFICH来判断算法会复杂。两种方法各有利弊）’

• 覆盖范围大的小区，可以解决延迟长的问题
• MBMS广播，对于多个小区同时广播一套节目给终端，必须考虑不同小区到终端的时间延迟不同，所以用扩展的长的CP比较好。

3.5一些基本概念--规定
3.5.1公式--拉斯变换

• 变换的目的就是：让乘法变得很简单了。
  

3.5.2 资源块的描述--规定

• 1 个资源块（RB） = 12 subcarrier * 1 slot(正常7个符号)

• 1 subcarrier = 15khz à 也就是说一秒钟的发射载波频率是15k
• RE = (频域)15KZ * 1 symbol（时域），就是上面的一个‘最小的方框’。
• REG = 4个频域挨着的但不一定连续的，时域上相同的RE的集合。

• 时间上：一个TTI(1ms)，即2个TS调度一次
• 频域上：调度的最小资源单位却是由一个subframe中的两个资源块为最小调度单位（一个时隙一个RB，但这两个RB可能载频不一样）,也就是所谓的时隙间跳频，跳即‘变化，不同的’意思。

•      我们可以简单的把符号理解成电磁波，接收端接收到的电磁波然后根据不同的相位可以认为代表不同的BIT.
  

记住：记住接收是指接收一个时间段的波形，而不是一个时间点的波形。

例如QPSK：1个符号代表2bit的情况。

• 参考36211的7.1。注意：64QAM有些手机是不支持的，所以要从UE的信息中获取是否支持，才能决定是否对该手机使用64QAM（RRC::UE-EUTRA-Capability->
  ue-Category能查到）

3.5.5 时域延迟等同于频率相位偏移如何理解

• T1时间点应该发送波形，推迟到T2点发送，所以相对于接收端它不知道推迟，所以它还是在T1时间点进行接收，接收到的就是T2时间点的波形。所以相位不一样，就相当于偏移。

最后

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