LTE物理过程系统框图及物理层简单介绍

陆玲辉编辑于2010年4月10日星期六eNodeB控制信息生成数据信息生成传输块CRC添加（1）信道编码（2）码块级联信道编码数控复用（4）(即映射到物理信道)交织（5）调制（7）子载波映射IFFT&加CP天线映射载波调制MAC调度CSIHARQ冗余版本调制方式资源分配天线映射方式eNodeBoutputUEfeedback资源逆映射CRC校验信道译码解交织解调制数据和错误指示信息一般下行过程详细流程码块分段及码块CRC添加速率匹配（3）速率匹配CRC添加层映射（8）预编码（9）无线环境载波解调接收信道估计天线逆映射去CP&FFT解扰码加扰（6）红色框红色字表示该过程是物理信道与调制，详细内容可参考36.211蓝色框蓝色字表示该过程是复用与信道编码，详细内容可参考36.212橙色框字表示物理层测量，详细内容可参考36.214黑色框字部分表示部分物理层过程，可参考36.213及高层协议eNodeB测量图1：LTE的一般下行过程的详细流程图1是我根据LTE物理层协议专门画的LTE的一般下行过程的详细流程。旨在让大家明白物理层是怎么工作的。有以下两点说明：陆玲辉编辑于2010年4月10日星期六1、上行过程很相似，只是上行中UE的能力比较小，调度信息等是基站通过下行控制信息指定的。36.302中可以看到如图2所示的一些较详细信息，是上行过程的部分流程。CRCRBmappingCoding+RMDatamodulationInterl.CRCResourcedemappingDecoding+RMDatademodulationDeinterleavingMACschedulerNodeBResourceassignmentModulationschemeRedundancyversionAntennamappingHARQinfoACK/NACKAntennademappingCRCRBmappingCoding+RMDatamodulationInterl.CRCResourcemappingCoding+RMDatamodulationInterleavingHARQUEHARQinfoAntennamappingErrorindicationsResource/powerassignmentModulationschemeAntennamappingHARQUplinktransmissioncontrolChannel-stateinformation,etc.CRCRBmappingCoding+RMDatamodulationInterl.CRCResourcedemappingDecoding+RMDatademodulationDeinterleavingMACschedulerNodeBResourceassignmentModulationschemeRedundancyversionAntennamappingHARQinfoACK/NACKAntennademappingCRCRBmappingCoding+RMDatamodulationInterl.CRCResourcemappingCoding+RMDatamodulationInterleavingHARQUEHARQinfoAntennamappingErrorindicationsResource/powerassignmentModulationschemeAntennamappingHARQUplinktransmissioncontrolChannel-stateinformation,etc.RedundancyversionRedundancyversion图2：上行共享信道的物理模型2、这里是一般下行过程，是下行共享信道的整个物理过程，下行还有控制信道、广播信道等。那些的过程可能只有其中的部分。或者还有些没有提到的。详细内容可以参考36.212.和36.302.3、本人水平有限，难免有错误和遗漏，发现请指出。下面详细点介绍图1中的相关内容。分成4个部分：1、红色所示的物理信道与调制（36.211）；2、蓝色所示的复用与信道编码（36.212）；3、橙色所示的物理层测量（36.214）；以及物理层过程相关内容（36.213）。四个部分的关系如图3所示。物理信道与调制（36.211）直接与最下面的空中接口交互信息。是离发射端和接收端最近的。然后复用与信道编码（36.212）是在211的上面一点点。可以认为有一个逻辑信道，在这部分要做信道编码等，与211有个映射关系。213是高层和最后发射端的一个联系着。高层通过213给陆玲辉编辑于2010年4月10日星期六211发命令等。