转LTE学习笔记：物理层过程二2019年06月05日10:37:14 Zimri阅读数476.测量过程物理层的测量过程一般是由高层配置和控制的，物理层只是提供测量的能力而已。

根据测量性质的不同，测量可分为同频测量、异频测量、异系统测量；根据测量的物理量不同，可分为电平大小测量、信道质量测量、负荷大小测量等。

根据测量报告的汇报方式，可分为周期性测量、事件测量等。

协议中一般根据测量的位置不同，将测量分为UE侧的测量、eUTRAN侧的测量。

6.1 手机侧测量UE侧的测量有连接状态的测量和空闲状态的测量。

手机处于连接状态的时候，eUTRAN给UE发送RRC连接重配置消息，这个消息相当于eUTRAN对UE进行测量控制命令。

这个命令包括：要求UE进行的测量类型及ID，建立、修改、还是释放一个测量的命令，测量对象、测量数量、测量报告的数量和触发报告的方式（周期性报告、事件性汇报）等。

手机处于空闲状态的时候，eUTRAN的测量控制命令是用系统消息（System Information）广播给UE的。

UE侧测量的参考位置是在UE的天线连接口处。

UE可以测量的物理量包括：RSRP（Reference Signal Received Power，参考信号接收电平）：一定频带内，特定小区参考信号RS的多个RE的有用信号的平均接收功率（同一个RB内的RE平均功率）。

RSSI（Received Signal Strength Indicator，接收信号强度指示）：系统在一定频带内，数个RB内的OFDM符号的总接收功率的平均值，包含有用信号、循环前缀干扰、噪声在内的所有功率。

eUTRAN内的RSSI主要用于干扰测量。

RSRQ（Reference Signal Received Quality，参考信号接收质量）：是一种信噪比，即RSRP 和RSSI的比值RSRP一般是单个RB的功率，RSSI可能是N个RB的功率，所以RSRQ=（N*RSRP）/RSSI。

RSRQ测量用于基于信道质量的切换和重选预判。

UE处于空闲状态时，进行小区选择或重选一般使用RSRP；而UE处于连接状态进行切换时，通常需要比较RSRP和RSRQ。

如果仅比较RSRP可能导致频繁切换，仅比较RSRQ 虽可减少切换次数，但可能导致掉话。

RSTD（Reference Signal Time Difference，参考信号时间差）：UE接收到的两个相邻小区发送的、同一子帧的时间差。

6.2 基站侧测量参考位置在天线的接口处，一般会指明是发射天线还是接收天线。

总结如下表7.共享信道物理过程LTE的物理共享信道是业务数据承载的主体。

他还顺便帮忙携带一些寻呼消息，部分广播消息，上下行功控消息等。

物理共享信道主要包括PUSCH和PDSCH。

这两个共享信道的物理层过程主要做三件事：数据传输、HARQ和链路自适应。

数据传输过程中出错了怎么办？这就需要HARQ过程来解决；数据传输过程还需要根据无线环境自适应调制传输方式。

7.1 数据传输过程数据传输就是把要传送的数据，放到LTE视频资源上，通过天线发射出去，然后接收端在特定的时、频资源上将这些数据接收下来。

不管是下行还是上行数据传输，干活的人不一样，分别是PDSCH、PUSCH，但负责协调调度的人是一样的，都是PDCCH。

PDCCH携带的信息有时、频资源的位置，编码调制方式，HARQ的控制信息等。

基站是上下行资源调度的决策者，他通过PDCCH控制上下行数据传输。

通过PDCCH的格式控制，PDSCH和PUSCH可以传送多种类型的数据。

系统需要配置PDCCH参数来决定如何分配和使用资源，主要依据以下因素：（1）QoS参数（2）在eNodeB中准备调度的资源数据数量（3）UE报告的信道质量指示（CQI）（4）UE能力（5）系统带宽（6）干扰水平下行方向，在长度为1ms的子帧结构中，1~3个符号传送协调调度信息（PDCCH），剩余的符号传送数据信息（PDSCH）。

也就是说调度信息和对应的数据信息可以位于同一个子帧内。

在下行数据接收的时候，终端不断检测PDCCH所携带的调度信息。

发现某个协调调度信息属于自己的，则按照协调调度信息的指示接收属于自己的PDSCH数据信息。

在上行方向，终端需要根据下行的PDCCH的调度信息，进行上行数据的发送。

由于无线传输和设备处理都需要时间，因而下行的PDCCH和上行的PUSCH之间存在时延。

对于FDD，这个时延固定为4ms，即4个子帧，如图所示。

对于TDD模式，时延和上下行时隙的比例有关，但也必须大于等于4ms。

上行数据在发送之前，终端需要等待基站给自己的下行协调调度信息，发现自己允许传输数据，则在PUSCH上发送自己的数据。

对于某些较规律低速业务，如VoIP，在LTE中为了降低PDCCH信令开销，定义了半持续调度（Semi-Persistent Scheduling，SPS）的模式。

半持续调度的主要思想是对于较规则的低速业务，不需要每个子帧都进行动态资源调度。

可以按照一次指令的方式，工作较长时间，从而节省信令开销。

7.2 盲检测过程eNodeB针对多个UE同时发送PDCCH，终端如何保证接收到属于自己的控制信息，又不给系统带来过多开销？答案是终端需要不断检测下行的PDCCH调度信息。

