LTE

其中，RSRP：在系统接收带宽内，小区参考信号的接收功率的线性平均；P：在系统接收带宽内，小区参考信号的发射功率的线性平均;PathLoss:eNodeB与UE之间的路径损耗。

SINR：（Signal to Interference plus Noise Ratio）信号与干扰加噪声比，是接收到的有用信号的强度与接收到的干扰信号（噪声和干扰）的强度的比值；可以简单的理解为“信噪比”。

下行SINR计算：将RB（Resource  Blank LTE中能够调度的最小单位，物理层数据传输的资源分配频域最小单位，时域对应1个slot，频域上对应12个连续子载波-Subcarrier）上的功率平均分配到各个RE（Resource Element LTE中最小的资源单元，也是承载用户信息的最小单位，时域：一个加CP的OFDM符号，频域：1个子载波）上。下行小区特定参考信号（RS）的SINR = RS接收功率 /（干扰功率 + 噪声功率）= S/(I+N) ，RS接收功率 = RS发射功率 * 链路损耗，干扰功率 = RS所占的RE上接收到的邻小区的功率之和。上行SINR计算：每个UE的上行SRS（上行参考信号的一种，信道质量测量，称为SRS）都放置在一个子帧的最后一个块中。SRS的频域间隔为两个等效子载波。所以一个UE的SRS的干扰只来自于其他UE的SRS。SINR = SRS接收功率 /（干扰功率 + 噪声功率），SRS接收功率 = SRS发射功率 * 链路损耗，干扰功率 = 邻小区内所有UE的SRS接收功率之和。

RSRQ：定义为小区参考信号功率相对小区所有信号功率（RSSI）的比值，衡量下行特定小区参考信号的接收质量，正常取值范围是（-19.5，-3）。对于LTE系统来说，当系统覆盖范围、用户数、边缘速率等网络要求确定后，我们基于链路预算和业务模型设定的小区参考信号EPRE（Energy per Resource Element，下行功率控制着每个RE上的能量）就为一个常数，其他信道功率基于此值设定。所以，获得参考信号RSRQ，一定程度上就可以确定小区其他信道的SNR（有用信号与噪声比，SNR=S/N）。计算公式：

RSRQ = RSRP * N / RSSI

其中, RSRQ：参考信号接收质量；RSRP：参考信号接收功率；N：下行传输中所需要的PRB（Physical Resource  Blank）总数；RSSI：载波接收信号强度指示。

RSSI：( Received Signal Strength Indicator) 接收信号强度指示，指接收到Symbol内的所有信号（包括导频信号和数据信号，邻区干扰信号，噪音信号等）功率的平均值。 但是这里还包含了来自外部其他的干扰信号，因此通常测量的平均值要比带内真正有用信号的平均值要高。载波接收信号强度指示的计算如下： 

RSSI =  P*N*PathLoss/N

其中，P: 在系统接收带宽内，PRB的平均发射功率；N：下行传输中所需要的PRB总数；PathLoss: eNodeB与UE之间的路径损耗；N：每个PRB上的OFDM符号数，由CP的配置决定。

RE（Resource Element LTE中最小的资源单元，也是承载用户信息的最小单位，对应频域上一个载波，时域上一个时隙（半个子帧，0.5 ms）或者是时域上等于1个symbol,在频域上等于15KHz的资源。

RB（Resource  Blank ）LTE中能够调度的最小单位，理层数据传输的资源分配频域最小单位，是时域与频域正交结果，即在频域上是12个连续的载波（在15KHZ载波间隔的情况下是180KHZ），时域上是一个时隙（半个子帧，0.5 ms）；或者是时域上等于7个symbol,在频域上等于180KHz,也就是12个子载波的资源。有两个概念：VRB和PRB。VRB是虚拟的RB，mac层在分配资源的时候，是按VRB来分配的，然后VRB再映射到PRB。VRB映射到PRB也有两种映射方式：分布式和集中式。集中式VRB和PRB是一一对应的关系，分布式的VRB 映射到PRB需要先交织，然后再按照一定的规则映射到实际的PRB位置。虚拟资源块VRB是资源分配的基本单位，其大小与PRB相同，分为集中式和分布式两种，物理上可以认为RB等同于PRB。

