LTE问题集锦（1）

问题1：时间单元与符号长度

　　我们经常看到时间单元这一名词：Ts=1/(15000*2048)，那么这个值是怎么得来的呢？其中的15000和2048个有什么特定含义吗？

　　首先确定子载波间隔为15kHz=15000Hz，所以OFDM符号长度是1/15000秒，再确定FFT点数为2048，所以采样间隔=时间/点数=1/15000/2048=1/(15000*2048)，直接从采样时间间隔来说明，也可以这样理解，从符号时间长度来推算：OFDM符号周期，即一个OFDM符号持续时间Tsymbol=1/15000s=66.7us，也可以这个计算：7个OFDM符号的持续时间=0.5ms(1个slot)-160*Ts-6*144*Ts，所以，1个OFDM符号的持续时间Tsymbol=0.5ms(1个slot)-160*Ts-6*144*Ts=66.7us

　　还有可以从另一个角度理解Ts的计算：Ts表示采样周期，即采样一次所用时间或采样时间间隔，1个subframe为1ms,1个slot包含7个OFDM符号，一个采样点为160的CP，6个采样点为144的CP。其中一个OFDM符号采样点为2048（20M带宽）那么：Ts=0.5ms/(2048*7+160+144*6)=1/30720(ms)

问题2：码字、数据流、层

　　码字：每个独立的编码调制器所对应的数据块称为一个码字。一个码字数据块可以包含多个并行的传输数据流。出于降低复杂度的考虑，LTE中只定义了两个码字？？？。

　　数据流：LTE R8 R9中规定下行传输中最多能够支持4个数据流的空间并行传输，实际能够支持的并行数据流数量要取决于下行信道条件。eNodeB会根据UE上报的秩（RI，Rank Indicator）并结合CQI以及UE的业务需求等因数选择并行传输的数据流数量。

　　层：预编码模块的输入称为层，每个层代表一个在空间域或波束域独立传输的数据流。

　　注意：码字与层并不一定总是一一对应，码字的数量总是小于等于层的数量。

问题3：物理信道一般的处理流程

1.对物理信道上传输的每个码字中的编码比特进行加扰。

2.对加扰后的比特进行调制，产生复值调制符号。

3.将复值调制符号映射到一个或几个传输层。

4.对所有传输层的复值调制符号进行预编码。

5.把每个天线端口的复值调制符号映射到资源单元。

6.为每个天线端口产生复值的时域OFDM符号。

问题4：层映射

　　LTE中每个独立的编码与调制器的输出对应于一个码字，根据信道和业务状况，下行传输最多可以支持两个码字。码字数和层数不是一一对应的，码字数总是不大于层数的。最多只能控制两个码字的速率，但传输层数可以是1、2、3、4，因此就定义了从码字到层的映射。

层映射分为：

1. 单天线的层映射。层数v=1.

2. 空间复用的层映射。层数v<= 天线端口数P。一个码字映射到2层仅用于天线端口为4的情况。

3. 发射分集的层映射。仅传输一个码字，层数v=P。

问题5：预编码

      原因：LTE采用MIMO技术增加系统容量，从而提升吞吐率，但此时容量增加带来的后果是增加了干扰，而干扰主要是由信道矩阵中信道的相关性造成的，为了消除信道相关性造成影响，需要在接收端对信道矩阵H进行评估，并做线性均衡，最大化MIMO信道矩阵H的容量。

      此处存在两个问题，一个是，为了获取更高的MIMO容量，接收机侧需要对MIMO的发射矩阵H中的每个信道都进行均衡处理，消除信道间的影响，这样增加接收机的实现复杂度。

      另一个是，若通过增加天线空间来消除信道间的影响，但天线近处的杂散环境使实现难度增加。于是提出了通过技术改进解决，这个方法就是预编码（Precoding）。

因此，预编码的目的是降低接收机消除信道间影响实现的复杂度，同时减少系统开销，最大程度的提升MIMO的系统容量。

预编码的实现方式：

　　为了识别MIMO矩阵H中有用的通道，需要把多个通道（如2*2MIMO： H11\H12\H21\H22)转化成类似于SISO的一对一模式，实现发送信号S1对应接收信号R1，S2对应接收信号R2，也就是将多个MIMO交叉通道转换成多个平行的一对一信道。这个过程通过信道矩阵SVD（奇异值分解）实现。如r=H*s+n，变换为r=UΣ(V*)T*s+n，经过接收端的处理=Σ(V*)T*s+UHn，从结果可以发现发射端不再需要知道MIMO信道矩阵H，而知道V（共轭转置矩阵，又叫酉矩阵）即可，此处的V即码本（Codebook），3GPP定义了一系列V矩阵，eNodeB和ue侧均可获得，应用时根据PMI选择一个可以使信道矩阵H容量最大的V。到这里，预编码就很好理解了，实际上就是在发射端对发射信号S乘以V，与后面SVD过程匹配，这样在接收端需要处理的复杂性与开销大大减少了。

      预编码在5种情况下的作用：

1.单端口，仅仅是简单的一对一映射。

2.发射分集，实现SFBC(2CRS的情况)或FSTD/SFBC(4CRS的情况)发射分集。

3.开环空间复用，实现了层之间的数据混合、CDD传输以及盲预编码功能。

4.闭环空间复用与MU-MIMO，实现了基于码本的预编码。

5.基于专用导频的传输，完成层到专用导频端口的一对一映射，而实际的波束赋形通过天线端口到物理天线的映射模块实现。