但在检测之前，终端并不清楚PDCCH传输什么样的信息，使用什么样的格式，但终端知道自己需要什么。

有哪些我不知道，有哪些需要我知道，在这种情况下只能采用盲检测的方式。

了解盲检测之前先了解两个概念：RNTI和DCI。

RNTI（Radio Network Temporary Identifier，无线网络临时标识）是高层用来告诉物理层，需要接收或者发送什么样的控制信息。

根据不同的控制消息，RNTI可以表示为X-RNTI。

（1）SI-RNTI（System Information RNTI）：基站发送系统消息的标识。

（2）P-RNTI（Paging RNTI）：基站发送寻呼消息的标识。

（3）RA-RNTI（Random Access RNTI）：基站发送随机接入响应的标识，用户用来发送随机接入的前导消息。

（4）C-RNTI（Cell RNTI）：基站为终端分配的用于用户业务临时调度的标识。

（5）TPC-PUCCH-RNTI（Transmit Power Control PUCCH RNTI）：PUCCH上行功率控制信息标识。

（6）TPC-PUSCH-RNTI：PUSCH上行功率控制信息标识。

（7）SPS C-RNTI（Semi-Persistent Scheduling RNTI）：半静态调度时，基站为终端分配的用于用户业务临时调度的标识，用法和C-RNTI一样。

（8）M-RNTI（MBMS RNTI）：基站为终端分配的用于MBMS业务临时调度的标识。

为提高终端RNTI的效率，根据RNTI属性的不同，将其分在两个不同的搜索空间中：公共搜索空间（Common Search Space）和UE特定的搜索空间（UE Specific Search Space）。

前者每个UE都可以在此查找相应的信息；后者UE只能在属于自己的空间中搜索空间信息。

SI-RNTI、P-RNTI、RA-RNTI属于公共搜索空间的信息；其他RNTI属于UE特定的搜索空间的信息。

UE使用X-RNTI对PDCCH进行盲检测，X-RNTI如同开启PDCCH的钥匙。

UE既要查看公共搜索空间，又要查看UE特定搜索空间。

终端要使用SI-RNTI、P-RNTI、RA-RNTI等公共钥匙查看公共搜索空间；基站为终端分配了C-RNTI、TCP-PUCCH-RNTI等私人钥匙，来开启自己的私人空间。

DCI（Downlink Control Information，下行控制信息）有上行资源调度信息、下行资源调度信息、上行功率控制信息。

一个DCI对应一个RNTI。

每个UE在每一个子帧中只能看到一个下行控制信息（DCI）。

针对不同的用途，物理层设计了不同的DCI格式。

根据调度信息的方向（上行or下行）、调度信息的类型（Type）、MIMO传输模式（Mode）、资源指示方式的不同，定义了不同的DCI格式，如图时、频资源指示是告诉终端，信息被放在了什么位置。

协议定义了3种时频资源的指示方式：Type0、Type1、Type2。

Type0、Type1采用时、频资源分组。

Type2是以资源起始位置，加上连续时、频资源块的长度，来定义时、频资源占用的位置的。

这种方式无须指示RB位置，信令开销小，但只能分配连续的VRB。

X-RNTI和DCI就是PDCCH通过加扰和CRC穿在身上的外衣，携带了很多标识自己特性的信息，可以让终端方便地识别出属于自己的、自己所需的控制信息。

终端就是根据这些控制信息的指示，在PDSCH信道上的特定时、频资源上，把属于自己的下行数据取下来；同时终端按照这些控制信息的要求，在PUSCH相应的时频资源上用一定的功率把上行信息发出去。

基站要寻呼UE，就要通过P-RNTI标识PDCCH，并指示DCI。

UE会用P-RNTI解码PDCCH，并根据DCI的信息，在PDSCH上找到下行寻呼数据。

在随机接入过程中，UE会在特定的时、频资源上发送一个前导码Preamble；基站根据收到PARCH消息（包括前导Preamble）的时、频资源位置推算RA-RNTI，并用该RA-RNTI 标识PDCCH，然后发送随机接入响应，该响应中包含基站为终端分配的临时调度标识号TC-RNTI（Temporal C-RNTI）。

当随机接入成功后，便将TC-RNTI转正为C-RNTI。

基站与终端建立连接后，通过C-RNTI或SPS-RNTI对PDCCH进行标识。

终端对PDCCH 察言观色，进而获得上下行调度信息。

7.3 HARQ重传合并机制HARQ（Hybrid Automatic Repeat reQuest，混合自动重传请求）技术是自动重传请求（ARQ）和前向纠错（Forword Error Correction，FEC）两种技术的结合。

所谓混合（Hybrid），即指重传和合并技术的混合。

LTE知错就改的基站就是基于重传和合并。

ARQ是重传，但系统对错误的忍耐有限度，于是定义了最大重传次数。

不但要重传，收到两次或多次重传的内容还要比对起来看。

合起来看，试图把正确的内容尽快找出来，以便降低重传次数。

这就是FEC技术。

HARQ的重传机制有三种：（1）停止等待（Stop-And-Wait，SAW）（2）回退（3）选择重传。

停止等待协议是发送每一帧数据后，等待接收方的反馈应答ACK/NACK。

一旦接受方反馈数据错误的NACK，发送方就需呀重发该数据，直到接收方反馈确认无误（ACK）后才发送新数据，如图所示。