图解：一个无线帧长为10ms，TDD中分为2个半帧（5ms），一个半帧有5个子帧，子帧又分为一般子帧和特殊子帧，一般子帧有2个时隙（0.5ms），特殊子帧有3个特殊时隙;FDD中直接划分为10个子帧（1ms），一个子帧分为2个时隙（0.5ms），每个时隙可以承载多个RB，这样根据上面的RB与RE的结构可以得出1RB=12子载波*7个symbol=84RE。

CP(Cyclic Prefix)中文可译为循环前缀，它包含的是OFDM符号的尾部重复。CP主要用来对抗实际环境中的多径干扰， 不加CP的话由于多径导致的时延扩展会影响子载波之间的正交性，造成符号间干扰。CP的由来大概是这样的：由于多径衰落，多普勒平移等原因会造成ISI（符号间干扰）正常的两个按顺序发射的symbol如果在发射端是这样：

a             b    |||||||||||||| |||||||||||||| 接收端有可能会出现以下情况： a          b ||||||||||||||            |||||||||||||| 这样a,b间有一部分就重叠了，这就是ISI的成因。 解决办法最容易想到的就是2个symbol发射中间我们加点保护间隔像这样： a                 b ||||||||||||||               ||||||||||||| 如果什么都不发发射机就处于空闲状态，如果采样到空白处就没有意义。 于是引入了CP把symbol的后一部分填充到前面来，像这样： a             b \\\\||||||\\\\                   \\\\||||||\\\\ 这样，符号间又多了保护间隔，又使采样在绝大多数时刻都有了意义。 目前在商用场景中只有普通CP，长CP目前还没有应用场景，暂时可以忽略。

LTE的9种传输模式：

1. TM1， 单天线端口传输：主要应用于单天线传输的场合；

2. TM2， 开环发射分集：不需要反馈PMI，适合于小区边缘信道情况比较复杂，干扰较大的情况，有时候也用于高速的情况， 分集能够提供分集增益，单流模式；

3. TM3，开环空间复用：不需要反馈PMI，合适于终端（UE）高速移动的情况；

4. TM4，闭环空间复用：需要反馈PMI，适合于信道条件较好的场合，用于提供高的数据率传输；

5. TM5，MU-MIMO传输模式（下行多用户MIMO）：主要用来提高小区的容量；

6. TM6，闭环发射分集，闭环Rank1预编码的传输：需要反馈PMI，主要适合于小区边缘的情况；

7. TM7， Port5的单流Beamforming（波束赋形）模式：主要也是小区边缘，能够有效对抗干扰；

8. TM8，双流Beamforming（波束赋形）模式：可以用于小区边缘也可以应用于其他场景；

9. TM9， 传输模式9是LTE-A中新增加的一种模式，可以支持最大到8层的传输，主要为了提升数据传输速率。

PMI（ Precoding Matrix Indicator）预编码矩阵指示;PMI用来指示码本集合的index。由于LTE应用了多天线的MIMO技术。在PDSCH物理层的基带处理中，有一个预编码技术。这里的预编码简单的说，就是乘以各种不同的precoding矩阵。而这个矩阵，可以采用TM3这样没有反馈的方式。也可以采用TM4这样通过UE上报PMI来决定这个预编码矩阵。从原理上说，这样使得PDSCH信号是最优的。下行的传输模式(TM)很多，在R9版本下行定义了TM1~TM8；其中TM4,6,8的情况下，才需要有PMI的反馈。

预编码是多天线系统中的一种自适应技术，即根据信道的状态信息（CSI），在发射端自适应的改变预编码矩阵，起到改变信号经历的信道的作用。在收发两端均存储一套包含若干个预编码矩阵的码书，这样接收机可以根据估计出的信道矩阵和某一准则选择其中一个预编码矩阵，并将其索引值和量化后的信道状态信息反馈给发送端；在下一个时刻，发送端采用新的预编码矩阵，并根据反馈回的信道状态量化信息为码字确定编码和调制方式。

Rank是一个客观存在的东西，即信道矩阵EBB分解后特征值不为0的特征向量的个数，用户会将测得的Rank值RI(Rank Indicator)上报给基站，基站用RI仅作为选择layer数即流数的一个参考。

分集技术：分散发送，集中接收。通过两个或更多的接收天线，在不增加传输功率和带宽的前提下，改善无线通信信道的传输质量，可以补偿衰落信道损耗，有效的降低衰落对信号的影响。具体原理方法是，（分散传输）对接收端通过多个信道获得的多个衰落特性相互独立的、携带同一信息的衰落信号进行特定处理进行传输，然后（集中接收）把接收机收到的多个独立的衰落信号按照一定的规则进行合并、恢复原发送信号，这样能有效的降低衰落的影响。目前常用的分集方式主要有两种：宏分集和微分集。

