Формат восходящего канала управления 1

Физический формат 1 канала управления восходящей линии связи является каналом передачи, используемым для переноса информации относительно запросов планирования, в которых UE запрашивает ресурсы для передачи UL-SCH. Он также используется для отправки ответов на подтверждение и запросов повторной передачи (ACK и NACK).

Управляющая информация восходящей линии связи для формата 1 PUCCH

Канальное кодирование для UCI HARQ-ACK
Канальное кодирование для запроса планирования UCI

Формат 1 управляющей информации восходящей линии связи (UCI) содержит запросы планирования и ответы подтверждения или запросы повторной передачи (ACK и NACK).

Канальное кодирование для UCI HARQ-ACK

Биты подтверждения HARQ принимаются от более высоких уровней. В зависимости от количества присутствующих кодовых слов подтверждение HARQ состоит из 1 или 2 информационных битов. Положительное подтверждение (ACK) кодируется как двоичное 1, в то время как отрицательное подтверждение (NACK) кодируется как двоичное 0. Затем биты HARQ-ACK обрабатываются, как требуется PUCCH.

Канальное кодирование для запроса планирования UCI

Индикация запроса планирования принимается от более высоких уровней. Нулевые информационные биты используются для запроса ресурсов для передачи UL-SCH. Однако eNireB знает, когда ожидать запрос планирования от каждого UE в соте. Следовательно, если энергия PUCCH обнаружена, eNireB идентифицирует ее как запрос планирования от соответствующего UE.

Формат PUCCH 1, 1a и 1b

Различные используемые сообщения формата 1 PUCCH идентифицируются типом управляющей информации, которую они несут, и количеством управляющих битов, которые они требуют на подкадр. Три типа формата 1 PUCCH, их схемы модуляции и количество используемых ими информационных битов показаны в следующей таблице.

Формат PUCCH	Схема модуляции	Количество битов на подкадр, _Мбит	Тип управляющей информации
1	n/a	n/a	Запрос на планирование
1a	BPSK	1	HARQ-ACK (1 бит)
1b	QPSK	2	HARQ-ACK (2 бита)

Полоса пропускания, доступная во время одного подкадра одного ресурсного блока, превышает полосу, необходимую для управляющей сигнальной информации одного пользовательского терминала. Для эффективного использования доступных ресурсов блок ресурсов может совместно использоваться несколькими пользовательскими терминалами. Даже если один и тот же RB используется для форматов 1, 1a и 1b PUCCH, нет возможности внутриклеточной интерференции, если используются различные циклические сдвиги одной и той же базовой опорной последовательности. Кроме того, для форматов 1, 1а и 1b PUCCH дополнительная степень свободы обеспечивается применением ортогонального кода обложки.

Формат 1

Запрос ресурсов восходящей линии связи может быть сделан посредством канала произвольного доступа. Однако из-за вероятности столкновений в периоды высокой интенсивности предоставляется альтернативный способ с использованием формата 1 PUCCH.

Каждому UE в ячейке назначается конкретное отображение индекса ресурса, ресурс, который может использоваться каждый n-й кадр для передачи запроса планирования. Следовательно, если энергия PUCCH обнаружена, eNireB идентифицирует ее как запрос планирования от соответствующего UE. Поскольку каждому UE будет выделен конкретный ресурс, вероятность коллизии отсутствует. Однако количество доступных ресурсов PUCCH уменьшается.

Формат 1a и 1b

Для передачи гибридного подтверждения ARQ биты ACK HARQ используются для генерации символа BPSK/QPSK в зависимости от количества присутствующих кодовых слов. Затем модулированный символ используется для генерации сигнала, подлежащего передаче в каждом из двух временных интервалов PUCCH.

Опорные сигналы демодуляции в формате PUCCH 1

Генерация DRS

Опорные сигналы демодуляции, связанные с форматом 1 PUCCH, используются базовой станцией для выполнения оценки канала и обеспечения когерентной демодуляции принятого сигнала.

Эти опорные сигналы мультиплексируются по времени с данными, тогда как в нисходящей линии имеется и временное, и частотное мультиплексирование. Это мультиплексирование выполняется для поддержания одночастотного характера сигнала SC-FDMA, что обеспечивает непрерывность всех несущих данных.

Опорные сигналы демодуляции генерируются с использованием базовой последовательности, обозначенной $_{как ru,} v ($ n), которая обсуждается далее в базовой последовательности. Более конкретно $,^{}$ rPUCCH используется для обозначения последовательности DRS формата 1 PUCCH и определяется следующим уравнением.

