LTE系統里，RB資源的動態調度是在eNB側實現的，這里的“RB資源”實際上是特指虛擬RB（Virtual RB）而不是物理RB（Physical RB）。VRB是MAC層在調度的時候使用的，屬于邏輯上的概念，而PRB是物理層在實際映射RE資源的時候需要使用的，屬于實際物理意義上的概念。VRB和PRB之間，存在著不同的映射關系：最簡單的映射關系就是VRB的位置和PRB的位置是相同的，它們之間是一一對應的；另外一種復雜點的關系就是VRB和PRB并不是一一對應的，但是可以依賴某種特定的映射關系，通過VRB可以明確的推出PRB的位置。前一種一一對應的簡單關系就是集中式的資源分配，而后面一種復雜點的映射關系，就是分布式的資源分配。

eNB側在調度資源的時候，可以根據不同的場景使用不同的分配方式。比如當采用DCI2/DCI2A的時候，使用集中式的資源分配，而采用DCI1A的時候，既可以使用集中式的資源分配，也可以使用分布式的資源分配。下面就具體描述這兩種分配方式。

下行VRB有兩種資源映射方式：集中式（localized type）的VRB資源映射方式和分布式（distributed type）的VRB資源映射方式。無論是哪種VRB映射方式，所指的VRB都是指“RB對”（a pair of VRBs）。我們知道，一個子幀包括2個時隙，一個RB是由頻域上的12個子載波以及時域上的一個時隙組成的（關于RB的組成結構請參考《LTE物理傳輸資源（3）-時頻資源》），因此對于頻域上的12個子載波，一個子幀就對應了2個RB，這兩個RB就叫做一個"RB對"。在考慮VRB資源映射的時候，同個子幀內2個時隙的RB是放在一起考慮的，使用n_VRB來表示RB號的時候，是指一個VRB對，而不是特指某個時隙的VRB。也就是說，在描述下行資源映射方式的時候，雖然文字上說的是VRB與PRB的位置關系，實際上說的是VRB對與PRB對的位置關系。

1.集中式的資源映射（Localized type）

在集中式的資源映射方式中，VRB對和PRB對是一一對應的，即VRB的位置就是PRB的位置，RB資源塊序號n_PRB=n_VRB，范圍是0～（N_DL_RB-1）。下圖就是5MHz帶寬下，集中式分配VRB資源時，PRB和VRB的位置關系。

2.分布式的資源映射（Distributed type）

在分布式的資源映射方式中，VRB對和PRB對不是一一對應的，連續的VRB序號將映射到不連續的PRB序號上，并且一個子幀內的2個時隙也有著不同的映射關系（如下圖1所示），通過這種方法來達到“分布式”的資源分配。無論是將連續的VRB對映射到不連續的PRB對上，還是分開每個PRB對，使一個PRB對的兩個RB的資源傳輸帶有一定的頻率間隔（可以看成基于時隙（slot）的跳頻），目的都是為了達到頻率上的分集效應。

圖1

上面的圖1是下行帶寬為5MHz的分布式資源分配過程示意圖，這個圖只是用來幫助理解分布式的過程，不代表實際PRB的映射位置就與上圖畫的一致。這張圖簡潔直觀，可以很好的描述這個過程，下面從協議的角度具體說說這種映射關系，或者說如何從VRB對得到PRB對的實際映射位置。

3.獲取GAP參數

在分布式的分配過程中，2個時隙中的PRB將映射到頻域上的不同位置，從而實現基于時隙的跳頻。上面圖1中的Gap參數，就是用來表示一個RB對之間的頻率偏移值，以RB個數為計量單位。不同的帶寬，這個GAP值是不同的，一旦帶寬確定下來，這個Gap值也就確定了。

從下面的Table 6.2.3.2-1中可以看到，當下行帶寬是1.4MHz（N_DL_RB=6）、3MHz（N_DL_RB=15）、5MHz（N_DL_RB=25）時，只有一種Gap值可以選擇，對應的頻率偏移值N_gap1分別是：1.4MHz時N_gap1=3、3MHz時N_gap1=8、5MHz時N_gap1=12。上面圖1中的Gap=12，符合5MHz帶寬（N_DL_RB=25）的協議規定。

對于10MHz（N_DL_RB=50）、15MHz（N_DL_RB=75）、20MHz（N_DL_RB=100）這幾種較大的帶寬，協議規定了兩種不同的Gap值，具體選擇哪一種，由DCI通知到UE。如DCI1A格式，對于分布式VRB分配來說，有個1bit的字段（見下圖中黃色高亮內容），就是用來表示當前Gap采用的是Gap1還是Gap2。

