无线网络侧用户数据处理的流程

图1-1 3GPP LTE网络的用户面协议栈

　　图1-1是3GPP LTE网络的用户面协议栈 [1]。左边蓝色框内是无线网络侧的用户面协议栈。下行数据从核心网传输到基站侧后，经过PDCP层、RLC层和MAC层的封装映射到物理层上，再通过空口传输到UE侧。UE侧经过相应层的解封装后，得到下行的数据包。

　　PDCP层从上层接收数据，对数据进行压缩和加密，然后再转发到RLC层。RLC层根据底层传输块大小对上层PDU进行分段，然后通过确认模式、非确认模式或者透明模式传输到MAC层，并通过ARQ机制进行错误修正。MAC层实现了UE间的动态调度，能通过HARQ进行错误纠正以及实现传输块格式的选择等功能。物理层为MAC层和高层提供信息传输的服务。在TD-LTE系统中，MAC层和物理层的配置和功能直接影响了用户的下行流量。     

　　下行用户数据在MAC层是承载在传输信道DL-SCH上的。当基站发射数据的天线多于一根时，MAC层会将接收到的上层数据分成两个比特流。图1-2是传输信道DL-SCH在MAC层的一个比特流的处理流程 [2]。每一个比特流需要被附加24比特的CRC校验位，然后再进行比特加扰。如果比特流的大小大于传输信道的最大长度，比特流就会被分割成多个码块，每一码块都要加24比特的CRC校验位。经过码块分割后，每一个码块都要进行信道编码。DL-SCH传输信道使用的是Turbo 1/3 编码方式。编码后的数据进入HARQ软比特缓冲器后，进行HARQ的功能处理。从HARQ软比特缓冲器输出的比特流进行二次交织后，与控制信息复用，然后再映射到物理信道上。

图1-2传输信道DL-SCH在MAC层的处理流程

　　图1-3是物理信道PDSCH上两个码字的处理流程 [3]。首先，将传输信道DL-SCH上的码字进行加扰，然后再进行调制。PDSCH的调制方式可以是QPSK、16QAM或64QAM。经过调制后的码字是复值的调制符号，这些符号又会映射在一个或者多个的空间层上。在LTE系统中，空间复用可以有1、2、3或4层。每一层的复值信号经过预编码后映射在为这个PDSCH分配的资源单元上，然后再经过OFDM调制，被发送到天线端口上。

　　下行流量的潜在影响因素

　　用户面数据的处理流程描述了物理层和MAC层对用户数据的处理过程。物理层的配置决定了系统最终能够为用户提供的物理承载能力，而这些物理承载中映射的用户信息比特数是由MAC层所采用的编码率、调制方式以及是否有数据重传等因素决定的。所以，下面分别从物理层和MAC层分析影响下行流量的因素。

　　D-LTE系统物理层的用户传输能力

　　图2-1是TD-LTE的帧结构 [3]。一个无线帧的长度是10ms，由两个结构一样的半帧组成，每个半帧中有五个子帧。子帧1是特殊时隙，用来传输DwPTS、GP和UpPTS。子帧0和子帧 2分别固定用作下行和上行。子帧 3和子帧4可以用作上行或者下行。

图2-1 TD-LTE帧结构

　　下行物理信道有物理下行共享信道（PDSCH），物理广播信道（PBCH），物理控制格式指示信道（PCFICH），物理下行控制信道（PDCCH），物理HARQ指示信道（PHICH）。每一个下行物理信道都是一系列的资源粒子RE的集合。除此之外，物理层上还有一些资源单元不对应物理信道，只是传输下行物理信号，其中包括参考信号和同步信号。在这些所有的物理资源上，只有PDSCH是用来传输用户数据的。表2-1举例说明了物理信道PDSCH在特定系统配置下能够提供的最大资源单元 (RE)。

表2-1 物理信道PDSCH基于特定系统配置下可用的资源单元

　　物理信道PDSCH可用的资源单元的数量直接影响了用户的下行流量。所以，物理层对下行流量的影响是在于不同的系统配置。这些配置因素包括带宽、多天线技术、上下行时隙比、下行控制信道的OFDM符号数(CFI)和特殊时隙的配置。表2-2是这些影响因素的常用配置。

表2-2 物理层对下行流量的影响因素及常用配置