214是高层为了获得信道等信息而设置的。36.211PhysicalChannelsandModulation36.212Multiplexingandchannelcoding36.213Physicallayerprocedures36.214Physicallayer–MeasurementsTo/FromHigherLayers图3、物理层协议间以及与高层间关系1、211物理信道与调制：该部分包括图1中的红色部分。物理信道有很多种，如下表1和2中的红色部分就是部分物理信道。表1、下行传输信道与物理信道映射TrCHPhysicalChannelDL-SCHPDSCHBCHPBCHPCHPDSCHMCHPMCH表2、上行传输信道和物理信道的映射TrCHPhysicalChannelUL-SCHPUSCHRACHPRACH表1和2就是212中的，是上/下行传输信道和物理信道的映射关系。在我画的图中就是第四点数控复用部分提到的映射到物理信道。可以看到，有好几种传输信道对应几种物理信道。另外的上/下行控制信息与物理信道映射在212中。在物理信道与调制部分要对逻辑信道映射来的信息做处理，如下图4和5所示，分别是下行和上行的处理流程。要加扰，调制预处理，资源映射等。下行可能用MIMO，所以要分层。当然不同的物理信道的处理过程会不一样。比如调制方式一般有QPSK、16QAM和64QAM。但是不同物理信道可用的调制方式不陆玲辉编辑于2010年4月10日星期六一样。一般而言，控制信道需要高的准确率，会用低阶的调制。这些内容在211中有详细介绍。211涉及的内容非常多，如果考虑MIMO的话就更多。这部分可能需要很多人力来实现。ScramblingModulationmapperLayermapperPrecodingResourceelementmapperOFDMsignalgenerationResourceelementmapperOFDMsignalgenerationScramblingModulationmapperlayersantennaportscodewords图4、下行物理信道处理流程ScramblingModulationmapperTransformprecoderResourceelementmapperSC-FDMAsignalgen.图5、上行物理信道处理流程2、212复用与信道编码：该部分包括图1中的蓝色部分。复用可以理解成逻辑信道与物理信道的映射，表1和2就是部分映射关系。在212中的信道可以视为逻辑信道，也有很多种，表1和2的左半边就是不同逻辑信道的简称，不同的逻辑信道信道编码方案不一样。如表3和表4所示。另外不同的逻辑信道处理流程也不一样，比如用于控制的逻辑信道UCI只要信道编码就行，不会需要分段，码块级联等过程。相对而言，信道编码的方案比较成熟了，可以参考别人的程序。如果信道编码要自己编还是比较麻烦的。表3、传输信道使用的信道编码方案和编码速率TrCHCodingschemeCodingrateUL-SCHTurbocoding1/3DL-SCHPCHMCHBCHTailbitingconvolutionalcoding1/3表4、控制信道使用的信道编码方案和编码速率ControlInformationCodingschemeCodingrateDCITailbitingconvolutionalcoding1/3CFIBlockcode1/16HIRepetitioncode1/3UCIBlockcodevariableTailbitingconvolutionalcoding1/3陆玲辉编辑于2010年4月10日星期六3、214物理层测量：该部分包括图1中的橙色部分。这部分没什么好说的，需要UE测量RSRP\RSSI\RSRQ等，需要eNodeB测量RSTxpower。3、213物理层过程：该部分包括同步过程、功率控制、随机接入过程、物理层上（下）行共享（控制）信道过程。主要是特殊逻辑信道和特殊物理信道的相关处理。以上是我的浅显认识，供大家参考。具体内容还得看相关的协议。与OFDM相关的参数我总结有：1、信道编码方案如表3和4所示。2、调制（星座映射）方案有QPSK\16QAM\64QAM。可以根据码率不同细分。3、载波间隔15K，最小TTI是1ms，帧结构有FDD和TDD的。4、支持的带宽:1.4M,3M,5M,10M,15M,20M。分别有6，15，25，50，75，100个资源块。每个资源块180k，持续一个时隙0.5ms5、CP长度：常规4.6875微秒，扩展16.67微秒实际做系统过程中遇到的参数将非常多。那个只有在协议中去找了。