4. 可用于頻率交織（interleaving）的VRB范圍

并不是所有的VRB都可以用來進行交織的，如果用n_VRB來表示VRB的頻率位置，那么可以用來交織的VRB的范圍是0～（N_DL_VRB?- 1）。只有該范圍內的VRB才可以進行RB對的交織，才可以進行分布式的VRB資源分配。

如上圖所示，如果n_VRB的范圍是0～10，那么eNB進行分布式資源調度時，RB的id號只能分配到0～10這11個VRB。注意這里的參數N_DL_VRB不是下行帶寬的RB個數N_DL_RB，不要混淆了。參數N_DL_VRB計算如下：

（A）如果采用GAP1，則?N_DL_VRB?= N_DL_VRB_GAP1 = 2 × Min（N_gap1, ?N_DL_RB - N_gap1）。比如當前是5MHz帶寬，N_gap1=12，N_DL_RB=25，則N_DL_VRB = 2 × Min（12，25-12） = 2 × 12 = 24。如果是10MHz帶寬，N_gap1=27，N_DL_RB=50，則N_DL_VRB?= 2 × Min（27，50-27） = 2 × 23 = 46。因此對于10MHz帶寬來說，采用頻率間隔GAP1時只有0～45這46個VRB對才可以進行RB的頻率交織，才能進行分布式的RB分配。

（B）如果采用GAP2，則?N_DL_VRB?= N_DL_VRB_GAP2 = floor（N_DL_RB / （2 × N_gap2）） × 2 ×?N_gap2。比如當前是10MHz帶寬，N_gap2=9，N_DL_RB=50，則N_DL_VRB?= floor（50 / 18）× 18 = 2 × 18 = 36。

5.獲取交織矩陣（interleaving matrix）

在進行頻率交織的過程中，需要用到交織矩陣（interleaving matrix）的概念，交織矩陣是一個列數固定等于4的矩陣，通過交織矩陣可以很方便的知道什么位置的VRB映射到什么位置的PRB。

協議規定，連續_N_DL_VRB個VRB可以組成一個交織單元（interleaving uint），每個交織單元可以用一個元素個數為_N_DL_VRB的交織矩陣來表示。參數_N_DL_VRB可以通過下面的方式得到：

（A）如果采用GAP1，則 _N_DL_VRB?= N_DL_VRB。從這個公式中可以看到，所有可以用于分布式調度的VRB資源（即N_DL_VRB值）只能組成一個交織單元，形成一個交織矩陣。比如當前是5MHz帶寬，N_DL_VRB=24，那么一個VRB交織單元由連續的24個VRB組成，即交織矩陣中有24個元素。

（B）如果采用GAP2，則 _N_DL_VRB?= 2 ×?N_gap2。比如當前是10MHz帶寬，N_gap2=9，那么一個VRB交織單元由連續的18個VRB組成，即交織矩陣中有18個元素。由于此時N_DL_VRB=36，即可以有36個VRB用于分布式資源分配，所以這種情況下，所有可用于分布式資源分配的VRB可以組成2個交織單元，生成2個交織矩陣。

如上圖所示，每個交織單元的交織矩陣，是一個4列、N_row行的矩陣，N_row?= ceil（_N_DL_VRB / （4×P））× P，P的取值見下表。如果當前是5MHz帶寬，P=2，采用GAP1，_N_DL_VRB =?N_DL_VRB =?24，那么N_row?= ceil（24?/ （4×2））× 2 = 6。

交織矩陣中的VRB，按照“按行寫入”和“按列讀出”的規則進行操作。按照這種規則，存在著組成一個交織單元的VRB個數不夠填滿一個交織矩陣的情況，因此協議規定第2列和第4列的最后（Null / 2）行需要插入Null個空值，插入的Null空值在讀出的時候將會被忽略。其中，Nnull = 4 ×?N_row -?_N_DL_VRB。如果當前是5MHz帶寬，_N_DL_VRB =?N_DL_VRB =?24，N_row?= 6，那么Nnull?= 4 × 6 - 24 = 0，表示不需要在第2列和第4列的最后插入空值，所有的VRB正好構成一個交織矩陣，如下圖示意。

6.VRB向PRB的映射

有了交織矩陣，再根據下面3個步驟，就可以將VRB映射到PRB中。這3個步驟是：

（1）從交織矩陣中按列依次讀取元素，遇到Nnull則跳過，取下一個非Nnull的元素，這樣得到的就是偶數時隙PRB的參考位置；

（2）對偶數時隙的參考位置進行偏移，偏移量為（_N_DL_VRB / 2），得到奇數時隙PRB的參考位置；

（3）如果根據上面兩個步驟得到的RB位置大于或等于（_N_DL_VRB?/ 2），則再次進行一次偏移，偏移量為（Ngap - _N_DL_VRB?/ 2），從而得到偶數時隙和奇數時隙的最終PRB映射位置。

