天线端口与参考信号的关系

1.天线端口（ antenna port）和参考信号（ reference signal）的关系天线端口是一个逻辑上的概念，它与物理天线并没有一一对应的关系。在下行链路中，天线端口与下行参考信号（reference signal）是一一对应的：如果通过多个物理天线来传输同一个参考信号，那么这些物理天线就对应同一个天线端口；而如果有两个不同的参考信号是从同一个物理天线中传输的，那么这个物理天线就对应两个独立的天线端口。r9 协议定义了四种下行参考信号，天线端口与这些参考信号的对应关系如下：（1 ）小区特定参考信号（ cell-specific reference signals， crs ），或小区专用参考信号。crs 支持 1 个、 2 个、 4 个三种天线端口配置，对应的端口号分别是：p=0 ， p=0 ， 1 ，p= 0，1 ，2， 3。（2 ）mbsfn 参考信号（ mbsfn reference signals），只在天线端口p=4 中传输。这种信号用的不多，本文不涉及。（3 ）ue 特定参考信号 （ ue-specific reference signals），或 ue 专用参考信号，有的英文资料中也把这种信号称作解调参考信号（demodulation reference signals， dm-rs ）。可以在天线端口p=5 ，p=7 ，p=8 ，或 p=7 ， 8 中传输。这块内容在后面的博文中再写。精品资料（4 ）定位参考信号（positioning reference signals），只在天线端口p=6 中传输。这种信号用的不多，本文不涉及。2.小区特定参考信号的结构示意图设计小区特定参考信号（cell-specific reference signals）的目的并不是为了承载用户数据，而是在于提供一种技术手段，可以让终端进行下行信道的估计。终端可以通过对小区特定参考信号的测量，得到下行cqi 、pmi 、ri 等信息。在每个小区中，可以有1 个、 2 个或 4 个小区特定参考信号，分别对应1 个、 2 个或 4 个天线端口。对于一个支持pdsch 传输的小区，它的所有下行子帧（包括特殊子帧）均要传输小区特定参考信号，这些参考信号可以在端口0 或端口 0、1 或端口 0、1、2、3 中传输。需要说明的是，小区特定参考信号只能在子载波间隔为15khz 的 lte 系统中传输（还有一种专门用于mbsfn 传输、子载波间隔是 7.5khz 的情况还记得吗？请参考博文lte 物理传输资源（1） -帧结构和 ofdm 符号）。下图是不同天线端口下，下行为normal cp时小区特定参考信号的一种 re 映射位置图。之所以强调 “一种 ”，是因为这个小区参考信号的re 位置与物理小区id（还记得怎么获取吗？需要读取pss 和 sss ，请参考博文 lte小区搜索 -物理小区 id 和同步信号pss 、sss ）、下行cp 类型、频率偏移（k=0,1,2,3,4,5 ）有关，下面具体分析为什么小区参考信号是这样的位置。3. 小区特定参考信号承载的内容在描述 re 映射位置之前， 有必要先介绍一下小区参考信号里映射的内容是什么。小区特定的参考信号实际上承载的是一个序列值（称为 r 序列），这个序列按照先时域后频域的规则映射到不同的re 中。每个 ofdm 符号内的参考信号都对应着1 个长度为 220 个点的r 序列，这些 220 个点的序列值均匀的分布在整个带宽中，每个序列点都映射到一个re 中。220 个点对应的是110 个 rb 的带宽， 实际上有效的序列点个数还要看当前的实际带宽，比如当前带宽是10m ，也就是说整个带宽只有50 个 rb ，那么此时这220 个序列点中，只有前面的100 个序列点有效（一个ofdm 符号中，每个rb 有 2 个 re 承载参考信号的序列点），此时终端只需要在每个ofdm符号中解析前100 个序列点即可（当然，终端也没有办法解析出100 以后的序列点）。