【5G PHY】物理层逻辑和物理天线的映射

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本人就职于国际知名终端厂商，负责modem芯片研发。
在5G早期负责终端数据业务层、核心网相关的开发工作，目前牵头6G算力网络技术标准研究。


博客内容主要围绕：
       5G/6G协议讲解
       算力网络讲解（云计算，边缘计算，端计算）
       高级C语言讲解
       Rust语言讲解

物理层逻辑和物理天线的映射

       下行多天线传输是5G NR的一项关键技术，即使同一基站的天线集合位于同一站点，不同天线端口传输的信号也会经历不同的无线信道。在某些情况下，共用同一个天线端口传输是很重要的。例如，PDSCH物理信道和PDSCH DMRS共享相同的天线端口，这有助于UE使用DMRS估计信道，并使用该信息解码PDSCH上的信息内容。

       MIMO利用这种特性（不同的无线信道）在不同的天线端口上传输多个并行的数据流。重要的是要理解天线端口是一个抽象的概念。逻辑上的天线端口和物理上的天线元件是有区别的。特定的传输使用特定的天线端口，然后这些天线端口被映射到一个或多个物理天线单元上。例如，同步信号、PBCH和PBCH解调参考信号使用天线端口4000，即所有三个传输共享同一个天线端口。

一、逻辑和物理天线的映射关系

天线端口与物理天线的映射关系可以是：

• 一对一：适用于不需要波束赋形的低频频段（波束形成需要多个物理天线单元）；
• 一对多：对高频波束赋形很有用；

二、映射关系的例子

2.1 一对一映射

以2*2 MIMO为例，天线端口为1000和1001。天线1000端口映射到一个物理天线上，天线1001端口映射到另一个物理天线上，如下图：

从UE来看，有两个下行链路传输，一个是与天线端口1000关联的PDSCH及其DMRS，另一个是与天线端口1001关联的PDSCH及其DMRS。UE不需要知道两次传输使用了哪些物理天线单元。

2.2 一对多映射

当工作在较高频段需要使用波束赋形时，天线端口和物理天线单元之间存在一对多的映射，如下图所示：

波束赋形使用多个物理天线单元将下行传输定向到特定的UE。这通常使用由多列交叉极性天线单元组成的天线阵列来实现。

2.3 一对多映射另一个例子

天线的1000和1001端口分别映射到多个物理天线单元上，这比第一个例子的增益和方向性更少，因为每个天线端口的物理天线单元更少

从终端的角度来看，第一个例子与本例相同，即在这两个例子中，终端接收天线端口1000和1001。波束赋形有助于改善链路预算，但对UE是透明的，即UE不需要任何关于基站波束赋形的明确信息。

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