天线端口和参考信号支持的多端口

1 天线端口

天线端口是指能进行信道估计分辨的端口数，即与参考信号有关。直观地来说，有多少种参考信号，就有多少个端口。实际物理天线数大于端口数，但天线端口和物理天线间没有固定的映射关系，标准协议里也没有说明，完全由厂商自己实现。
端口的实质：端口是从接收者的角度定义的，一个端口对于接收者来说就认为是一个独立的天线信道；如发送端有4根天线，且是相干的小间距天线，所以只能将这个4个天线定义为一个端口，对于接收端来说，这4根天线与一根没有区别，若一定说区别，前者可以做动态的beamforming，而后者只能是扇区赋型（定向天线）。对于单端口系统来说，不存在precoding，更谈不上codebook了。
在发送端，物理天线（阵元）与逻辑端口之间的对应关系属于内部实现。如上面说，这种映射关系的定义存在一个准则，即：非相干的物理天线（阵元）定义为不同的端口才有意义（用作Precoding）。对于一个基站来说，其天馈系统一旦安装就是固定的，所以可以从其外表来大体判断其最大可能支持的逻辑端口数。空间间距大于10波长的阵元可视为非相干天线，对于2G左右的载波，10波长意味着1.5米左右。间距小于0.5波长的阵元视为相干天线，这些天线只能归到一个端口做动态赋型。
例如LTE定义了最多4个小区级天线端口，因此UE能得到四个独立的信道估计，每个天线端口分别对应特定的参考信号模式。为了尽量减小小区内不同的天线端口之间的相互干扰，如果一个资源元素（Resource element）用来传输一个天线端口的参考信号，那么其它天线端口上相应的资源元素空闲不用。
总之，一个天线端口就是一个信道，终端需要根据这个天线端口对应的参考信号进行信道估计和数据解调。

2 参考信号支持的多端口

对于参考信号支持多个端口，以DMRS为例，DM-RS在设计时，除了考虑到导频前置和附加导频以外，还考虑到了上下行对称传输，这个对称体现在图样以及端口的复用方式上下行的一致性上，上下行对称传输可以抑制不同链路方向之间的干扰。
DM-RS支持多个端口是什么意思呢？就是说虽然物理层产生的DM-RS序列一直是固定的公式产生一个固定的序列，那支持多个端口体现在哪里呢？就体现在尽管序列是一样的，但是同样的一条序列在映射到资源的时候可以有不同的映射方式。下式为映射公式：

从公式中不难看出，当r（n）映射到位置（k，l）时：

• 首先不同的△可以保证不同的端口可以有梳状结构从而占用不同的资源；
• 其次不同的k’和l’对应不同的w，可以保证即使在占用相同端口的情况下，同样的一条序列也可以相互正交。

以上两点保证了即使始终是同样的一条序列，在映射到RE时也可以有不同的形式，从而支持多个端口，也体现了参考信号和端口对应的特点。也就是说在UE看来，尽管序列是一样的，但是仍然可以区分。

那DM-RS为什么需要支持多个端口呢？因为PDSCH有多个端口，每个端口的PDSCH可以认为经历了不同的信道，这些经历了不同信道状况的每个端口的PDSCH在接收端都需要解调，解调就需要用到解调参考信号DMRS。每个端口都要根据参考信号来唯一区别，所以多个端口PDSCH就需要DMRS支持多个端口。
比如PDSCH占用端口1000-1003来发送数据，所以PDSCH的DMRS就需要支持4端口，来区分端口1000-1003，所以PDSCH的DMRS也用1000-1003来发送。PDCCH不需要多个端口，所以PDCCH的DMRS此时就不需要支持多个端口，且PDCCH占用端口2000来发送，则PDCCH的DMRS就是端口2000来发送。所以协议中的DMRS端口不同是因为该DMRS是PDSCH/PDCCH/PUSCH/PUCCH的DMRS而不同。
这个不同从资源映射公式中可以很容易看出，如需要区分多个端口，资源映射公式就如上面PDSCH的DMRS资源映射公式那样，而不需要区分多个端口的DMRS资源映射公式，就类似下面PDCCH的DMRS映射公式：

因为只有PDSCH和PUSCH才需要支持多端口，所以协议中也只有PDSCH和PUSCH才有层映射、天线端口映射、预编码等标准化的内容。