物理信道复用和信道编码接口技术协议(共66页).doc

1、200X XX XX 印发中国通信标准化协会 TD-LTE数字蜂窝移动通信网Uu接口技术要求第3部分：物理信道复用和信道编码TD-LTE digital cellular mobile telecommunication network Uu Interface Technical Requirement Part 3: Multiplexing and Channel CodingYDB XXXXXXXX通信标准类技术报告目 次目 次I前 言II1 范围42 规范性引用文件43 术语、定义和缩略语43.1 术语和定义43.2 缩略语44 物理信道映射54.1 上行54.2 下行65 信道编码

2、，复用和交织65.1 通用流程65.2 上行传输信道和控制信息205.3 下行传输信道和控制信息41参考文献63 前 言YDB XXXX-XXXX TD-LTE数字蜂窝移动通信网 Uu接口技术要求分为十一个部分： 第1部分：物理层概述； 第2部分：物理信道和调制 第3部分：物理层复用和信道编码 第4部分：物理层过程 第5部分：物理层测量 第6部分：MAC协议 第7部分：RLC协议 第8部分：PDCP协议 第9部分：RRC协议 第10部分：UE处于空闲模式下的过程 第11部分：UE无线接入能力本部分是第3部分。YDB XXXX-XXXX TD-LTE数字蜂窝移动通信网 Uu接口技术要求是TD-L

3、TE数字蜂窝移动通信网系列技术报告之一，该系列技术报告的结构和名称预计如下：a） YDB XXXX-XXXX TD-LTE数字蜂窝移动通信网 无线接入部分总体技术要求b） YDB XXXX-XXXX TD-LTE数字蜂窝移动通信网 Uu接口技术要求 第1部分：物理层概述； 第2部分：物理信道和调制 第3部分：物理层复用和信道编码 第4部分：物理层过程 第5部分：物理层测量 第6部分：MAC协议 第7部分：RLC协议 第8部分：PDCP协议 第9部分：RRC协议 第10部分：UE处于空闲模式下的过程 第11部分：UE无线接入能力c） YDB XXXX-XXXX LTE数字蜂窝移动通信网 X2接口

4、技术要求 第1部分：概述； 第2部分：层1 第3部分：信令传输 第4部分：应用协议 第5部分：数据传输d） YDB XXXX-XXXX LTE数字蜂窝移动通信网 S1接口技术要求 第1部分：概述； 第2部分：层1 第3部分：信令传输 第4部分：应用协议 第5部分：数据传输为适应信息通信业发展对通信标准文件的需要，在工业和信息化部的统一安排下，对于技术尚在发展中，又需要有相应的标准性文件引导其发展的领域，由中国通信标准化协会组织制定“通信标准类技术报告”，推荐有关方面参考采用。有关对本技术报告的建议和意见，向中国通信标准化协会反映。本部分由中国通信标准化协会提出并归口。本部分起草单位：工业和信息

5、化部电信研究院、中国移动通信集团、大唐电信科技产业集团、中兴通讯股份有限公司、华为技术有限公司、南京爱立信熊猫通信有限公司、诺基亚西门子通信（上海）有限公司、新邮通信设备有限公司、上海贝尔股份有限公司、鼎桥通信技术有限公司、中国普天信息产业股份有限公司、诺基亚通信有限公司、北京天碁科技有限责任公司、重庆重邮信科股份有限公司、北京展讯高科通信技术有限公司本部分主要起草人：TD-LTE数字蜂窝移动通信网 Uu接口技术要求 第X部分：XXXX1 范围本部分规定了TD-LTE数字蜂窝移动通信网Uu接口物理层的复用、信道编码和物理信道映射等。本部分适用于TD-LTE数字蜂窝移动通信网。2 规范性引用文件

6、下列文件中的条款通过本部分的引用而成为部分的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。3 术语、定义和缩略语3.1 术语和定义下列术语和定义适用于本部分。3.1.1 术语（Void）3.1.2 定义（Void）3.1.3 符号下行带宽配置，单位为资源块1上行带宽配置，单位为资源块1一个子帧中承载PUSCH的SC-FDMA符号数在初始PUSCH传输子帧中承载PUSCH的SC-FDMA符号数一个上行时隙中SC-FDMA符号数一个子帧中用