一个 re 承载着一个小区特定参考信号的序列点，这些序列点组成了一个完整的序列r，这个序列r 可以由下面的公式计算得到：为方便理解，有必要对上面的公式做些说明：（1 ）n_max_dlrb固定等于110 ，因此 m 的范围是 0,219 ，所以小区特定参考信号序列r 包括 220 个点，即每个ofdm 符号可以生成 220 个参考信号点。（2 ）每个 r 序列对应 2 个 c 序列，这两个c 序列分别对应r 序列的实部和虚部。比如r(0)对应 c(0) 和 c(1) 这两个序列， r(219) 对应c(438) 和 c(439) 这两个序列，所以220 个点的 r 序列对应了440 个点的 c 序列，每个re 都承载了一个实部和一个虚部。（3 ）c 序列由序列x1 和序列 x2 组成。因为mod2 的存在，每个c、x1 和 x2 序列的点都是0 或 1 ，即每个 c、x1 、x2 序列的点均对应一个 bit 值（ 0 或 1）。所以，每个ofdm 符号中， 220 个点的小区特定参考信号序列r 由 440 个 c 序列点组成，对应的bit 个数是 440bits 。换句话说，每个ofdm 符号的小区特定参考信号，包括了440 个 bits 的 x1 序列点和440 个 bits 的 x2 序列点。（4 ）对于 x1 序列， bit31 由 bit3 和 bit0 推出；对于 x2 序列， bit31 由 bit3 、bit2 、bit1 和 bit0 推出，示意如下（两个序列的其他bit值可以由公式递归推出）。精品资料经过上面的分析，已经得到了小区特定参考信号序列r ，下面再分析怎么将这些序列点映射到不同的re 中。4. 小区特定参考信号的映射不是所有的re 都可以承载小区特定参考信号的序列r ，符合条件的re 的坐标（ k,l ）需要满足下面这个公式。精品资料其中：（1 ）k 表示子载波的偏移位置，范围是0-5 。不同的载波偏移位置不同，如下图所示。（2 ）l 表示每个时隙中ofdm 符号的偏移值。该值与天线端口号p、下行 cp 类型有关，见下表。所以说，前文给出的小区参考信号结构示意图只是其中的一个情况。（3 ）相同的天线端口， 在同个 ofdm 符号内， 间隔 6 个子载波。 天线端口 0 和 1 在每个时隙的第1 和倒数第三个ofdm 符号（l=0 ，l=4 或 l=3 ），天线端口 2 和 3 在每个时隙的第2 个ofdm 符号（l=1 ）。四个天线端口、 下行 normal cp 、频率偏移等于0（即 n_cell_id=0 ）时的示意图结构如下。进一步分析上面的映射公式，可以推导出下面几个知识点：（1 ）终端对小区特定参考信号的解析过程，发生在pss 和 sss 的同步之后。公式中的n_cell_id 是当前小区的物理小区id，终端只有在完成 pss 和 sss 的同步之后， 才能获取到n_cell_id 以及子帧号和下行cp 类型（原因参考博文 lte 小区搜索 -物理小区 id 和同步信号 pss 、sss ）。（2 ）相邻小区的物理小区id 要保证模 6 值不同。从公式中可以看到，频域偏移k 值与（ n_cell_id mod 6 ）有关。如果小区a 和小区b 是邻区，且 n_cell_id(a)=1 ，n_cell_id(b)=7 ，那么会导致两个小区相同的天线端口p 对应的小区特定参考信号的位置相同，从而相互间形成了干扰。通过上述分析，就可以确定整个带宽中每个时隙的小区参考信号的位置了。下面是tdd 制式、 1.4mhz 带宽、下行normalcp 、四天线端口时，整个带宽里的小区特定参考信号分布示意图（红色色块标注的re 位置）。5.小区特定参考信号对应的天线端口数从哪获取从前文描述可以知道， 天线端口个数不同， 会影响小区特定参考信号的位置，因此终端需要明确的知道当前l