$^{rPUCCH} {(^{}}^{_{}^{}_{}^{}}_{}^{} m'NRSPUCCHMSCRS+mMSCRS+n) \overset{=}{} w_{(m}^{)} ru,$ v (α) (n)

Желательно, чтобы последовательности DRS имели небольшие изменения мощности во времени и частоте, что приводит к высокой эффективности усилителя мощности и сравнимому качеству оценки канала для всех частотных компонентов. Последовательности Задоффа-Чу являются хорошими кандидатами, поскольку они проявляют постоянную мощность во времени и частоте. Однако существует ограниченное число последовательностей Задоффа-Чу; поэтому они не подходят сами по себе.

Генерация и отображение DRS, связанного с форматом 1 PUCCH, обсуждаются далее в следующих разделах.

Базовая последовательность. Опорные сигналы демодуляции определяются циклическим сдвигом α базовой последовательности r.

Последовательность оснований r представлена в следующем уравнении.

$_{ru,}^{v (} α)^{=}_{} ejαnru,$ v (n)

Предыдущее уравнение содержит следующие переменные.

$n = 0,. . ._{,}^{}$ MSCRS, $_{где}^{}$ MSCRS - длина последовательности опорных сигналов.
$U = 0, ..$ ., 29 - номер базовой группы последовательностей.
$V =$ 0,1 - порядковый номер внутри группы и применяется только к опорным сигналам длиной более 6 блоков ресурсов.

Поворот фазы в частотной области (pre-IFFT в модуляции OFDM) эквивалентен циклическому сдвигу во временной области (post IFFT в модуляции OFDM). Для частотных неселективных каналов по 12 поднесущим ресурсного блока можно достичь ортогональности между DRS, генерируемыми из одной и той же базовой последовательности, если $α \frac{=}{}$ mā6 $для m = 0,1,$ ..., 11, и предполагая, что DRS синхронизированы во времени.

Ортогональность можно использовать для передачи DRS одновременно, используя одни и те же частотные ресурсы без взаимных помех. В случае формата 1 PUCCH дополнительная степень свободы может быть достигнута путем применения ортогонального кода обложки $\overset{}{w} ($ m). Обычно DRS, генерируемая из различных базовых последовательностей, не будет ортогональной; однако они будут обладать низкими свойствами взаимной корреляции.

Чтобы максимизировать количество доступных последовательностей Задоффа-Чу, необходима последовательность простой длины. Минимальная длина последовательности в UL равна 12, количество поднесущих в ресурсном блоке, которое не является простым.

Поэтому последовательности Задоффа-Чу сами по себе не подходят. Фактически существуют два следующих типа базовых опорных последовательностей.

с длиной последовательности ≥ 36 (охватывающей 3 или более ресурсных блоков), которые используют циклическое расширение последовательностей Задоффа-Чу
те с длиной последовательности ≤ 36 (охватывающие 2 ресурсных блока), которые используют специальную последовательность QPSK

Базовые последовательности длиной ≥ три блока ресурсов

Для последовательностей длиной 3 ресурсных блока и больше (т.е. $_{}^{}_{}^{MscRS≥3NscRS}$ ) базовая последовательность является повторением с циклическим смещением последовательности Задоффа-Чу длиной $_{}^{NzcRS}$ , где $_{}^{NzcRS}$ является наибольшим простым числом, таким, что $_{}^{NzcRS} <_{}^{}$ Msc RS. Поэтому последовательность оснований будет содержать одну полную ${последовательность}_{}^{}$ NzcRS Zadoff-Chu плюс дробное повторение, добавленное на конце. В приемнике может быть выполнено соответствующее исключение повторений, и нулевое свойство автокорреляции будет удерживаться по ${длине}_{}^{}$ вектора NzcRS.

Базовые последовательности длиной ≤ три блока ресурсов

Для последовательностей, более коротких, чем три блока ресурсов (т.е. $_{}^{Msc RS} =$ 12,24), последовательности представляют собой композицию комплексных чисел единичного модуля, взятых из таблицы моделирования. Эти последовательности были найдены посредством компьютерного моделирования и указаны в спецификациях LTE.

Группировка DRS. Существует всего 30 групп последовательностей, $u∈{0,1, . . .,$ 29}, каждая из которых содержит одну последовательность длиной меньше или равной 60. Это соответствует полосам пропускания передачи 1,2,3,4 и 5 блоков ресурсов. Кроме того, существуют две последовательности (одна для v = 0 или 1) для длины ≥ 72; соответствует полосам пропускания передачи 6 или более ресурсных блоков.