7、于SRS传输的SC-FDMA符号数（0或or 1）3.2 缩略语下列缩略语适用于本部分。BCHBroadcast channel广播信道CDDCyclic Delay Diversity循环延时分集CFIControl Format Indicator控制格式指示CPCyclic Prefix循环前缀DCIDownlink Control Information下行控制信息DL-SCHDownlink Shared channel下行共享信道HIHARQ indicatorHARQ指示MCHMulticast channel多播信道PBCHPhysical Broadcast channel物

8、理广播信道PCFICHPhysical Control Format Indicator channel物理控制格式指示信道PCHPaging channel寻呼信道PDCCH Physical Downlink Control channel物理下行控制信道PDSCHPhysical Downlink Shared channel物理下行共享信道PHICHPhysical HARQ indicator channel物理HARQ指示信道PMCHPhysical Multicast channel物理多播信道PMIPrecoding Matrix Indicator预编码矩阵指示PRACHPh

9、ysical Random Access channel物理随机接入信道PUCCHPhysical Uplink Control channel物理上行控制信道PUSCHPhysical Uplink Shared channel物理上行共享信道RACHRandom Access channel随机接入信道RIRank Indication秩指示SRSSounding Reference Signal信号探测参考信号TDDTime Division Duplexing时分双工TPCTransmission Power Control发送功率控制TPMITransmitted Precoding

10、 Matrix Indicator发射预编码矩阵指示UCIUplink Control Information上行控制信息UL-SCHUplink Shared channel上行共享信道4 物理信道映射4.1 上行表1定义了上行传输信道和对应的物理信道的映射关系。表2定义了上行控制信道信息与对应的物理信道的映射关系。表1传输信道（TrCH）物理信道（Physical Channel）上行共享信道（UL-SCH）物理上行共享信道（PUSCH）随机接入信道（RACH）物理随机接入信道（PRACH）表2控制信息（Control information）物理信道（Physical Channel）上

11、行控制信息（UCI）物理上行控制信道（PUCCH），物理上行共享信道（PUSCH）4.2 下行表3定义了下行传输信道与对应的物理信道的映射关系。表4定义了下行控制信道信息与对应的物理信道的映射关系。表3传输信道（TrCH）物理信道（Physical Channel）下行共享信道（DL-SCH）物理下行共享信道（PDSCH）广播信道（BCH）物理广播信道（PBCH）寻呼信道（PCH）物理下行共享信道（PDSCH）多播信道（MCH）物理多播信道（PMCH）表4控制信息（Control information）物理信道（Physical Channel）控制格式指示（CFI）物理控制格式指示信道（P

12、CFICH）HARQ指示（HI）物理HARQ指示信道（PHICH）下行控制信息（DCI）物理下行控制信道（PDCCH）5 信道编码，复用和交织来自MAC层/向MAC层输出的数据和控制流经过编/解码，通过无线传输链路提供传输和控制服务。信道编码方案是错误检测、错误纠正、速率匹配、交织以及传输信道或控制信息向物理信道映射/从物理信道到传输信道控制信息解析或分离的组合方案。5.1 通用流程本节包含多条传输信道或控制信息类型的编码流程。5.1.1 CRC计算CRC计算单元的输入比特为,奇偶校验比特为。 A 是输入序列的长度，L 表示校验比特的数目。校验比特由以下循环生成多项式之一产生：- gCRC24

13、A(D) = D24 + D23 + D18 + D17 + D14 + D11 + D10 + D7 + D6 + D5 + D4 + D3 + D + 1；- gCRC24B(D) = D24 + D23 + D6 + D5 + D + 1， CRC 长度 L = 24。- gCRC16(D) = D16 + D12 + D5 + 1，CRC 长度 L = 16。- gCRC8(D) = D8 + D7 + D4 + D3 + D + 1，CRC 长度 L = 8。 编码以系统方式进行。这意味着在GF(2)中，多项式被对应的长度为24的CRC生成多项式gCRC24A(D) 或 gCRC24

14、B(D)除时产生的余数为0；多项式被gCRC16(D)除时产生的余数为0；而多项式被gCRC8(D)除产生的余数为0。附加CRC之后的比特序列表示为，这里B = A+ L， ak 和 bk 的关系如下： 对于k = 0, 1, 2, , A-1 对于k = A, A+1, A+2,., A+L-15.1.2 码块分段和码块CRC添加输入码块分段单元的比特序列为,这里B 0。如果B大于最大码块大小Z，则输入序列要进行分段操作，并且每个分段后的码块要被附上一个L = 24的CRC序列。最大码块大小为：-Z = 6144.如果下述计算的填充比特数目F不等于0，则在第一个块的开始处添加填充序列。需要注

