5.5G下行链路数据传输方案

下行链路方向的用户数据速率信息是通过物理下行链路共享信道（PDSCH）来传送的。下行链路方向也采用相同的、周期为1ms的资源分配方案。将子载波分配给12个子载波的资源单元，会在频域形成周期为180kHz的分配单元，即物理资源块（Physical Resource Block，PRB）。但是，使用物理下行链路共享信道（PDSCH），由于采用的多址技术为OFDMA，每个子载波在进行并行传输时，占用的频宽为15kHz，因而对于给定用户来说，用户数据速率取决于分配的子载波（或实际资源块）数。eNodeB根据终端的信道质量指示（CQI）来进行资源分配。与上行链路相似，时域和频域都要进行资源分配，如图5-10所示。

图5-10 eNodeB处的下行链路资源分配

物理下行链路控制信道（Physical Downlink Control Channel，PDCCH）通知设备哪些资源块分配给它，使用1ms的粒度动态地进行资源分配。在每个0.5ms时隙内，PDSCH数据占3～6个符号，取决于分配给PDCCH的资源，以及使用的是短循环前缀还是扩展循环前缀。在1ms的子帧内，只有第一个0.5ms时隙包含PDCCH，而第二个0.5ms时隙仅包含数据符号（对于PDSCH来说）。如果使用的是扩展循环前缀，则0.5ms的时隙内包含6个符号；如果使用的是扩展循环前缀，则0.5ms的时隙内包含的符号数可达7个，如图5-11所示。图5-11中的实例假定PDCCH可以占用3个符号，但这个数值可以在1～3之间变化。考虑到临界范围情况下信道具有较好的编码性能，因而使用1.4MHz最低带宽时，符号数在2～4之间变化，以支持足够大的信令空间和足够长的比特。

对于PDCCH来说，除了控制符号外，由于参考信号、同步信号和广播数据的存在，来自于用户数据的空间因此减小。正如第4章所讨论的，由于要进行信道估计，因而参考符号均匀分布在时域和频域是非常有益的。这样会降低所需开销，但需要定义诸多规则，以确保接收机和发射机都能以同样的方式来理解资源映射。从整个载波上的总体资源分配来看，需要考虑通用信道（如物理广播信道），这些信道会消耗其自身的资源空间。在图5-12中，我们给出了PDCCH和PDSCH资源分配的一个实例。需要注意的是，图5-12中参考符号的位置仅用来说明问题，并不代表参考符号的实际图案。

图5-11 带宽大于1.4MHz时的下行链路时隙结构

图5-12 PDCCH和PDSCH之间的下行链路资源共享实例

与上行链路方向一样，下行链路方向用户数据的信道编码采用的也是速率为1/3的Turbo编码。对于Turbo编码来说，最大块大小为6144bit，以降低处理压力，且多个编码块都分配有较多的资源。块大小过大不会对性能产生任何影响，因为对于较大块大小来说，Turbo编码器性能改善已经过早饱和。除了Turbo编码之外，下行链路还包含物理层混合自动请求重传技术，该技术采用与上行链路方向相同的合并方法。设备类型也会反映出可用于重传合并的软存储容量。下行链路编码链如图5-13所示。在1ms子帧中，由于物理层资源具有自身的独立资源，因而不存在将同一物理层资源与PDCCH进行复用的技术。

一旦完成了对数据的编码工作，码字将继续向前提供用于进行扰码和调制的操作。物理层中的扰码功能不应当与加密功能混淆，如果蜂窝之间的资源分配方式是相同的，则扰码功能主要用于避免非法设备成功对数据进行解码。调制映射器采用理想的调制（QPSK、16QAM或64QAM）方法，并输入符号进行层映射和预编码。对于多发射天线（2或者4）来说，数据分为不同的流，并映射到合适的PDSCH可用资源单元上，生成实际的OFDMA信号，图5-14给出了一个包含两副发射天线的实例。假定只有一副发射天线可用，显而易见，层映射和预编码功能在信号传输过程中将不发挥作用。(www.xing528.com)

由此形成的下行链路瞬时数据速率取决于：

1）调制，可能采用与上行链路方向相同的调制方法；

2）子载波的分配数量。需要注意的是，在下行链路中，频域中的资源块不一定是进行连续分配的。分配的范围与上行链路方向相同，从12个子载波（180kHz）到包含1200个子载波的系统带宽；

3）信道编码速率；

4）具有MIMO操作功能的发射天线数目（独立流）。

下行链路的峰值数据速率（使用单个用户的所有资源，且仅考虑物理层可用的资源）变化范围为0.7～170Mbit/s。如果使用4×4天线MIMO操作，则峰值数据速率可达到300Mbit/s，甚至更高。对于最低数据速率并没有限制，如果最小分配单元（1个资源块）太高，则需要用到填充。5.10节给出最大数据速率，并将UE类型考虑在内。第9章将给出不同带宽/编码/调制组合可能使用的数据速率。

图5-13 DL-SCH信道编码链

图5-14 下行链路信号生成过程