宏分集也称为“多基站分集”，主要是用于蜂窝系统的分集技术。在宏分集中，把多个基站设置在不同的地理位置和不同的方向上，同时和小区内的一个移动台进行通信。只要在各个方向上的信号传播不是同时受到阴影效应或地形的影响而出现严重的慢衰落，这种办法就可以保证通信不会中断。它是一种减少慢衰落的技术。

微分集是一种减少快衰落影响的分集技术，目前微分集采用的主要技术有：空间分集、极化分集、频率分集、场分量分集、角度分集、时间分集等分集技术。

（1）空间分集

空间分集的基本原理是在任意两个不同的位置上接收同一信号，只要两个位置的距离大到一定程度，则两处所收到的信号衰落是不相关的，也就是说快衰落具有空间独立性。空间分集也称为天线分集，是无线通信中使用最多的分集技术。

（2）频率分集

频率分集的基本原理是频率间隔大于相关带宽的两个信号的衰落是不相关的，因此，可以用多个频率传送同一信息，以实现频率分集。

（3）极化分集

极化分集的基本原理是两个不同极化的电磁波具有独立的衰落，所以发送端和接收端可以用两个位置很近但为不同极化的天线分别发送和接收信号，以获得分集效果。极化分集可以看成是空间分集的一种特殊情况，它也要用两付天线(二重分集情况)，但仅仅是利用不同极的电磁波所具有的不相关衰落特性，因而缩短了天线间的距离。在极化分集中，由于射频功率分给两个不同的极化天线，因此发射功率要损失约3dB左右。

（4）场分量分集

电磁波E场和H场载有相同的消息，而反射机理是不同的。一个散射体反射的E波和H波的驻波图形相位相差90°，即当E波为最大时，H波最小。在移动信道中，多个E波和H波叠加，Ex，Hx，Hy的分量是互相独立的，因此通过接收3个场分量，也可以获得分集的效果。场分量分集不要求天线间有实体上的间隔，因此适用于较低(100MHz)工作频段。当工作频率较高时(800～900MHz)，空间分集在结构上容易实现。

（5）角度分集

角度分集的作法是使电波通过几个不同的路径，并以不同的角度到达接收端，而接收端利用多个锐方向性接收天线能分离出不同方向来的信号分量，由于这些信号分量具有相互独立的衰落特性，因而可以实现角度分集并获得抗衰落的效果。

（6）时间分集

快衰落除了具有空间和频率独立性以外，还具有时间独立性，即同一信号在不同时间、区间多次重发，只要各次发送的时间间隔足够大，那么各次发送信号所出现的衰落将是彼此独立的，接收机将重复收到的同一信号进行合并，就能减小衰落的影响。时间分集主要用于在衰落信道中传输数字信号。

波束赋形通过调整天线阵列中每个阵元的加权系数产生具有指向性的波束，从而能够获得明显的阵列增益。通俗的讲就是将每个天线阵列的阵元通过某种操作使其产生的信号指向某一特定的方向，以达到增强该方向信号强度的目的。

其主要作用是补偿无线传播过程中由空间损耗、多径效应等因素引入的信号衰落与失真，同时降低同信道用户间的干扰。

关于波束赋形的基本原理，可以首先考虑自由空间中电磁波的远场辐射情况。

（1）当只存在单个天线振子时，以同极化方向从各个角度对电场振幅进行观测时，信号是各向同性衰减的，即不存在方向选择性。

（2）如果增加一个同极化方向的振子，且两个振子处于同一位置时，即使两个天线发射信号可能存在一定的相差，但从任何角度观测，两列波的相差并不随观测角度的变化而发生变化，因此信号仍然不存在方向选择性。

（3）如果增加一个同极化方向的振子，且两个振子保持一定间隔，则两列波之间会发生干涉现象，即某些方向振幅增强，某些方向振幅减弱（振幅增强部分的能量来自于振幅减弱部分）。出现上述现象的原因可由图3-23解释，假设观测点距离天线振子很远，可以认为两列波到达观测点的角度是相同的。此时两列波的相位差将随观测角度的变化而变化，在某些角度两列波同相叠加导致振幅增强，而在某些方向反相叠加导致振幅减小。