15、意的是，如果B 40,则在码块的开始处添加填充序列。在编码器的输入位置，将填充序列设置为空（）。码块总数C 根据如下方法计算得到：if L = 0码块数目为：ElseL = 24码块数目为：end if当C0时，码块分段的输出比特为，其中r 为码块号，Kr 是码块r中的比特数。每一个码块中比特数为（仅适用于C 0的情况）：第一个分段大小：= 表7 中满足 的最小K值if 长度为的码块数目为=1, , else if 第二个分段大小为：= 在表7 中满足的最大K值长度为的分段数目为：长度为的分段数目为：end if填充比特数目为：for k = 0 to F-1-插入填充比特end fork =

16、 Fs = 0for r = 0 to C-1if Elseend ifwhile end whileif C 1 根据节，使用序列和生成多项式gCRC24B(D)来计算CRC奇偶校验比特。对于CRC计算，如果存在填充比特，假定其值为0。whileend whileend ifend for5.1.3 信道编码对于一个给定的码块，输入信道编码模块的比特序列表示为，其中K为需要进行编码的比特数。编码后的比特表示为，其中D为每个输出流的编码比特数，i表示为编码器输出的序号。和的关系以及K和D的关系依赖于所使用的编码方案。传输信道使用下面的编码方案：- 咬尾卷积编码（tail biting conv

17、olutional coding）- Turbo编码（turbo coding） 不同类型的传输信道使用的编码方案和编码速率如表5所示；不同类型的控制信道使用的编码方案和编码速率如表6所示。每一个编码方案中D值计算方法如下：- - 咬尾卷积编码，编码速率为1/3，D = K； - Turbo编码，编码速率为1/3，D = K + 4对于两种编码方案，其编码输出流序号i的范围是0, 1 和2表5 传输信道使用的信道编码方案和码率传输信道编码方案码率UL-SCHTurbo编码1/3DL-SCHPCHMCHBCH咬尾卷积编码1/3表6 控制信息使用的信道编码方案与码率控制信息编码方案码率DCI咬尾卷

18、积编码1/3CFI块编码1/16HI重复编码1/3UCI块编码可变咬尾卷积编码1/35.1.3.1 咬尾卷积编码本节定义了约束长度为7、码率为1/3的咬尾卷积编码。卷积编码器的配置如图1所示。编码器的移位寄存器的初始值设置为输入流最后的6个信息比特对应的值，使得移位寄存器的初始和最终状态相同。因此，用表示编码器的移位寄存器，那么移位寄存器初始值被设置为：图1 码率为1/3的咬尾卷积编码器编码器的输出流, 和分别对应第一、第二和第三个校验数据流，如图1所示。5.1.3.2 编码5.1.3.2.1编码器Turbo编码器的方案是：并行级联卷积编码(PCCC，Parallel Concatenated

19、 Convolutional Code),它使用了两个8状态子编码器和一个Turbo码内交织器。Turbo编码器的码率为1/3，结构如图2所示PCCC中8状态子编码器的传输函数为：G(D) =，其中：g0(D) = 1 + D2 + D3 g1(D) = 1 + D + D3当开始进行编码时，8状态子编码器中移位寄存器的初始值为0。Turbo编码器输出为： 其中，。如果被编码的码块是0号码块，并且填充比特的数目大于0，即F 0，则在编码器的输入时设ck= 0, k = 0,(F-1)，并输出时设置, k = 0,(F-1)、 , k = 0,(F-1)。输入Turbo编码器的比特表示为，第一个

20、和第二个8状态子编码器的输出比特分别为和。从Turbo码内交织器的输出比特表示为，这些比特将输入第二个8状态子编码器。图2 码率为1/3的Turbo编码器结构(虚线仅应用于Turbo编码的迫零处理)5.1.3.2.2Turbo编码器的迫零处理Turbo编码的迫零处理通过从所有信息比特编码之后的移位寄存器反馈中获取尾比特来完成编码，尾比特在信息比特编码之后添加。前三个尾编码用于终止第一个编码器（图2中上面的那一个开关处于低端位置），此时第二个子编码器被禁用。最后三个尾比特用于终止第二个子编码器（图2中下面的那一个开关处于低端位置），此时第一个子编码器被禁用。那么，用于Trellis Termin