Следует отметить, что не все значения m разрешены, где m - количество блоков ресурсов, используемых для передачи. Допустимы только значения m, которые являются произведением степеней 2, 3 и 5, как показано в следующем уравнении.

$m =^{_{}} {2α0}^{_{×}}^{_{3α1}} × 5α2,_{} где αi - положительные$ целые числа

Причина этого ограничения заключается в том, что размеры DFT операции предварительного кодирования SC-FDMA ограничены значениями, которые являются произведением мощностей 2, 3 и 5. Операция DFT может охватывать более одного ресурсного блока, и, поскольку каждый ресурсный блок имеет 12 поднесущих, общее количество поднесущих, подаваемых в DFT, будет составлять 12m. Поскольку результат 12m должен быть произведением степеней 2, 3 и 5, это означает, что количество блоков ресурсов должно быть произведением степеней 2, 3 и 5. Поэтому значения m, такие как 7, 11, 14, 19 и т.д., недействительны.

Для данного временного интервала последовательности опорных сигналов восходящей линии связи, используемые в ячейке, взяты из одной конкретной группы последовательностей. Если одна и та же группа должна использоваться для всех слотов, то это называется фиксированным назначением. С другой стороны, если номер группы u изменяется для всех временных интервалов в соте, это называется групповой скачкообразной перестройкой.

Назначение фиксированной группы

При использовании фиксированного назначения групп для всех слотов используется один и тот же номер группы. Для PUCCH номер группы является функцией идентификационного номера ячейки по модулю 30, как показано в следующем уравнении.

$u =_{}^{} NIDcellmod30, с_{}^{} NIDcell = 0,1,.$ .., 503

Групповая скачкообразная перестройка

Если используется групповая скачкообразная перестройка, шаблон применяется к вычислению номера группы последовательностей. Этот шаблон одинаков как для PUCCH, так и для PUSCH.

Этот шаблон определяется следующим уравнением.

$_{fgh} (_{} ns)_{}^{} =∑i=07c_{(} 8ns +^{} i)$ ⋅2imod30

Как показано в предыдущем уравнении, этот шаблон групповой скачкообразной перестройки является функцией номера ns слота и вычисляется с использованием псевдослучайной двоичной последовательности c (k), генерируемой с использованием кода Голда длиной-30. Чтобы сформировать шаблон групповой скачкообразной перестройки, генератор PRBS инициализируется со следующим значением в начале каждого кадра радиосвязи .

$_{cinit} = \frac{_{}^{}}{ NIDcell30 }$

Для PUCCH с групповой скачкообразной перестройкой номер группы u задается следующим уравнением.

$u =_{(} {fgh}_{} (ns)_{+}^{((}_{NIDcellmod30}) + Δss$ )) mod30

Отображение элемента ресурса формата 1 PUCCH

Блоки ресурсов, назначенные для L1/L2 управляющей информации в подкадре, расположены на краях общей доступной полосы пропускания соты. Используется шаблон скачкообразной перестройки частоты, где нижний конец доступного спектра UL используется в первом слоте субкадра, а верхний конец - во втором; это добавляет уровень частотного разнесения.

Границы полосы пропускания используются для того, чтобы большая нефрагментированная часть спектра оставалась выделенной для PUSCH. Если бы этот спектр был фрагментирован множеством PUCCH, было бы невозможно выделить несколько смежных RB для UE, следовательно, характер одиночной несущей SC-FDMA был бы потерян.

Существует один индекс m, полученный из индекса ресурсов PUCCH и других параметров, который определяет местоположение PUCCH во времени/частоте. Когда m равно 0, PUCCH занимает самый низкий RB в первом слоте и самый высокий RB во втором слоте подкадра. Когда m равно 1, используются противоположные углы - самый высокий RB в первом слоте и самый низкий RB во втором слоте. По мере дальнейшего увеличения m выделенных блоков ресурсов перемещаются к центру полосы, как показано на следующем рисунке.

Форматы 1, 1а и 1b PUCCH используют четыре символа SC-FDMA на слот. Если используется обычный циклический префикс, оставшиеся 3 символа, 2 для расширенного циклического префикса, используются для опорного сигнала демодуляции PUCCH (DRS). Если зондирующий опорный сигнал (SRS) перекрывает символы PUCCH, во втором слоте подкадра используются только три символа. Отображение символов показано на следующем рисунке.

См. также

ltePUCCH1 | ltePUCCH1DRS | ltePUCCH1DRSIndices | ltePUCCH1Indices | lteULResourceGrid

Документация