經過上面3個步驟，可以知道VRB=3、4、5這三個VRB，經過分布式映射后，得到的PRB的位置分別是（偶數時隙，奇數時隙）=（18，6）、（1，13）、（7，19）。

上面的VRB向PRB的映射過程，也可以用數學公式進行嚴格的推導，推導過程如下。

（1）根據交織得到偶數時隙的參考位置

偶數時隙ns對應的PRB的參考位置?_n_PRB(ns)，由下面的公式計算得到：

（2）對偶數時隙的位置進行（_N_DL_VRB / 2）的偏移，得到奇數時隙的參考位置

奇數時隙ns的位置?_n_PRB(ns)?由下面的公式計算得到：

（3）對前面兩個步驟中得到的大于或等于（_N_DL_VRB?/ 2）的位置，再次偏移（Ngap - _N_DL_VRB?/ 2），得到最終的PRB位置。

對于所有的時隙ns，包括偶數時隙和奇數時隙，根據下面的公式進行偏移：

前文已經根據交織矩陣得到了PRB的映射位置，為了與之相互印證，下面仍然以5MHz帶寬來舉例說明數學公式的使用過程和計算結果：

（1）根據前文的相關描述過程，可以得到N_gap1?= 12，_N_DL_VRB =?24，N_row?= 6，Nnull?= 0。假定eNB給UE分配了VRB=3、4、5這三個連續的VRB，那么計算PRB位置的過程如下：

（A）虛擬資源對n_VRB=3，占用一個偶數時隙和一個奇數時隙。從上面的公式中可以看到，偶數時隙的PRB位置只是用來遞歸計算奇數時隙的PRB位置，在實際計算時并不需要知道具體的時隙號，使用偶數時隙0和使用時隙2、4、6等等，計算得到的PRB的映射結果是相同的，所以這里可以用時隙0表示偶數時隙，用時隙1表示奇數時隙。因此：

對于偶數時隙（ns=0），_n_PRB(0) = 6 × （（3 mod 24）mod 4）+ floor（（3 mod 24）/ 4）+ 24 × floor（3 / 24）= 18。因為滿足 18 >（24 / 2）的條件，因此物理資源位置n_PRB(0) = 18 + 12 - 24 / 2 = 18。?

對于奇數時隙（ns=1），_n_PRB(1)?= （_n_PRB(0) +?24 / 2）mod 24 + 24 × floor（3 / 24）= 6。因為滿足 6 <（24 / 2）的條件，因此物理資源位置n_PRB(1)?= 6， 不需要再次進行偏移。

（B）虛擬資源對n_VRB=4：

對于偶數時隙（ns=0），_n_PRB(0)?= 6 × （（4 mod 24）mod 4）+ floor（（4 mod 24）/ 4）+ 24 × floor（4 / 24）= 1。因為滿足 1 <（24 / 2）的條件，因此物理資源位置n_PRB(0)?= 1。?

對于奇數時隙（ns=1），_n_PRB(1)?= （_n_PRB(0)?+?24 / 2）mod 24 + 24 × floor（4 / 24）= 13。因為滿足 13 >（24 / 2）的條件，因此物理資源位置n_PRB(1)?= 13 + 12 - 24 / 2 = 13。?

（C）虛擬資源對n_VRB=5：

對于偶數時隙（ns=0），_n_PRB(0)?= 6 × （（5 mod 24）mod 4）+ floor（（5 mod 24）/ 4）+ 24 × floor（5 / 24）= 7。因為滿足 7 <（24 / 2）的條件，因此物理資源位置n_PRB(0)?= 7。?

對于奇數時隙（ns=1），_n_PRB(1)?= （_n_PRB(0)?+?24 / 2）mod 24 + 24 × floor（5 / 24）= 19。因為滿足 19 >（24 / 2）的條件，因此物理資源位置n_PRB(1)?= 19 + 12 - 24 / 2 =?19。?

eNB分配資源的時候，是選擇集中式的還是分布式的，是由eNB側決定并通過DCI通知到UE側的。不同的設備廠家，算法不同，調度的結果會有差別。對于DCI1A格式，其中的字段“Localized/Distributed VRB assignment flag”就是用來表示當前采用的VRB分配方式（采用Type2分配方式），具體請參考博文《LTE下行物理層傳輸機制（5）-DCI格式的選擇和DCI1A》。DC2、DC2A格式的VRB只能選擇集中式分配（采用Type0或Type1分配方式）。

參考文獻：

（1）3GPP TS 36.211 V9.1.0 (2010-03) Physical Channels and Modulation?

（2）3GPP TS 36.212 V9.4.0 (2011-09) Multiplexing and channel coding

總結

以上是生活随笔為你收集整理的LTE下行物理层传输机制（9）-集中式和分布式资源映射的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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