21、ation 的传输比特为：, , , , , , , , , 5.1.3.2.3Turbo码内交织器输入Turbo码内交织器的比特表示为，其中K为输入比特的数目。Turbo码内交织器的输出表示为输入与输出比特的关系如下：, i=0, 1, (K-1)其中，输出序号i和输入序号的关系满足如下二次形式，即：参数 和取决于块大小K，如表7所示表7 Turbo码内交织器参数iKiKiKiK140310484162552951120671401423200111240248712494245110696115235721433264443204356194250432477297118419741443

22、328511044647165144091110981216397614533925121257271852448291689912481978146345645119268011205345629114100128019924014735202572207885225446424758101131221821483584573368961124554722911810213442112521493648313228910472656480891801031376218615037122712321011241845748891122104140843881513776179236111201

23、039058496157621051440149601523840331120121281532595045584106147245921533904363244131369346051231641071504498461543968375248141441710861528176610815367148155403212716815152938625443568109156813281564096316416160211206356022742011016001780157416033130171681018464576659611116322510215842244326418176214

24、465592197411216641831041594288331341918457466660837761131696559541604352477408201922348676244123411417281279616144163513821200135068640398011517602711016244802332802220827526965618582116179229112163454435714223216113670672432521171824291141644608337480242242756716882186118185657116165467237146252328

25、558727041554411918884535416647367144426240296073720791201201920311201674800711202724833627473613992121195259610168486437152282561532757522394122198418512416949283946229264171987676821748123201611342017049921272343027233687778425981242048316417150563915831280103210788001780125211217661725120398032288

26、193679816127102126217617113617351843196332961974808322552127224020942017452481139023430437768184823910612823042532161755312411663531219788286417481292368367444176537625133636320211208388013711013024322654561775440431703732821828489621511213124961814681785504218638336115848591229114132256039801795568

27、431743934419386869281558133262427164180563245176403522144879441471181342688127504181569645178413601339088960296013527521431721825760161120423688146899765912213628164388183582489182433764594909926512413728802930018458883231844438423489110085584138294445921855952471864539224398921024316413930081571881

28、86601623944640015140931056176614030724796187608047190474081551029410881712041413136132818861442634805.1.4 速率匹配5.1.4.1 Turbo编码传输信道速率匹配Turbo编码的传输信道的速率匹配以码块为单位进行，过程为：首先将三个信息比特流、及进行交织，然后进行比特收集，最后是循环缓存器的产生，如图3所示。每个码块的输出比特的传输方式见小节中描述。图3 Turbo编码的传输信道的速率匹配比特流根据小节中定义的子块交织器进行进行交织，其对应的输出序列定义为，的定义见小节。比特流根据小节中定义

29、的子块交织器进行交织，其对应的输出序列定义为。比特流根据小节中定义的子块交织器进行交织，其对应的输出序列定义为。用于传输的比特序列的生成过程在小节中给出。5.1.4.1.1子块交织器用表示子块交织器的输入比特，D为比特数。子块交织器的输出比特序列生成过程为：a) 令为矩阵的列数，矩阵的各列序号从左至右为0, 1, 2,。b) 阵的行数为满足下式的最小的整数：矩阵的各行序号从上至下为0, 1, 2,。c) 如果，则在头部添加个虚比特（dummy bits），使得yk = , k = 0, 1, ND 1。然后，(k = 0, 1, D-1),从矩阵第0行第0列位置开始逐行写入比特序列yk（从比特

30、y0开始写）。对于和：d) 基于表8所示的的模式，进行矩阵的列间置换，其中P(j)表示第j个变换列的原始列位置。进行列间置换后的维矩阵为： e) 块交织器的输出是从列变换之后的维矩阵中逐列读出的比特序列。子块交织的输出比特表示为，其中对应于，对应于，且。对于：f) 用表示子块交织器的输出，其中，同时置换模式P的定义见表8。表8子块交织器列间置换模式列数列间置换模式325.1.4.1.2比特收集、选择及传输对应第r个码块的长度为的循环缓存器按如下方式生成： for k = 0, for k = 0, for k = 0, NIR表示传输块软缓存的比特长度，Ncb表示第r个码块软缓存的比特长度 。

