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LTE物理层| LTE中的eNodeB和UE物理层

根据LTE标准，LTE物理层包括eNodeB和UE物理层发射机模块。介绍了LTE物理层模块对PDSCH信道的处理。

作品简介:物理层即物理层用于承载上层信息。它是MAC层，即第二层和RF(射频)收发器之间的接口。它位于OSI堆栈的第1层。它使用有线或无线介质来传输上层信息。phy层的常用功能如下。
•它将MAC层格式转换为适合于每种介质使用的格式。
•它增加了FEC(前向纠错)功能，以便在接收端进行纠错。
•它分别在发射端和接收端执行调制和解调功能。
请参考PHY vs MAC其中提到了phy层和MAC层之间的功能差异。

LTE中下行链路(PDSCH、PDCCH、PBCH)和上行链路(PRACH、PUSCH、PUCCH)有不同的MAC层帧。物理层用于处理这些通道。

LTE物理层eNodeB发射机

下图描述了LTE物理层endeb的发射机部分，即LTE基站。物理层由信道编码、速率匹配、扰频器、映射器、层映射、预编码、资源元映射器、ofdm模块等组成。来自MAC层的数据在经过PHY层之前附加CRC。

让我们以下行共享信道(SCH)为例来理解LTE物理层。如图所示为eNodeB发射机上层数据以传输块的形式输入物理层。

首先传输块通过CRC编码器，我们将使用24位CRC方法。如果比特数超过6144位，则它被分成更小的块。然后对其进行turbo编码。Turbo编码是一种级联编码，由两个卷积编码器组成，并在它们之间进行一定的交织。速率匹配作为前块和后块之间的速率协调器，它使用缓冲区。所使用的调制是QAM。然后它通过一个OFDM调制器。DL-SCH通道处理图如下所示。

儿童权利公约

循环冗余检查(儿童权利公约)用于传输块中的错误检测。整个传输块用于计算CRC校验位。传输块被循环生成器多项式分割以生成24个奇偶校验位。然后将这些奇偶校验位附加到传输块的末尾。多项式如下:
G (x) = x²⁴+ x²³+ x¹⁸+ x¹⁷+ x¹⁴+ x¹¹+ x¹⁰+ x⁷+ x⁶+ x⁵+ x⁴+ x^3.+ x + 1

分段和第二CRC:如果输入块大小大于6144位，则将其分割为更小的块。再次执行CRC，并将冗余校验位追加到每个结果较小的块。此外，还添加了填充位，以便代码块大小与输入到turbo代码的一组有效块大小匹配。

Turbo编码

所使用的编码器是卷积编码器。对第一组成编码器的输入是对turbo编码块的输入比特流。第二个组成编码器的输入是QPP交织器的输出，它是输入序列的置换版本。

速率匹配和调制

速率匹配块创建具有所需码率的输出位流。速率匹配算法能够产生任意的速率。来自涡轮编码器的比特流被交错，随后是比特收集，以创建一个循环缓冲区。从缓冲区中选择并刺穿位，以创建具有所需码率的输出位流。

物理通道:实际传输

每个物理(phy)通道对应于时频网格中的一组资源元素，这些资源元素携带来自更高层次的信息。构成物理通道的基本实体是资源元素和资源块。一个资源元素是一个OFDM符号上的一个子载波，通常它可以携带一个(或两个)空间多路复用调制符号。资源块是资源元素的集合，在频域它表示可以分配的最小资源量。传输通道需要映射到实际的物理通道。

PDSCH通道承载来自上层的用户数据。它与DL-SCH有关。它包括置乱、调制映射器、层映射器、预编码、资源映射和OFDM调制等多个步骤。

如图所示，置乱根据公式给出的关系，从输入的比特中产生一个置乱比特块。

B ^= B +c mod 2

其中b^表示置乱的比特，b表示输入比特，c表示置乱序列。

调制将输入的位值映射为指定调制方案的复杂调制符号。PDSCH有三种调制方案，即QPSK(正交相移键控)，16QAM(正交振幅调制)和64QAM(正交振幅调制)。层映射器将数据序列分割为若干层。在多天线无线通信中，预编码用于传输。在传统的单流波束形成中，每个发射天线以适当的加权(相位和增益)发射相同的信号，以便在接收机输出处使信号功率最大化。资源映射块将实际数据符号、参考信号符号和控制信息符号映射到资源网格中的某个资源元素中。

LTE Phy层UE发射机

上图为终端发射机部分LTE物理层模块。LTE终端类似于Wimax、GSM等其他技术的用户站。它由信道编码、速率匹配、扰频器、映射器、变换预编码器、资源元映射器和SC-FDMA组成。在数据传递到PHY之前，CRC被附加到数据后面。

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