5G NR - 参考信号(Reference Signal)学习笔记2 - Antenna Port(天线端口)的概念

要理解MIMO、波束赋形(广义上亦属于MIMO)、参考信号、QCL(准共站址)等功能/概念，就一定绕不过一个重要概念 – Antenna Port.

因此在进一步深入学习各类参考信号之前，需要先理解Antenna Port.

Antenna Port字面意思是天线端口，无论如何都容易让人觉得：

1)这个是物理天线相连接的一个有某种作用的物理端口(最容易想到的就是拆开手机后肉眼能看到的那种天线孔)；

2)即便跟物理天线没有一一对应关系，既然都有“antenna”字眼，也必定有某种映射关系。

但事实并非如此，Antenna port对应的信号虽然最终会从物理天线发出，但antenna port并不是一个物理实体，而是一个抽象的逻辑概念，其官方定义是：

An antenna port is defined such that the channel over which one symbol on the antenna port propagates can be inferred from the channel over which another symbol on the antenna port propagates.

光从定义看，非常之晦涩难懂，但是结合MIMO、参考信号、物理层的处理就比较好理解一点。

我们经常看到物理层处理过程的这种图：

以MIMO的空分复用场景为例，上图中我们看到在Layer Mapping之后就是Antenna Port Mapping，这个mapping过程对应的就是Precoding(预编码)：即通过一个预编码矩阵的操作对各个Antenna Port的信号进行相位(Phase)和幅度(Amplitude)的调整，每个port上的信号的相位和幅度不同，那么经历的信道状态就不一样。再结合定义看，定义里我们看到三个重要的词:Sysmbol/Channel/Propagate，而上图进入Antenna Port mapper的就是调制&层映射后的Symbol，因此antenna port主要是物理层预处理过程的概念，是一个逻辑概念，跟物理天线端口不一定一一对应，其主要作用是表征无线信道(Radio Channel)状态，也就是凡是从相同port发出来的数据经历(Propagate)的信道状况都是相同的。

跟某个Antenna Port相关联的所有信号/数据都在完全相同的天线配置上传输(比如，物理天线，逻辑天线(注意这个逻辑天线不是天线端口，会在专门的天线学习笔记讲解)，波束)，并且端口会有专门的参考信号配置，因为接收端需要参考信号来估计信道，从而能解析该端口上传输的数据。

上面提到，Antenna Port和物理天线并非一一对应，假设layer数是L, Antenna Port是M, 天线数是N，通常 L≤M ≤N，但是在LTE里由于天线数比较少，支持的layer也比较少，看到的最高配置实现通常是 L = M = N. 在NR里，支持的port数最多可达32个，但由于大规模天线技术/massive MIMO/Hybrid Beamforming(Digital + Analog)的使用，而支持的层数仍然有限，因此通常会有L < M < N.

由于Antenna Port在很多重要功能中都必不可少，因此这里仅作概述，更多关于Antenna Port的细节会穿插在后续的各类参考信号(CSI-RS, DM-RS...)、MIMO、Beamforming、QCL等等的学习笔记中。

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最后

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