31、Ncb的计算方式为- 对于下行Turbo编码传输信道- 对于上行Turbo编码传输信道其中，C小节中计算出的码块的数量，NIR为其中Nsoft为总的软信道比特数3。在UE被配置在文献2的7.1节所描述的传输模式3、传输模式4或传输模式8下接收PDSCH传输时，KMIMO取值为2，其他情况下取值为1。MDL_HARQ为文献2第7章所定义的最大下行HARQ进程数。Mlimit为常数8。E表示第r个码块的速率匹配的输出序列长度，rvidx表示该传输的冗余版本号(rvidx= 0, 1, 2 , 3)，速率匹配的输出序列表示为, k = 0,1,., 。G表示一个传输块的总的可用比特数。令，其中Qm在

32、调制方式为QPSK、16QAM、64QAM时取值分别为2、4、6。- 当传输块映射到单层传输层时，NL取值为1，- 当传输块映射到2或4层传输层时，NL取值为2。令，其中C小节中计算出的码块的数量，则E的计算方法为：if 设置else 设置end if令，其中小节中定义的矩阵行数。速率匹配的输出序列的计算方法为：设置k = 0，j = 0while k E if k = k +1end ifj = j +1end while5.1.4.2 卷积编码的传输信道和控制信息的速率匹配卷积编码的传输信道和控制信息的速率匹配如图4所示，包括三个信息比特流, 和 的交织, 然后是比特收集, 最后是循环缓冲

33、器生成。传输的输出比特见小节中的描述。图4 卷积编码的传输信道和控制信息的速率匹配比特流小节定义的子块交织器进行交织，其输出序列为，其中的定义见小节。比特流小节节定义的子块交织器进行交织，其输出序列为。比特流小节定义的子块交织器进行交织，其输出序列为。传输的比特序列小节描述被生成。5.1.4.2.1子块交织器输入子块交织器的比特表示为，其中D是比特数目。从子块交织器输出的输出比特序列按照如下描述获得：a) 设矩阵的列数为，矩阵的列数从左向右依次编号为0, 1, 2,。b) 确定矩阵的行数，它是满足下式的最小整数，即：矩阵的行从上到下编号为0, 1, 2,。c) 如果，则在头部添加个虚比特（du

34、mmy bits），使得yk = , k = 0, 1, ND 1。然后，(k = 0, 1, D-1),从矩阵第0行第0列位置开始逐行写入比特序列yk（从比特y0开始写）。d) 基于表9所示的的模式，进行矩阵的列间置换，其中P(j)表示第j个变换列的原始列位置。进行列间置换后的维矩阵为： e) 子块交织器的输出是从列变换之后的维矩阵中逐列读出的比特序列。子块交织的输出比特表示为，其中对应于，对应于，且。表9子块交织器列间置换模式列数 列间置换模式32该子块交织器也被用做PDCCH调制符号的交织。在PDCCH调制符号的交织中，输入比特序列由PDCCH符号四元组组成1。5.1.4.2.2比特收集

35、，选择及传输长度为的循环缓冲器生成方式如下： k = 0, k = 0, k = 0, E 表示速率匹配输出序列长度，速率匹配输出比特序列为，k = 0,1,., 。设置k = 0，j = 0 while k 1宽带CQI码字04444宽带CQI码字10404预编码矩阵指示表18给出了传输模式4和配置了PMI/RI报告的传输模式8的PDSCH所使用的宽带CQI报告的秩指示反馈字段以及对应的位宽。表18 宽带CQI反馈的秩指示反馈的信息字段（传输模式4和配置了PMI/RI报告的传输模式8）字段位宽2天线端口4天线端口最多2层最多4层秩指示（RI）112根据表17形成信道质量比特序列，其中对应于表格第一个字段的第一个比特，对应于表格第一个字段的第二个比特，对应于表格最后一个字段的最后一个比特。PMI字段根据子带（subband）序号递增的顺序，每个字段的第一个比特对应于最高位，最后一个比特对应于最低位。表18中RI比特序列的组成见5.2.2.6小节。5.2.2.6.2高层配置子带CQI报告的信道质量信息格式表19给出了传输模式1、传输模式2、传输模式3、传输模式7和未配置PMI/RI报告的传输模式8的PDSCH所使用的高